Un amplidyne es un amplificador electromecánico obsoleto inventado antes de la Segunda Guerra Mundial por Ernst Alexanderson . Consiste en un motor eléctrico que acciona un generador de corriente continua . La señal a amplificar se aplica al devanado de campo del generador y su voltaje de salida es una copia amplificada de la corriente de campo. El amplidyne se utilizó en la industria en sistemas de control y servo de alta potencia , para amplificar señales de control de baja potencia para controlar potentes motores eléctricos , por ejemplo. Ahora está prácticamente obsoleto.
Un amplidyne comprende un motor eléctrico que hace girar un generador en el mismo eje. A diferencia de un motor-generador ordinario , el propósito de un amplidino no es generar un voltaje constante sino generar un voltaje proporcional a una corriente de entrada, para amplificar la entrada en aplicaciones donde se requiere una alta potencia de salida. El motor proporciona la potencia, hace girar el generador a una velocidad constante y la señal a amplificar se aplica al devanado de campo del generador . Cuanto mayor sea la corriente aplicada al devanado, más fuerte será el campo magnético y, por tanto, mayor será la tensión de salida del generador. Entonces, el voltaje de salida del generador es una copia amplificada de la forma de onda de corriente aplicada al devanado de campo. En un generador típico, las escobillas de carga se colocan perpendiculares al flujo del campo magnético. Para convertir un generador en un amplidyne, lo que normalmente serían las escobillas de carga se conectan entre sí y la salida se toma de otro conjunto de escobillas que están paralelas al campo. Los pinceles perpendiculares ahora se denominan pinceles de "cuadratura". Este simple cambio puede aumentar la ganancia en un factor de 10.000 o más.
La respuesta de frecuencia del amplidyne se limita a bajas frecuencias, ni siquiera puede manejar frecuencias de audio, por lo que su uso se limita a amplificar señales de control de baja frecuencia en procesos industriales.
Históricamente, los amplidynes fueron uno de los primeros amplificadores en generar una potencia muy alta (decenas de kilovatios), lo que permitía un control preciso por retroalimentación de maquinaria pesada. Los tubos de vacío de tamaño razonable no podían entregar suficiente potencia para controlar motores grandes, pero los circuitos de tubos de vacío que impulsaban la entrada de un amplidino podían usarse para aumentar señales pequeñas hasta la potencia necesaria para impulsar motores grandes. Los primeros sistemas de radar y seguimiento de armas ( era de la Segunda Guerra Mundial ) utilizaron este enfoque.
Los amplidynes son ahora una tecnología obsoleta, reemplazada por dispositivos electrónicos semiconductores de potencia modernos , como MOSFET e IGBT , que pueden producir potencia de salida en el rango de kilovatios. [1]
El amplidyne se utilizó por primera vez en la Marina de los EE. UU. en servosistemas para controlar los motores eléctricos que giraban los soportes de los cañones navales, para apuntar el arma a un objetivo. El sistema (diagrama de la derecha) es un sistema de control de retroalimentación en el que una señal de retroalimentación de un sensor que representa la posición actual del arma se compara con la señal de control que representa la posición deseada, y la diferencia es amplificada por el generador amplidino para girar el motor de montaje de pistola. Los componentes son:
El capítulo 10 del manual Naval Ordnance and Gunnery de la Marina de los EE. UU. , Volumen 1 (1957) explica el funcionamiento del amplidyne: [2]
Específicamente, la fase de la salida del transformador de control (en fase con la fuente de alimentación sincronizada, o fase opuesta) proporcionó la polaridad de la señal de error. Un demodulador sensible a la fase, con la potencia de CA sincronizada como referencia, creó la señal de error de CC de la polaridad requerida.
Los Amplidynes se utilizaron inicialmente para ascensores eléctricos y para apuntar cañones navales , y radares de artillería antiaérea como el SCR-584 en 1942. [ cita requerida ] Posteriormente se utilizaron para controlar procesos en acerías . [ cita necesaria ]
Se utiliza para operar de forma remota las barras de control en los primeros diseños de submarinos nucleares ( S3G Triton). [ cita necesaria ]
Sistemas de control de locomotoras diésel-eléctricas . Las primeras locomotoras de cambio de carreteras ALCO utilizaban esta tecnología.
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Bomba de inducción lineal de corriente alterna para sodio secundario en EBR-II . [4]