Ward Leonard schakeling

Alexanderson generator

De Alexanderson generator is een wisselstroom generator die voorzien is om een (relatief) hoogfrekwent signaal op te wekken. De generator werd gebruikt in de eerste radio zenders, meestal voor CW (morse = telegrafie), maar bepaalde generatoren konden ook gebruikt worden om spraak over te brengen.

Amplidyne en metadyne

Een praktische toepassing van de generator als versterker is de amplidyne en metadyne, waarbij een kleine stroom door de veldwikkeling een hoge ankerstroom veroorzaakt. Er wordt hier met gelijkspanning gewerkt, men heeft zich dus gebaseerd op de dynamo. In bepaalde toepassingen gedraagt de metadyne zich als een regelbare gelijkspanningstransfo, om een gelijkspanning te transformeren naar een variabele gelijkspanning.

Ward Leonard

De Ward Leonardschakeling wordt gebruikt om het toerental van motoren naukkeurig te regelen. Als sturend element gebruikt men een dynamo of een amplidyne (als het te versterken signaal redelijk zwak is).

Praktische Ward Leonardschakeling voor liftbediening
Een volledige uitleg van een Ward Leonard schakeling voor liftbediening

<Ward Leonardschakeling voor sleepboten
Het schema van een Ward-Leonardschakeling gebruikt aan boord van de oude slepers van de belgische marine. Eenzelfde schakeling kan gebruikt worden om de liftkooien in steenkoolmijnen te bedienen.

Magnetische versterkers (amplistat)

De magnetische versterker is een speciale transformator die in verzadiging wordt gestuurd, waardoor zijn impedantie lager wordt. Een magnetische versterker werkt dus als een zware regelbare weerstand, maar zonder de ohmse verliezen.

Hoewel de Ward Leonard groepen lang in gebruik zijn gebleven, heeft men voor nieuwe ontwerpen gewerkt met thyratrons en ignitrons. Dit waren buizen die kleine belastingen (thyratron) of grote belastingen (industriële processen) konden sturen. Thyratrons werden gebruikt om lampen en kleine motoren te bedienen, terwijl een ignitron gebruik werd voor stromen van duizenden ampères en spanningen van duizenden volts.

Deze buizen werden ontworpen voor de tweede wereldoorlog maar werden pas intensief gebruikt na de oorlog, bijvoorbeeld in de liftbediening, waar ze een volledige Ward Leonard groep konden vervangen. Het vermogen wordt geregeld door de tijdstip van inschakeling te regelen bij wisselstroom.

De buizen werden uiteindelijk vervangen door thyristoren en triacs, die het halfgeleider equivalent waren van de buizen. Voor zeer hoge stromen en spanningen blijft men echter nog altijd buizen gebruiken.

Het inschakelen gebeurt door een puls op de gate, maar men kan ook een geisoleerde sturing toepassen door middel van een optocoupler (solid state relais). Met minder dan een watt kan men een belasting van duizenden watts aan- en uitschakelen.

En uiteindelijk is men ook MOSFET transistoren gaan gebruiken. Deze worden met een spanning aangestuurd, en in tegenstelling met een triac of thyristor is het mogelijk de geleiding te onderbreken door de stuurspanning weg te nemen. Deze transistoren worden daarom gebruikt om asynchrone motoren te sturen, waarbij men de frekwentie en de spanning kan veranderen om zo een soepele werking kan bekomen.