Электромеханические усилители. Исполнитель
Электромеханические усилители.
Цель: изучение электромеханических усилителей.
План:
Усилительные элементы электромеханических усилителей.
Режимы работы электромеханических усилителей.
Динамические характеристики.
Достоинства и недостатки релейных усилителей.
{spoiler=Подробнее}
Вопрос: Принцип действия магнитных усилителей?
1. Усилительные элементы электромеханических усилителей.
Создание электромеханических усилительно - преобразовательных элементов систем основано на использовании электрических и магнитных явлений с промежуточным преобразованием формы энергии, например, электрической в механическую и обратно. Таким образом, основными элементами электромеханических усилителей являются электромагнитные устройства с подвижными частями: электромагнитные реле, вибропреобразователи, магнитоэлектрические реле, электродинамические реле. Наиболее широкое распространение получили электромагнитные реле, которые в зависимости от типа электромагнита можно подразделить на следующие виды: нейтральные реле постоянного или переменного токов и поляризованные реле.
Электромагнитные реле состоят из контактной системы и электромагнита. В контактную систему входят: контакты, выполняемые из благородных металлов (золото, платина, серебро) и их сплавов с иридием или из тугоплавких металлов (вольфрам, молибден) и их сплавов с платиной, иридием и др., а также из композиций, получаемых спеканием механических смесей из порошков нескольких металлов; контактные и упорная пружины, изготавливаемые из цветных сплавов; конструктивные элементы - штифты, связывающие подвижные контакты с подвижной частью электромагнита, называемой якорем.
По характеру работы различают следующие виды контактов:
замыкающие - разомкнутые при отсутствии тока в обмотке электромагнита;
размыкающие - замкнутые при отсутствии тока в обмотке;
переключающие - представляющие собой совмещенный узел из замыкающих и
размыкающих контактов.
Вопрос: На чем основано создание электромеханических УПЭ?
2. Режимы работы электромеханических усилителей.
В зависимости от вида статических характеристик и способов их формирования можно выделить три режима работы электромеханических усилителей: непрерывный, релейный, вибрационный. В непрерывном режиме усилитель имеет непрерывную статическую характеристику и чаще всего может рассматриваться как электромеханический преобразователь, применяемый в исполнительных цепях при реализации линейного перемещения регулирующего органа, выполняемого с помощью пропорционального электромагнита. Релейный режим работы характерен для электромеханических усилителей, представляющих собой нейтральные или поляризованные реле. Эти усилители называют релейными усилителями с разрывной статической характеристикой. Вибрационный режим применяется в линеаризованных релейных усилителях, построенных на базе поляризованных электромагнитных реле, с искусственно вводимой линеаризацией разрывной характеристики усилительного элемента.
Вопрос: В каких режимах работают электромеханические элементы? З.Динамические характеристики.
Динамические свойства релейных усилителей зависят от режима их работы. При работе усилителя в релейном режиме часто ограничиваются достаточно приближенным описанием динамики, учитывая только временное западывание выходного сигнала относительно входного, вносимое за счет конечности времени срабатывания и отпускания реле.
Структурную схему релейного усилителя можно представить в виде последовательного соединения звена с чистым западыванием и существенно нелинейного безынерционного элемента с одним из видов типовой релейной характеристики, соответствующей статической характеристике усилительного элемента (реле) релейного усилителя. Далее пользуясь методом гармонической линеаризации, можно определить эквивалентный комплексный коэффициент передачи выбранного типа нелинейности.
Применение в качестве линеаризующего сигнала внутренних автоколебаний изменяет динамические свойства релейного усилителя. В этом случае релейный усилитель можно рассматривать в виде структурной схемы, где пропорциональное звено с коэффициентом передачи, охватываемое отрицательной обратной связью, роль которой в усилителе выполняет обмотка с параллельно включенной емкостью, изменяющей в нужном направлении постоянную времени цепи обратной связи. Вопрос: Опишите динамические характеристики? 4. Достоинства и недостатки релейных усилителей.
Релейные усилители обладают рядом весьма ценных положительных свойств, а именно:
возможностью получения больших выходных мощностей, определяемых предельной мощностью, коммутируемого контакта;
высоким коэффициентом усиления по мощности; даже несмотря на снижение коэффициента усиления в вибрационном режиме по сравнению с релейным режимом, этот коэффициент может достигать у линеаризованных усилителей до нескольких тысяч;
высоким к.п.д. как в релейном режиме, так и в вибрационном, т.к. потери в цепи нагрузки определяются ничтожными потерями в контактах, а потери в цепи управления (возбуждения) также малы, особенно у поляризованных реле;
малыми массой, габаритами и простотой конструкции;
достаточно высоким быстродействием;
возможностью устранения нелинейности типа зоны нечувствительности в статических характеристиках исполнительных двигателей, управляемых от линеаризованных релейных двигателей.
Недостатки релейных усилителей очевидны:
существенная нелинейность статических характеристик при работе усилителя в релейном режиме;
ненадежная работа контактов, особенно в условиях тряски, вибраций, действия перегрузок;
высокий уровень создаваемой низкочастотной помехи.
Контрольные вопросы:
Создание электромеханических усилительно-преобразовательных измерителей?
Режимы работы электромеханических измерителей?
Динамические характеристики?
Перечислите достоинства и недостатки релейных усилители?
Литература:«Элементы систем автоматического управления и контроля.» Н.И.
Подлесный, В.Г. Рубанов.
{/spoilers}
