книги / Основы автоматики

7 трехпозиционных реле якорь удерживается в крайних поло­ жениях силами притяжения постоянного магнита и специальным уотройотвом пружины, фиксирующей оба крайних положения.

Еоли мощнооть в цепи, коммутируемой контактами реле, боль­ ше мощности', требуемой в цепи управления для надежного сраба­ тывания и удержания контактов в том или ином положении, то реле можно считать усилителем. Коэффициенты усиления этого уоилителя равны

Определенным недостатком релейных уоилителей является то, что в приведенных схемах включения реле величина оигнала на выходе зависит от значения сигнала на входе нелинейно. Однако этот недостаток частично устраняется в релейных усилителях, работающих.в режиме вибрационной линеаризации. Схема такого простейшего уоилителя изображена на рис.4 .8 ,а .

Рис.4.8.Вибрационный ре­ лейный уоилитель с внеш­ ний возбужденней:

а) электрическая схема; б) идеализированная ста­ тическая характеристика реле; в) изменение лине­ аризующего напряжения во

времени

Как видно из схемы, уоилитель представляет собой обыкно­ венное поляризованное реле, только с двумя катушками на элек­ тромагните. На одну из катушек подается управляющий сигнал Uy , а на вторую - так называемое линеаризующее переменное напряже­ ние 1}л (рис.4 .8 ,в ). Положим, что обмоточные данные (количество витков, активное сопротивление) обеих катушек одинаковы. Тогда

Пуоть идеализированная статическая характеристика реле име­ ет вид, изображенный на рио.4.8,б. Как оледует из этой харак­

теристики, контакты переключаются всякий раз, когда меняется знак суммы ил +11у

Очевидно, что при отсутствии управляющего сигнала Uy пе­ реключения будут происходить в моменты изменения знака U, . При этом постоянная ооотавляющая выходного сигнала и2 за пе­ риод Т , как видно из рио.4.Э ,а,

ю з

Рио.4 .9 . К определению поотоявяой составляющей на выходе вибра­ ционного уоилителя при отсутствии (а) и при наличии (б) управ­ ляющего напряжения ии, (в) - статическая характеристика уоили-

ателя

и от формы линеаризующего напряжения ил . На рис.4.9,в изобра­ жена статическая характеристика Ц = f ( Uy) для синусоидаль­ ного линеаризующего напряжения Цл . Из этой характеристики вид­ но, что при малых отклонениях управляющего напряжения Uy ви­ брационный релейный усилитель по средней составляющей представ­ ляет собой линейное звено. Следует только иметь в виду, что

после релейного вибрационного уоилителя должен отоять элемент, достаточно хорошо оглаживающий переменные составляющие сигна­ ла Uz( t ) . Если еа релейным уоилителем стоит апериодическое звено первого порядка, то для хорошего отлаживания его посто­ янная времени Т, должна быть много больше периода Т линеари­ зующего сигнала.

Линеаризующее напряжение может создаваться как внешним генератором, так и самими контактами реле.

Динамические свойства реле определяются не только нелиней­ ным характером их статических характеристик, но также временем срабатывания t c^ и отпускания t omn . Эти характеристики в овою очередь определяются главным образом индуктивностью катушки и инерционностью подвижных частей.

Однако, еоли инерционность подвижных чаотей определяется конструкцией и для данного реле ее изменить нельзя, то инер­ ционность, обусловленную индуктивностью катушки, можно изме­ нять о помощью специальных схем.

Некоторые схемы для уменьшения и увеличения постоянной времени, определяемой индуктивностью управляющей катушки реле, изображены на рис.4.10.

Рио.4.10. Некоторые охемы для изменения временных характеристик реле:

а) иоходная охема; б и в ) схемы на ускорение срабатывания; г) охема замедления срабатывания и отпускания

В схеме рио.4.10,б постоянная времени уменьшается вслед­ ствие включения добавочного активного сопротивления R , так как

L r+R

В охеме рис.4-,10,в обеспечивается еще большее быстродей­ ствие реле благодаря брооку зарядного тока через конденсатор.

контактов из-за искры, возникающей при коммутации. Поэтому для увеличения надежности релейных схем обязательно должны пре­ дусматриваться меры для гашения иокры. Наиболее радикальными из этих мер являетоя шунтирование контактов выоокоомными актив­ ными сопротивлениями и емкостями. Эффективным средством также может быть шунтирование индуктивности, имеющейся в нагрузке.

§ 4 .3 . МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Магнитные усилители (МУ) служат для уоиления сигналов по­ стоянного тока. Выходной величиной МУ является обычно сигнал переыенного тока. Поэтоиу магнитные усилители являются одно­ временно и усилителями и модуляторами.

I . Принцип действия магнитных уоилителей .

Однотактные магнитные усилители без обратных овязей

Дроссель Д в цепи обмотки управления служит для уменьвения тока от э .д .с ., наводимой в обмотке управления перемен­ ным магнитным потоком рабочей обмотки. Принцип действия маг­ нитного усилителя основан на управлении величиной индуктивно­ го сопротивления рабочей обмотки изменением постоянной состав­ ляющей напряженности магнитного поля в сердечнике с помощью

Нv 4 2 +(оoLpf

Индуктивность рабочей обмотки зависит от числа витков ра­ бочей обмотки Wp , площади поперечного сечения тороидального сердечника S , средней длины пути магнитного потока I и маг­ нитной проницаемости р

Рис.4.12. Характеристики магнитномягких материалов

ки 1Н . Подчеркнем, что среднее за период напряжения сети зна­ чение магнитной проницаемости зависит от величины постоянной составляющей напряженности магнитного поля в сердечнике и не зависит от ее направления.

Более наглядно принцип действия МУ можно объяснить с по­ мощью временных диаграмм.

О б м о т ка у п р а в л е н и и

Рабочие обмотни

Рис Л . 15. Однотактный МУ с обмоткой управления, намотанной на два сердечника:

а) конструкция; б) охема

постоянной составляющей индукции б0 вызывает увеличение пе­ ременной составляющей напряженности магнитного поля Н . При достаточно большой величине индуктивности дросселя Д можно считать, что переменная составляющая напряженности магнитного поля Н^ создается только током в цепи нагрузки iH. Тогда

ШР ■ н~ = - 1 * 4

и

‘н ХЧр

н о

К

Рис.4.16. Однотактный МУ на Ш-образнон мелеве

Чан больае токи управления Ly, тем больае постоянная ооотавлявцая индукции В0 , тем больае я тон нагрузки.

Дроссель Д, отояДО в цепи управления, ияачятельно увели­ чивает инерционность НУ. что являетоя'больаям недостатком этой схемы. Для устранения этого недостатка предложена схема НУ.по­ казанная на рис.4 .1 4 . В ней для уменьшения тона н цепи управ­ ления, наводимого переменном током рабочих обмоток; обмотки управления включены встречно. Благодаря этому в .д .о . частоты

ке управления были противоположно направлены (рио.4 .1 5 ,6 ). Иногда используют трехстержневые оердечники (р яс.4 .16).

Рабочие обмотки соединяют так, чтобы их потоки в среднем стерж­ не компенсировали друг друга.

Статическая характеристика рассмотренных схем МУ имеет вид, показанный на рис.4.17. Пунктиром на рисунке показана идеали­ зированная статическая характеристика.