Левшин Г.Е. Управление техническими системами

Подождите немного. Документ загружается.

Кроме этого, имеется две специальные конструкции ЭМУ:

1. ЭМУ с самовозбуждением, у которого добавлена дополнительная обмотка параллельного

возбуждения (рис. 11.5, в);

2. ЭМУ с поперечным полем, у которого добавлена дополнительная пара щёток и используется

поперечный поток реакции якоря для повышения коэффициента усиления (рис. 11.5, г).

ЭМУ являются реверсивными элементами и имеют коэффициент усиления

1010 ÷=К

11.3.2. Магнитный усилитель

В магнитных усилителях в качестве управляющего устройства используется дроссель или система

дросселей переменного тока, индуктивность которого может меняться в широких пределах за счёт

подмагничивания дросселя постоянным током с напряжением

вх

(рис. 11.6). В представленной схеме

имеются два магнитно не связанных между собой дросселя, обмотки которых соединены между собой так,

как показано на (рис. 11.6). При изменении величины входного напряжения

вх

будет изменяться

подмагничивающее постоянное поле и магнитная проницаемость

ферромагнитного сердечника дросселя, а

следовательно, и индуктивность дросселя

др

. В результате будет меняться и падение напряжения

вых

на

нагрузке

. Этот усилитель имеет К до

11.3.3. Электронные, ионные и полупроводниковые (транзисторные) усилители

По способности работать с минимальными входными сигналами полупроводниковые (транзисторные) и

электронные усилители не имеют себе равных. Они позволяют также при сравнительно малых габаритах

получать большие коэффициенты усиления (10

– 10

). Электронный усилитель представляет собой

трёхэлектродную лампу (рис. 11.7), или триод. При заполнении её инертным газом помимо электронных

носителей зарядов появляются и ионные, что увеличивает электрический ток. В этом случае усилитель

называется ионным и на схемах добавляют чёрную точку в кружке, обозначающем лампу (рис. 11.7). Эти

усилители не выходят из строя при воздействии

ионизирующего излучения.

Транзисторные усилители по сравнению даже с электронными обладают меньшими габаритами и весом,

более высокой механической прочностью, большим сроком службы и возможностью использования

маломощных источников питания (рис. 11.8, а). Транзистор представляет собой трёхслойную

полупроводниковую структуру, которая создаётся в одном монокристалле путём введения донорных

примесей в исходный полупроводник p-типа или путём введения

акцепторных примесей в исходный

полупроводник

−n

типа (рис. 11.8, б). Для германия и кремния (элементов IV группы) донорными

примесями являются элементы V группы: фосфор, сурьма, мышьяк и др., а акцепторными примесями

являются элементы III группы: галлий, индий, бор и др. В результате образуются транзисторные структуры

pnp −−

или

типаnpn −−−

с двумя

переходамиnp

−

12. Исполнительные элементы

Исполнительные элементы (силовые элементы, исполнительные двигатели, механизмы, серводвигатели)

являются выходными устройствами САУ. Они предназначены для непосредственного воздействия на

регулирующий элемент (заслонку, вентиль, задвижку, клапан, шибер и т.п.) в соответствии с управляющим

сигналом, поступившим из системы.

Исполнительные элементы при их выборе характеризуются:

– видом применяемой вспомогательной энергии;

– величиной и характером требуемого выходного сигнала (перестановочного усилия, мощности, тока,

напряжения, момента и т.п.);

– допускаемой инерционностью;

– желательными габаритами и весом;

– зависимостью рабочих характеристик от внешних влияний;

– надёжностью.

Исполнительные элементы разделяются на неэлектрические и электрические.

К неэлектрическим относятся известные гидравлические и пневматические двигатели, которые

характеризуются: а – простотой конструкции

большинства двигателей; б – большими выходными

моментами или усилиями при малых габаритах; в – высоким

... дпк

; г – большой надёжностью. Из них

наиболее распространены.

1. Поршневые двигатели (рис. 12.1). Выходная мощность от 10

-2

до

105 ⋅

Вт (в случае гидравлического

исполнения ) при входном давлении до 10МПа.

2. Мембранные пневматические двигатели развивают усилия от нескольких граммов до 200 Н при

входном давлении до 0,5 МПа (рис. 12.2).

3. Шестерённые и лопастные двигатели. Создают выходную мощность от 10

-2

до 10

Вт (рис. 12.3).

Электрические исполнительные двигатели характеризуются: а – разнообразием типов

электродвигателей; б – большим числом способов управления; в – лёгкостью получения в промышленных

условиях источников питания; г – лёгкостью получения различных скоростей и мощностей.

Типичными конструкциями электрических двигателей являются

а – электродвигатели постоянного тока; б – электродвигатели переменного тока; в – электромагниты.

Принцип действия этих двигателей излагается

в соответствующих курсах и известен студентам.

13. Регулирующие элементы

Регулирующий элемент (орган) САР предназначен для непосредственного воздействия на объект

регулирования обычно путём изменения либо количества, либо качества подводимой к объекту

регулируемой среды или энергии.

Выбор регулирующего элемента обычно определяется следующими основными факторами:

– физическими свойствами регулируемой среды;

– требуемым характером воздействия на регулируемую среду;

– надёжностью.

Регулирующие элементы

также делятся на неэлектрические и электрические. К неэлектрическим

относят дроссельные заслонки (задвижки); клапаны и вентили; комбинированные устройства. К

электрическим относят реостаты с переменным сопротивлением; постоянные сопротивления с током

переменной величины; фазовращатели и другие элементы.

Фазовращатели преобразуют входную величину в фазовый сдвиг выходного переменного напряжения.

Литература

Беликов О. А. Приводы литейных машин / Беликов О.А., Каширцев Л.П. – М.: Машиностроение,

1971. – 311 с.

Егоров К.В. Основы теории автоматического регулирования: учебное пособие. – М.: Энергия, 1967.

– 648 с.

Камнев В.М. Чтение схем и чертежей электроустановок: учебное пособие. – М.: Высшая школа,

1986. – 144 с.

Основы автоматического регулирования и управления: учебное пособие / под редакцией В.М.

Пономарёва и А.П. Литвинова. – М.: Высшая школа, 1974. – 439 с.

Основы теории автоматического регулирования: учебник / под редакцией В.И. Крутова. – М.:

Машиностроение, 1984. – 368 с.

Титов Н.Д. Основы автоматизации литейного производства и вычислительная техника: учебное

пособие / Титов Н.Д., Сергеев Л.Н. – М.: Машиностроение, 1983. – 151 с.

Теория автоматического управления: учебник / под редакцией А.В. Нетушила. – М.: Высшая школа,

1967. – 424 с.

Солодовников В.В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования: учебное

пособие – М.: Машиностроение, 1985. – 536 с.

Клюев А.С. Автоматическое регулирование. – М.: Энергия, 1973. – 392 с.

10. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование: учебник. – М.: Машиностроение, 1978. – 736 с.

11.

Теория автоматического управления: учебник / под редакцией Ю.М. Соломенцева. – М.: Высшая

школа, 2000. – 268 с.

12.

Теория автоматического управления: учебник / под редакцией А.В. Нетушила. – М.: Высшая

школа, 1976. – 400 с.

13. Ерофеев А.А. Теория автоматического управления: учебник. – СПб: Политехника, 2005. - 302 с.

14. Анхимюк В.Л. Теория автоматического управления: учебник.- Минск: Высшэйшая школа, 1979. -

32 с.

15. Левшин Г.Е. Управление техническими системами: учебное пособие / Барнаул: изд-во АлтГТУ,

2005. – 66 c.

Приложения