Шольц Д. Пропорциональная гидравлика. Основной курс ТР 701. Учебник
Подождите немного. Документ загружается.
Рис. 4/2:
Электронные модули
для прохождения сиг-
налов между контрол-
лером и пропорцио-
нальным магнитом
Напряжение
Пропорцио-
нальный
магнит
Блок фор-
мирования
уставок
Усилитель
Контроллер
В-
51
Часть
4
Усилители для пропорциональных магнитов выпускаются в
двух конструктивных исполнениях:
•
встроенным в клапан (интегрированная электроника);
•
в виде отдельного модуля (рис. 1.6).
Функции усилителя
Три основных функции усилителя показаны на рис. 4.За
• корректировка сигнала (для компенсации
мертвой зоны клапана - см. параграф 4.2);
• широтно-импульсная модуляция сигнала
или ШИМ (для преобразования сигнала);
• усиление (для получения сигнала нужной мощности).
В клапанах с пропорциональными
магнитами, имеющими контроль
положения, в усилитель также встроены
приемник сигнала с датчика положения и
система управления по замкнутому
контуру (рис. 4.3Ь). Для этого требуются
дополнительные блоки:
• источник напряжения для питания
индуктивной измерительной системы
(датчика положения);
• демодулятор (для преобразования
сигнала напряжения от измерительной
системы);
• контроллер замкнутой системы
управления, который сравнивает заданное
значение положения якоря с текущим, в
результате выдавая входной сигнал для
широтно-импульсной модуляции.
4.1
Конструкция и
принцип рабо-
ты усилителя
В-52Часть 4
а) без контроля положения якоря
Заданное
значение
Коррекци
ШИМ
Усиление
Ток
b) с контролем положения якоря
Рис.
4.3:
Блок-схема
одноканального
усилителя
Контроллер
Коррекция
ШИМ
Усиление
Ток
Питание для
Демодулятор
якоря
Одно- и двухканальный усилитель
Одноканальный усилитель применяется для управления
клапанами с одним пропорциональным магнитом.
Распределители управляются двумя магнитами, и поэтому
требуют двухканальный усилитель. В зависимости от статуса
сигнала управления, ток поступает или только на левый магнит
или только на правый.
Широтно-импульсная модуляция
На рис.4.5 показан принцип широтно-импульсной модуляции
(ШИМ). Сигнал в виде электрического напряжения
преобразуется в импульсы. Генерируется примерно 10000
импульсов в секунду.
После конечной стадии усиления сигнал в виде импульсов
подается на пропорциональный магнит. Поскольку
индуктивность его обмотки высока, сила тока не может
изменяться так же быстро, как напряжение. Величина тока
будет только слегка колебаться около среднего значения.
•
Небольшое напряжение на входе создает небольшие
импульсы. Среднее значение тока, поступающего на
обмотку электромагнита, также небольшое.
•
С ростом напряжения ширина импульсов растет. Среднее
значение тока увеличивается.
Среднее значение тока на выходе усилителя пропорционально
поступающему на вход напряжению.
В-53
Часть 4
Рис. 4.4:
Двухканальный уси-
литель (без
контроля
положения якоря)
В-54
Часть
4
Эффект битера
Некоторая пульсация тока, являющаяся следствием широтно-
импульсной модуляции, заставляет якорь электромагнита и
соответственно золотник клапана колебаться с малой
амплитудой и большой частотой. Это позволяет избежать сил
статического трения. Существенно уменьшаются порог
срабатывания, инверсный диапазон и гистерезис клапана.
Это уменьшение трения из-за наличия высокочастотного сиг-
нала известно как эффект дитера. Некоторые модели усилите-
лей позволяют пользователю вводить дополнительные частоту
и амплитуду дитера, не зависимо от широтно-импульсной мо-
дуляции.
Нагрев усилителя
В результате широтно-импульсной модуляции на транзисторах
конечного каскада усилителя имеют место три состояния пере-
ключения:
• Нижнее значение сигнала:
Транзистор заперт. Потеря мощности на нем равна нулю,
поэтому тока на выходе нет.
• Верхнее значение сигнала:
Транзистор открыт. Его сопротивление в этом состоянии
очень мало, потери мощности незначительны.
• Фронт сигнала:
Транзистор переключается. Поскольку переключение проис-
ходит очень быстро, потери мощности малы.
В целом, потери мощности значительно меньше, чем в усили-
теле без ШИМ. Электронные элементы меньше нагреваются,
конструкция усилителя становится более компактной.