Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 [ 45 ] 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

Допустим, что

Ф1 = Фп. - (Ф, lt;, + фу. laquo;,) и Ф2 = Ф , + (Ф + Ф laquo;J,

где Ф,. к - управляющий магнитный поток, сцепленный только с левой катушкой обмотки; Ф к - управляющий магнитный поток, сцепленный только с правой катушкой обмотки; Ф;, - управляющий магнитный поток, сцепленный с обеими катушками.

При постепенном увеличении тока в обмотке от нуля будет возрастать значение слагаемых в скобках и при некотором значении тока окажется, что

Ф1 lt;Ф2,

т. е. результирующая сила будет направлена уже вправо и якорь перебросится в правое положение. После обесточения обмотки якорь останется в правом положении и для переброски якоря влево требуется изменение полярности входного напряжения.

Ток срабатывания, очевидно, соответствует граничному соотношению

Ф1 = Фа,

а статическая характеристика двухпозициониого поляризованного реле имеет вид, приведенный на рис. 82, а, где Xgx - смещение якоря с нейтрали (см. рис. 81).

Весьма распространена в автоматике также трехпозиционная конструкция поляризованных реле, в которой якорь выполняется пружинящим и поэтому при обесточенной входной обмотке якорь занимает среднее положение (и ни один из контактов не замкнут) Статическая характеристика трехпозиционного реле показана на рис. 82, б.

Поляризованные реле часто выполняют с несколькими входными обмотками, что позволяет в самом реле сложить сигналы.

Как правило, якорь реле управляет контактами, причем замыкание левого и правого контактов вызывает подачу в выходную цепь (цепь нагрузки реле) напряжения различной полярности. Таким образом, и здесь (см. п. 1 настоящей главы) поляризованное реле будет выполнять роль управляющего устройства элемента с промежуточным преобразованием формы энергии, который является электромеханическим усилителем.

Кроме чувствительности к полярности, поляризованные реле отличаются очень малой потребляемой мощностью. Для срабатывания поляризованного реле достаточно подвести мощность порядка милливатт (в специальных исполнениях - значительно меньше), в то время как чувствительные нейтральные реле имеют

мощности срабатывания порядка десятых долей ватта. Большое достоинство поляризованных реле - малое их время срабатывания, составляющее обычно миллисекунды.

Хеых

UcpaS

вых {У1ь,х)

(-Uib,x)

Хеых

{-Ueb,x) Хеых

Рнс. 82. Статические характеристики поляризованного реле: а - двухпозиционные реле; б - трехпозиционные реле

В ряде случаев возникает необходимость в реверсивных устройствах, которые преобразовывали бы подводимый электрический сигнал в пропорциональное перемещение. Особенно часто такие устройства применяются для перемещения золотников, заслонок и струйных трубок гидравлических усилителей.

Хвых

Рис. 83. Поляризованный управляющий пропорциональный элемент:

а - общая электромеханическая схема; б - полюса и якорь; / и 1 ~ поляризующие обмотки; 2 - управляющая (входная) обмотка; 3- якорь

В принципе требуемую пропорциональную зависимость можно получить и от системы, приведенной на рис. 81, если в ней применить противодействующие пружины и нужным образом согласовать тяговую и механическую характеристики. Однако на практике для этой цели чаще применяются поляризованные электромагнитные управляющие элементы, один из вариантов схемы которых представлен на рис. 83, а. Эти элементы позволяют получить пропорциональную зависимость между током в управляющей (входной) обмотке 2 и перемещением якоря 3 без применения противо-

действующих пружин. Поляризующий поток создается обмотками /, но, как и в случае реле, для этой цели могут быть применены постоянные магниты. Обмотка 2 является неподвижной и якорь перемещается внутри нее.

При отсутствии входного сигнала якорь будет находиться в среднем положении, равномерно перекрывая левый и правый наконечники, и такое положение будет устойчивым Ч Это происходит потому, что каждый из полюсов создает тяговый момент, стремящийся затянуть якорь под соответствующий полюс, но момент этот уменьшается по мере увеличения перекрытия якоря и полюсного наконечника (когда якорь полностью затянут под полюс, действующий на него момент будет равен нулю). При возбуждении управляющей обмотки симметрия потоков при среднем положении якоря нарушается и равновесие моментов наступает уже в ином положении, определяемом интенсивностью и знаком входного сигнала.

Рассмотренная конструкция используется для выходных перемещений, соответствующих поворотам якоря на углы порядка plusmn;2 deg;, что обычно оказывается достаточным для воздействия на гидравлические усилители. Существуют конструкции, в которых углы поворота доведены до десятков градусов, а также конструкции с линейным перемещением.

8. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПОЛЯРИЗОВАННЫХ РЕЛЕ

И ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Расчет поляризованных реле принципиально не отличается от расчега нейтральных электромагнитных реле. При расчете тяговых характеристик необходимо лишь учитывать наличие поляризующего поля.

Рассмотрим упрощенный расчет тяговых характеристик на примере конструкции двухпозициониого реле (см. рис. 81). Будем для простоты пренебрегать потоками рассеяния и эффектом выпучивания магнитного поля в зазорах. Кроме того, учтем, что для лучшего использования постоянных магнитов магнитопровод поляризованного реле обычно выполняется ненасыщенным. Это обстоятельство не только позволяет применить принцип наложения к расчету магнитной цепи, но даже с достаточной степенью точности вообще пренебречь сопротивлением магнитопровода / из магнито-мягкой стали. Что же касается самого постоянного магнита NS, выполняемого из магнитотвердых материалов, то его сопротивление для потока, создаваемого управляющими обмотками 2, наоборот, оказывается весьма большим. Последнее обстоятельство позволяет пренебрегать той частью потока от управляющих обмоток, которая ответвляется в постоянный магнит, т. е. потоками Ф,.kj и Фу..

Это явление иногда называют laquo;электрической пружиной raquo;.