ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.07.2024
Просмотров: 268
Скачиваний: 1
СОДЕРЖАНИЕ
1. Основные понятия и определения
Глава 2. Первичные преобразователи
6. Фотоэлектрические первичные
Глава 3. Усилители и стабилизаторы
Глава 4. Переключающие устройства и распределители
Глава 5. Задающие и исполнительные устройства
Глава 6. Общие сведения об измерении и контроле
Глава 8. Контроль давления и разрежения
Глава 9. Контроль расхода, количества и уровня
Глава 12. Автоматическая блокировка и защита в системах управления
Глава 13. Системы автоматического контроля и сигнализации
Глава 14. Системы автоматического
Глава 15. Объекты регулирования и их свойства
Глава 17. Конструкции и характеристики регуляторов
Глава 18. Общая характеристика
Глава 19. Математическое и программное обеспечение микроЭвм
Глава 20. Внешние устройства микроЭвм
Глава 21. Применение микропроцессорных систем
Глава 23. Конструкции промышленных роботов
Глава 25. Роботизация промышленного производства
Рис. 15. Схемы пневматических усилителей дроссельного типа:
о — с дросселем; б — с соплом-иаслонкой
личия. Если в пневматических усилителях используется сжатый воздух, то в гидравлическом усилителе — жидкость под давлением (чаще масло).
Различают три типа гидравлических усилителей: золотниковые, дроссельного типа и струйные.
В золотниковых гидравлических усилителях входной сигнал, открывая или закрывая золотник или вентиль, изменяет поступление вспомогательной энергии (масла под давлением) в исполнительный механизм.
В усилителях дроссельного типа (рис. 15, а, б) выходное давление Рг рабочей жидкости зависит от перемещения X дросселя 1 или заслонки 2 при постоянном давлении Рх.
Принцип работы струйного усилителя (рис. 16) заключается в том, что кинетическая энергия струи масла, направленная в приемное сопло, преобразуется в потенциальную энергию давления. Давление в сопле зависит от положения трубки. В корпусе 1 усилителя расположена струйная трубка 2 с сопловой насадкой 6. С одной стороны трубка связана с толкателем преобразователя 7, а с другой — с пружиной задатчика 4. Сжатие пружины регулируется винтом 3. Струйная трубка сообщается каналом 9 с масляным насосом и может поворачиваться на неко- ' торый угол вокруг оси 0. Расширя
ющиеся сопла 5 соединены трубопроводами с обеими полостями цилиндра двойного действия исполнительного механизма. Трубка 8 предназначена для слива масла в бак, где установлен насос.
Если регулируемый параметр соответствует заданному значению, то трубка находится в нейтральном положении и струя рабочей жидкости оди- ‘наково перекрывает оба приемных Рис. 16. Схема гидравличе- сопла., В полостях цилиндра создается ского струйного усилителя одинаковое давление и поршень ис
полнительного механизма не перемещается. При отклонении регулируемого параметра от заданного значения, т. е. прн появлении разности усилий со стороны задатчика и чувствительного элемента, струйная трубка поворачивается в сторону одного из приемных сопел, в котором давление возрастает, что и вызывает перемещение поршня.
К преимуществам усилителей подобного типа можно отнести простоту конструкции, отсутствие повышенных требований к очистке масла и высокую эксплуатационную надежность. Основным недостатком усилителя являются неполное использование мощности потока рабочей жидкости и неизбежная ее утечка.
Пневматические усилители по принципу аналогичны гидравлическим и имеют такие же преимущества и недостатки.
Гидравлические и пневматические усилители находят применение в автоматических системах регуляторов давления и расхода.
-
Стабилизаторы
Стабилизатор — элемент автоматики, который обеспечивает поддержание какого-либо параметра энергетической Цепи на постоянном уровне. В гидравлических и пневматических цепях наиболее часто приходится поддерживать давление. В электрических цепях стабилизируют напряжение, ток или частоту, причем На практике чаще всего стабилизируют напряжение.
Электрические стабилизаторы применяют в системах автоматического регулирования в двух случаях: когда колебание напряжения питания оказывает нежелательное воздействие на изменение параметров элементов автоматики и когда значение регулируемого параметра задается в Виде некоторого напряжения.
Качество стабилизации напряжения характеризуется коэффициентом стабилизации, показывающим отношение относительного изменения воздействующего фактора к относительному изменению выходного напряжения.
Различают два метода осуществления стабилизации: параметрический и компенсационный.
Параметрический метод основан на применении различных элементов с нелинейными статическими характеристиками, к числу которых относятся активные нелинейные сопротивления (к таким элементам относятся бареттеры, термисторы, стабиловольты, стабилитроны) и реактивные нелинейные сопротивления (дроссели с насыщенными ферромагнитными магнитопроводами и конденсаторы с нелинейными диэлектриками).
Компенсационный метод основан на применении замкнутых систем регулирования.
Параметрические стабилизаторы с активными нелинейными сопротивлениями могут применяться как в цепях постоянного, так и в цепях переменного тока.
О —
г)
Рис-. 17. Схемы стабилизаторов напряжения:
п — на бареттере; б —• на стабилитроне; в — феррорезон а ней ого; г — транзисторного
• Нелинейные сопротивления по характеру нелинейности разделяют на два типа: сопротивления, у которых вольт-амперная характеристика имеет участок, где сила тока / приблизительно постоянна для некоторых пределов изменения подводимого напряжения, и сопротивления, с вольт-амперной характеристикой, имеющей участок с постоянным падением напряжения для некоторых пределов изменения тока.
К устройствам, имеющим сопротивления первого типа, относятся обычно лампы накаливания и бареттеры. Последние представляют собой стеклянный заполненный водородом баллон, внутри которого разметена провблока из чистого железа. Если бареттер Я включить последовательно с нагрузкой /?н (рис. 17, о), то в определенных пределах входного напряжения ток в цепи будет изменяться очень мало. Баретгер является стабилизатором тока.
К устройствам, имеющим нелинейные сопротивления второго типа, относятся полупроводниковые термисторы, позисторы и стабилитроны.
Термисторы — полупроводниковые терморезисторы с большим отрицательным температурным коэффициентом.
і
Рис.
18. Стабилизатор давления
Стабилитрон (полупроводниковый диод — стабилизатор) — это германиевый или кремниевый диод.
Схема включения стабилитрона V показала на рис. 17, б. Стабилизация выходного напряжения ивых обеспечивается при изменении входного напряжения ивх и при изменении сопротивления нагрузки Я„. Уровень стабилизации не превышает 0,1 %.
Параметрические стабилизаторы с нелинейными реактивными сопротивлениями могут применяться в непях переменного тока. Они обеспечивают более высокий КПД по сравнению со стабилизаторами на активных сопротивлениях. В рараметрических стабилизаторах чаще всего применяют дроссели в комбинации с линейными конденсаторами. Они носят название феррорезонансных. Варианты этих стабилизаторов весьма разнообразны.
Одна из простейших схем приведена на рис. 17, в.
Дроссель Ы имеет постоянную индуктивность и работает в ненасыщенном режиме. Дроссель Ь2 работает в нелинейном режиме, поэтому повышение напряжения на нем приводит к резкому росту тока и, как следствие этого, к увеличению падения напряжения на дросселе Ы. Конденсатор С включается в схему для того, чтобы за счет феррорезонанса достичь насыщения при относительно малых токах.
Компенсационные стабилизаторы могут быть выполнены на лампах и полупроводниках. Однако в последнее время в основном находят применение полупроводники.
Схема простейшего транзисторного стабилизатора (рис. 17, г) включает усилительный элемент (транзистор VI) и измерительный элемент (диод У2). Через резистор 1^1 осуществляется отрицательная обратная связь. При изменении входного напряжения 1/вх транзистор VI препятствует отклонению напряжения £/вых. При увеличении £/„* возрастает ток через диод У2, что приводит к росту напряжения на резисторе и к частичному закрытию транзистора VI, т. е. увеличению падения напряжения. Значение выходного напряжения практически равно обратному напряжению на стабилизаторе У2.
Гидравлические и пневматические стабилизаторы применяют для уменьшения отклонений параметров питаемых через них элементов, т. е. для стабилизации давления. Одна из простейших схем стабилизатора давления показана на рис. 18. Жидкость (или сжатый воздух) из магистрали поступает во входную полость 1. Оттуда через зазор между корпусом 2 и золотником 3 попадает во входную полость 4, из которой осуществляется непосредственная подача к гидравлическому или пневматическому усилителю (исполнительному механизму). Если выходное давление РВЫ1 уменьшается, то пружина 5 переместит поршень 7 вниз и увеличит зазор клапана; при повышении давления Рвых зазор будет уменьшаться. С помощью винта 6 можно изменить сжатие пружины 5 и тем самым задавать значение давления Рьых.
Кроме стабилизаторов давления, в гидравлических и пневматических системах могут применяться стабилизаторы расхода. Однако, как и стабилизаторы электрического тока, их используют значительно реже.
Контрольные вопросы а задания
-
Какой элемент автоматики называется усилителем и каково его назначение?
-
Перечислите основные характеристики усилителей.
-
Перечислите основные типы усилителей.
-
Назовите преимущества и недостатки электромеханически* усилителей.
-
Объясните принцип действия магнитного усилителя.
-
Каково влияние частоты переменного тока и обратных связей на работу магнитных усилителей?
-
Кяк устроен и работает электронный ламповый усилитель?
-
Расскажите о работе полупроводниковых усилителей.
-
Расскажите о работе пневматических и гидравлических усилителей.
-
Какое назначение имеют стабилизаторы?
-
В чем основные отличия параметрических и компенсационных стабилизаторов?
-
Как устроен и работает феррорезонансный стабилизатор напряжения?
-
Расскажите о работе гидравлических и пневматических стабилизаторов давления.