Файл: Основы авиационной автоматики учеб. пособие.pdf

Постоянная времени Т магнитного усилителя без обратной связи прямо пропорциональна 'Коэффициенту усиления по мощ­ ности k0 и обратно пропорциональна частоте f питающего напря­ жения и р. С ростом f постоянная времени Т уменьшается, а бы­ стродействие магнитного усилителя возрастает. Если магнитный усилитель имеет положительную внешнюю обратную связь, то, согласно [10], уравнение магнитного усилителя с обратной связью будет

Применение положительной обратной связи приводит к увеличе­ нию постоянной времени магнитного усилителя. Однако при-этом

возрастает в —---- — раз и коэффициент усиления по мощности

Для магнитных усилителей с самолодмагничиванием постоянная

2fy\wp

Магнитный усилитель может иметь несколько обмоток управле­ ния. В этом случае его уравнение будет

126

сумме постоянных времени отдельных обмоток;

Т1, Т 2, . . . , Т п— определяются при разомкнутых цепях остальных обмоток.

Как видно из (2.73), магнитный усилитель является удобным суммирующим устройством.

К числу достоинств магнитного усилителя относятся проч­ ность, высокая надежность, отсутствие подвижных частей, срав­ нительно высокий коэффициент полезного действия, простота суммирования сигналов, стабильность характеристик, практиче­ ски мгновенная готовность к действию после включения питания.

Основным недостатком магнитных усилителей является за­ паздывание, определяемое постоянной времени Т. Некоторое снижение запаздывания можно получить при заданном k, ис­ пользуя каскадное соединение магнитных усилителей.

Реле и релейные усилители

Реле находят весьма широкое применение в схемах разнооб­ разных автоматов и управляющих устройств. Реле — это устрой­ ства. предназначенные для прерывистого, дискретного управле­ ния токами и напряжениями посредством электрических сигна­ лов сравнительно малой мощности. Имеется большое количество различных типов реле: электромагнитные, поляризованные, маг­ нитоэлектрические, электродинамические, индукционные и др.

Во всех указанных типах реле входной (управляющий) сиг­ нал вызывает механическое перемещение подвижной части реле (якоря). При этом происходит замыкание (размыкание) контак­ тов реле и связанное с этим прерывистое управление токами в электрических цепях.

Такой характер управления можно практически осуществить в любом усилителе: магнитном, электронном, полупроводнико-, вом, осуществив в нем положительную обратную связь с доста­ точно большим коэффициентом обратной связи. В частности, магнитный усилитель, работающий в релейном режиме, находит практическое применение в ряде систем авиационного оборудо­ вания. Однако в данном параграфе мы ограничимся рассмотре­ нием лишь тех типов реле, в которых управляющий сигнал вы­ зывает механическое перемещение якоря и замыкание (размыка­ ние) контактов. По функциональному назначению реле делят на следующие классы:

1)контрольные или измерительные;

2)' пусковые (контакторы, магнитные пускатели и т. п.), слу­ жащие для включения, выключения и реверса различных агрега­ тов;

3)исполнительные, непосредственно воздействующие на уп­ равляемый объект;

127

4) промежуточные, воспринимающие входные сигналы и вы рабатывающие выходной сигнал, необходимый для исполнитель­ ных устройств большой мощности, непосредственно воздействую­ щих на управляемый объект.

По времени срабатывания* г?ср реле делятся на следующие классы:

1)сверхбыстродействующие, у которых ^ср не превышает

0,001 с,

2)быстродействующие, для которых tzp лежит в пределах от

0,001 до 0,05 с;

3)нормальные, tcp которых составляет от 0,05 до 0,15 с;

4)замедленные с ^ср, достигающим единиц секунд;

5)реле времени, у которых ?ср более 1 с.

Рассмотрим наиболее распространенные электромагнитные реле.

Реле данного типа представляет собой электромагнит, якорь которого снабжен контактами. По роду используемого тока электромагнитные реле подразделяются на реле постоянного то­ ка и реле переменного тока. Однако ограничимся рассмотрением реле постоянного тока.

Несмотря на большое разнообразие конструкции магнитных систем и контактных групп электромагнитных реле, их можно подразделить на две группы: реле с поворотным якорем и реле с якорем втяжного типа.

Первые, как правило, предназначаются для замыкания и раз­ мыкания цепей управления относительно небольшой мощности. Так, например, телефонное реле с якорем поворотного типа уп­ равляет токами, не превосходящими нескольких ампер.

а)

Рис. 2.38. Схемы электромагнитных реле:

а— с якорем поноротного типа; 6 — с якорем втяжного

типа:

1, 2 — п о д в и ж н ы й и н е п о д в и ж н ы й к о н т а к т ы ; 3 — о б м о т к а р е л е ; 4 — м а г н и т о п р о в о д ; 5 — п р о т и в о д е й с т в у ю щ а я п р у ж и н а ; 6 —

як о р ь ; 7 — с е р д е ч н и к

*Временем срабатывания называется время от момента включения реле до окончания движения якоря.

1 2 8

Вторые обычно применяются для управления устройствами значительной мощности и называются контакторами. В самолет­ ных установках рабочие токи контакторов доходят до сотен ам­ пер''.

Схема реле с поворотным якорем приведена на рис. 2.38,а, a устройство реле с якорем втяжного типа — на рис. 2.38,6. При протекании тока по обмотке 3 реле возникает магнитный поток, который проходит через сердечник 7, магнитолровод 4, якорь 6 и замыкается в воздушном зазоре между якорем и сердечником. Сила притяжения, создаваемая этим магнитным потоком, вызы­ вает срабатывание реле. Отпускает реле под воздействием либо специальной пружины 5, либо пружин контактов. Электромаг­ нитное реле срабатывает при любой полярности приложенного напряжения, и так как оно не реагирует на изменение полярности, то его называют нейтральным реле. Рассмотрим основные эле­ менты реле.

М а г н и т н а я с и с т е м а реле состоит из якоря (или сер­ дечника), неподвижного сердечника, на котором расположена катушка реле, и остова или основания.

Магнитопроводы реле изготовляются из электротехнической стали, имеющей большую магнитную проницаемость и малую коэрцитивную силу. Магнитопроводы реле переменного тока для уменьшения потерь на гистерезис и вихревые токи собираются из листовой стали. Для магнитопроводов быстродействующих реле применяют кремнистую сталь с повышенным удельным сопротив­ лением, что значительно уменьшает влияние вихревых токов на время срабатывания и отпускания реле. Для специальных вы­ сокочувствительных, быстродействующих и поляризованных реле применяют железоникелевые сплавы — пермаллой с высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями на гистерезис.

элементов из гетинакса, текстолита или электрического картона, а также методом прессования из карболитовыхпорошков различ­ ного состава. Иногда применяют медные пли латунные каркасы с продольным разрезом, который позволяет устранить вихревые токи.

Для обмоток реле, как правило, применяется медный провод. Для изоляции обмоток реле от магнитопровода применяются различные электроизоляционные пленки (триацетатная, ацетат-

целлюлоза и др.) .

К о н т а к т ы р е л е — это специальным образом выполнен­ ная пара проводников, служащая для замыкания и размыка­ ния электрической цепи. Различают три основных типа контак­ тов: точечные, линейные и плоскостные. В электромагнитных ре­ ле обычно используются точечные и плоскостные, причем точеч­ ные контакты получили наибольшее распространение в мало­ мощной автоматике. Для управления относительно мощными

электрическими цепями применяются плоскостные контакты. Контакты реле делятся на нормально разомкнутые и нормально замкнутые. Нормально разомкнутыми называются контакты, ра­ зомкнутые при отсутствии тока в обмотке реле и замыкающиеся при срабатывании реле.. Нормально замкнутыми называются контакты, замкнутые при отсутствии тока .в обмотке и размыкаю­ щиеся при срабатывании реле. Могут быть еще так называемые переключающиеся контакты. Примеры обозначения реле в схе­ мах показаны на рис. 2.39. К числу важнейших статических ха­ рактеристик реле относят тяговую и механическую характери­

Р и с. 2.39. Условное обозначение контак­ тов в схемах:

а— реле, б — контакторы.

Ви д ы к о н т а к т о в :

1 — н о р м а л ь н о з а м к н у т ы е ; 2 — н о р м а л ь н о р а ­ з о м к н у т ы е ; 3 — п е р е к л ю ч а ю щ и е с я

Механическая характеристика — это зависимость силы FM про­ тиводействующей пружины от величины воздушного зазора

Л. = ¥(&).

Для готовых реле тяговые и механические характеристики могут быть получены экспериментально. При проектировании реле ука­ занные характеристики определяются расчетным путем. Тяговую характеристику реле можно рассчитать, воспользовавшись общей формулой для силы притяжения электромагнита

. ___1 р dL

(2.74)

130