Автоматизация технологических процессов в производстве (стр. 22 из 32)

Положительную обратную связь применяют обычно во всех 3-х схемах: дифференциальной, мостовой и трансформаторной.

Для того чтобы уменьшить габариты и постоянную времени магнитного усилителя, необходимо напряжения питания с повышенной частотой их питания.

В промышленности широко распространены усилители с частотой напряжения питания 400 – 500 Гц (в специальных устройствах несколько килогерц). Увеличение частоты напряжения питания ограничено в основном из-за роста магнитных потерь в сердечниках.

Магнитный усилитель с обратной связью по напряжению

Нагрузка R_н включена в одну из диагоналей моста, образованного с помощью диодов Д1Д4. Напряжение с Rн поступает непосредственно на переменный резистор R_о.с. служащий для регулировки коэффициента обратной связи, и на обмотку w_о.с.

I_о.с. в любой полупериод напряжения U_г имеет одно и то же направление. В зависимости от полярности U_y – магнитный усилитель будет с положительной или отрицательной обратной связью.

Рис. 5-11

Магнитный усилитель с внутренней обратной связью с выходом на переменный ток

Рабочие обмотки w_р в усилителе включены параллельно.

Принцип работы: в течение одного полупериода напряжения питания U_n – I_n протекает через нагрузку Rn, выпрямитель В2 и правую рабочую обмотку w_p. В течении другого полупериода V_n – I_n протекает через левую w_p, выпрямитель В1 и нагрузку R_n.

Управление током нагрузки в нагрузке в течение каждого полупериода частота напряжения меняется. По рабочим обмоткам wp протекает выпрямленный ток, который создаёт в них магнитный поток обратной связи. Если магнитный поток обратной связи направлен согласно с магнитным потоком, то в схеме будет действовать отрицательная магнитная связь.

Для регулировки К_о.с. параллельно wp подключают переменный резистор Rо.с.

Рис.5-12 - Магнитный усилитель с внутренней обратной связью с выходом на переменный ток

Магнитный усилитель с внутренней обратной связью, с выходом на постоянном токе.

Нагрузка включена в диагональ моста, образованного выпрямителями В1-В4 и рабочими обмотками Wр.

Ток в нагрузке в любой полупериод питающего напряжения U~ протекает в одном направлении.

Магнитный поток О.С. создается за счет выпрямленного тока. Внутренняя О.С. в магнитном усилителе может быть выполнена путем включения выпрямителя (диода) последовательно сWр.

В магнитном усилителе с внутренним О.С.

рабочая обмотка также выполняет и функции обмотки О.С.

При подаче на схему напряжения питания, по рабочей цепи потечет выпрямленный ток Iн., постоянная составляющая которого будет намагничивать сердечник. Данные усилители применяются в тех случаях, когда необходимо получить большие значения коэффициентов усиления и выходных мощностей.

Рис.5-13 - Магнитный усилитель с внутренней обратной связью, с выходом на постоянном токе

Контрольные вопросы:

1) Назначение электромагнитов.

2) Разновидности электромагнитных муфт.

3) Назначение электромагнитных муфт.

4) Недостатки электромагнитных муфт.

Глава 6 Устройства электропитания

В автоматике используются нестабилизированные и стабилизированные источники питания. К нестабилизированным источникам питания относятся выпрямители, собранные на различных схемах, аккумуляторы, генераторы, трансформаторы и т.д. - все эти устройства подробно разбираются в других дисциплинах: электротехника и электроника. Стабилизированные источники питания подразделяются по току и по напряжению, в зависимости от внутреннего сопротивления стабилизатора. Стабилизатор по току имеет большое внутреннее сопротивление, а по напряжению – близкое к нулю.

Многообразие аппаратов и элементов схем электроавтоматики, выполняющих функции управления, контроля и сигнализации, обусловливает применение различных устройств питания, отличающихся по роду тока (постоянный, переменный промышленной и других частот), напряжению, мощности и некоторым другим параметрам.

Род тока, используемого для питания аппаратов и устройств в схемах автоматики, определяют при проектировании принципиальной схемы и выборе элементов для ее реализации. При этом стремятся применять аппараты и элементы с одинаковыми значениями напряжения и родом тока. Естественно, это относится к аппаратуре, имеющей катушки (обмотки) управления, выполняемые на определенное напряжение и род тока. Кнопки, переключатели, и т. п., как правило, пригодны для использования в цепях с различными стандартными напряжениями.

Приводы современных машин должны содержать устройства, преобразующие питающее напряжение промышленной частоты 50 Гц в напряжение, необходимое для цепей управления переменного и постоянного тока.

В цепях управления современных машин для повышения безопасности используют, как правило, однофазное напряжение 110 В. Только простейшие схемы управления, содержащие не более двух аппаратов и 10 контактов, допускается подключать непосредственно к сети напряжением 220 В. При этом использование одной фазы и нулевого провода не допускается.

Таким образом, основным аппаратом для обеспечения питания цепей управления является трансформатор, понижающий напряжение сети до величины, принятой в схеме управления.

Кроме снижения напряжения, трансформаторы в цепях управления выполняют функцию гальванической развязки силовых цепей и схемы управления. Это бывает необходимым для повышения помехоустойчивости элементов автоматики (особенно электронных).

Трансформатор имеет одну первичную обмотку, подключаемую к сети, и одну или несколько вторичных обмоток. Эти обмотки размещают на общем замкнутом сердечнике, собранном из тонких листов электротехнической стали. Выводы первичной и вторичной обмоток имеют клеммы для подключения проводов внешнего монтажа. Выводы маломощных трансформаторов снабжают лепестками, к которым припаивают монтажные провода.

Важным параметром трансформаторов является также номинальная мощность (ВА), отдаваемая его вторичной обмоткой (или обмотками).

В большинстве случаев понижающие (и разделительные) трансформаторы в цепях управления являются однофазными, подключаемыми на линейное напряжение сети.

Однофазные трансформаторы управления выпускают мощностью от 0,10 до 2,5 кВА с различными схемами вторичных обмоток.

Для цепей питания трехфазных выпрямительных устройств используют трехфазные понижающие трансформаторы мощностью от 0,15 до 2,5 кВА (серии ТТ).

Автотрансформаторы, имеющие совмещенную обмотку, в схемах управления не используют, так как они не разделяют гальванически цепи низкого напряжения и линейное напряжение сети.

В качестве регулируемого источника переменного тока для устройств электроавтоматики применяют регулируемые однофазные автотрансформаторы (типа ЛАТР или РНО), включаемые в сеть 220 В (110 В) при необходимости плавного изменения выходного напряжения от 0 до U_н. Они состоят из общей обмотки на тороидальном сердечнике и ползункового переключателя, контактирующего с неизолированными торцовыми частями обмотки. Вторичное напряжение снимается с конца обмотки и ползунка. Такие аппараты используют для получения регулируемого напряжения переменного и постоянного тока (в последнем случае в комплекте с выпрямительными мостами). Поскольку в этих регулируемых трансформаторах обмотки выполняют по автотрансформаторной схеме и не имеют электрического разделения между собой, их не включают непосредственно на фазное (линейное) напряжение, а соединяют со вторичной обмоткой разделительного или понижающего трансформатора.

Трансформаторы, устанавливаемые в системах управления, используют как разделительные и для получения пониженного напряжения в цепях управления, местного освещения и сигнализации, а также для питания выпрямительных устройств.

Некоторые современные типы трансформаторов, например ОСМ и ТБС, имеют схемы вторичных обмоток, позволяющие совместить различные функции (управления — освещения — сигнализации и т. п.).

Источниками питания схем и элементов автоматики на постоянном токе таких, как бесконтактные выключатели серии БВК и КВД, логические элементы серий Т и И, серводвигатели постоянного тока, реле времени и др. являются выпрямительные устройства, выполненные по различным схемам.

В зависимости от требований к параметрам выпрямителя (напряжения, тока и величины пульсации) применяют различные схемы выпрямителей — от простейшего однополупериодного до трех и шести фазных мостовых схем, обеспечивающих достаточно качественное выпрямление.

В качестве полупроводниковых элементов в этих схемах используют различные диоды (кремневые и германиевые). Селеновые элементы в устройствах автоматики используют редко изза низких допустимых напряжений на один элемент и значительных размеров, хотя по надежности и перегрузочным показателям они превосходят другие полупроводниковые элементы.

Надежность работы схем и элементов электроавтоматики во многом зависит от качества питающего напряжения, т. е. от его колебаний, и пульсации формы кривой. Известно, что номинальное значение выходного напряжения трансформатора и выпрямительного устройства должно соответствовать номинальной нагрузке (току). При отсутствии или уменьшенном токе нагрузки выходное напряжение трансформатора и выпрямителя превышает номинальное значение за счет уменьшения внутреннего падения напряжения (на обмотках и вентилях).