Автоматизация технологических процессов в производстве (стр. 9 из 32)
Если повернуть ротор СД1 на угол b, а СД2 на угол a по часовой стрелки, то на выходных обмотках индуцируется ЭДС, под действием которой возникают токи в обмотках статора и ротора дифференциального сельсина приемника и соответственно возникает магнитный поток, который поворачивает на соответствующие углы против часовой стрелки.
В результате возникает результирующий магнитный поток так как углы разные и поворачивают ротор дифференциального сельсина приемника на суммирующий угол, так чтобы магнитные потоки совпали по направлению.
Суммирование углов получается, если роторы датчиков поворачиваются в разные стороны, разность – в одну сторону.
Схемы включения сельсинов
Схема дистанционной индукционной передачи на бесконтактных сельсинах.
В системах автоматического регулирования используются дистанционные передачи на сельсинах двух типов:
- индукционные (само синхронизирующие);
- трансформаторные (с включением сельсинов в трансформаторном режиме).
На рисунке приведена дистанционная индукционная передача переменного тока (сельсинная передача), которая состоит из двух электрически связанных и одинаковых по конструкции сельсинов. Роторные обмотки сельсинов w питаются от общей сети.
Трех лучевые статорные обмотки сельсинов соединены между собой.
При таком включении сельсины обладают свойством само установки.
Переменный ток, создаваемый статором, пронизывает фазовые обмотки ротора, создавая в них ЭДС переменного тока.
Наводимые в каждом из лучей статорной обмотки одного сельсина ЭДС равны ЭДС, наводимые в соответствующих лучах статорной обмотки другого сельсина и направлены на встречу. Поэтому токи с соединительных проводах не протекают, так как угол рассогласования Q между осями датчика и приемника (Q=b-a) равен нулю.
При повороте ротора сельсина датчика вручную или автоматически на угол b равенство ЭДС нарушается.
Появляется разность электрических сил: DE=E’-E”, и в соединительных проводах течет ток i=DE/(SRобщ+SZобщ), где Rобщ – общее активное сопротивление цепи; Zобщ – полное сопротивление цепи.
Этот ток взаимодействуя с потоком Ф0, Создаваемый роторной обмоткой сельсина приемника, вызывает появление вращающего момента, значение и направление которого зависит от значения и направления тока i.
Под действием вращающего момента ротор сельсина приемника повернется на угол a и займет положение, при котором разность ЭДС DE снова будет равна нулю и угол рассогласования Q вновь станет равным нулю.
Основной характеристикой дистанционной индукционной передачи является зависимость статического синхронизирующего момента от угла рассогласования между роторами датчика и приемника в состоянии покоя.
Контрольные вопросы:
1) Назначение датчиков.
2) В чем разница между параметрическими и генераторными датчиками? 3) Как работает контактный датчик?
4) Почему сопротивление проволоки тензодатчиков изменяется при деформации?
5) Какие бывают трансформаторные электромагнитные датчики?
Глава 3 Р е л е ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЛЕ
Элемент, в котором при достижении определенного значения входной величины выходная величина изменяется скачком, называется электрическим реле.
Реле являются распространенными элементами электроавтоматики. Они используются в устройствах автоматического регулирования и управления в основном для коммутации электрических цепей.
Существуют системы, в которых насчитывается до десятков тысяч электрических реле. Особенно широко они применяются в телефонных узлах связи. Такое широкое распространение обусловлено важным свойством реле — возможностью управлять достаточно мощными токами в исполнительных электрических цепях с помощью небольших управляющих электрических сигналов.
Основными параметрами реле являются: мощность срабатывания; коммутируемая мощность, которая определяется параметрами контактов реле, переключающих коммутируемую цепь, время срабатывания и отпускания, т. е. интервал времени от момента подачи управляющего сигнала до начала воздействия реле на коммутируемую цепь; коммутационные возможности — наибольшее число контактных пружин; размеры и масса реле; надежность.
При проектировании схем и приборов учитываются все указанные параметры и, исходя из предъявляемых требований, выбирается тот или иной тип реле.
1. В зависимости от физической природы явлений, на которые реле предназначено реагировать, реле разделяются на следующие:
- электрические;
- тепловые (биметаллические);
- механические; - магнитные;
- оптические (фотоэлектрические).
2. По принципу устройства воспринимающих органов электрические реле делятся: - электромагнитные (нейтральные);
- магнитоэлектрические;
- электродинамические;
- индукционные;
- электронные;
- полупроводниковые.
3. Механические реле подразделяются:
- резонансные; - пьезоэлектрические;
- магнитострикционные.
4. По принципу действия используемого преобразования реле подразделяются:
- электромагнитные( постоянного и переменного токов);
- электромагнитные поляризованные;
- магнитоэлектрические; - электронные.
Широкое распространение реле обусловлено их важным свойством – возможностью управлять достаточно мощными токами в исполнительных электрических цепях с помощью управляющих электрических сигналов.
В зависимости от величины коммутируемой мощности различают:
- реле для коммутации цепей малой мощности (до3А и 100 Вт. постоянного тока или до 2А и 250 Вт. переменного тока частотой 50-1100 Гц.);
- реле для коммутации цепей средней мощности
3.1 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Электромагнитные реле постоянного тока являются наиболее распространенным видом реле. Они подразделяются на нейтральные и поляризованные. Поляризованное реле в отличие от нейтрального работает в зависимости от полярности приложенного напряжения.
Рис 3-1- Конструктивные схемы электромагнитных реле постоянного тока.
а — поворотное, б — с втяжным якорем; в — язычкового типа.
Реле, которое коммутирует относительно большие мощности, называется контактором.
По характеру движения якоря основные типы реле делятся на три группы: 1) поворотные; 2) с втяжным якорем; 3) язычкового типа.
На рис. 3-1, а приведена схема конструкции поворотного электромагнитного реле постоянного тока. Реле состоит из магнитопровода 1, сердечника 2, обмотки 3, якоря 4, контактов 5, пружины 6.
Если к обмотке реле подвести управляющий сигнал (электрическое напряжение), то за счет возникновения электромагнитной силы якорь притянется к сердечнику электромагнита. В результате этого контакты реле замкнутся. Если управляющий сигнал снять, то якорь возвратится в прежнее положение за счет действия пружины, и контакты реле будут разомкнуты.
Принцип действия реле с втяжным якорем (рис. 3-1, б), так же как и поворотных, основан на притяжении якоря 1 к сердечнику 2 электромагнита, на обмотку 3 которого подается управляющий сигнал. При этом поднимается подвижная контактная перемычка 4, замыкая контакты 5. При снятии управляющего сигнала якорь под действием силы тяжести опускается на упоры 6, размыкая контакты 5.
Одной из разновидностей реле является миниатюрное реле язычкового типа, или герконы (рис. 3-1, в). Контакты 2 этого реле представляют собой две пластины,
Рис 3.2- Характеристики реле: а — электромеханическая; б — временная.
помещенные внутри герметизированного баллона 1, наполненного инертным газом. При подаче управляющего сигнала на обмотку 3 этого реле его контакты замыкаются. Стеклянный баллон имеет длину приблизительно 15—20 мм, а диаметр 5 мм. Реле способно коммутировать мощность около 20 Вт.
Реле язычкового типа имеет преимущества по сравнению с двумя предыдущими типами реле по габаритам, быстродействию и надежности.
Обычно для сердечников и магнитопроводов реле используются материалы с большой магнитной проницаемостью, чаще всего мягкая электротехническая сталь.
Сила притяжения якоря реле зависит от его конструктивных параметров и определяется по формуле
(
F» 0,4p8piw)2 S d
12 ,где i — ток, протекающий в обмотке реле; ω — число витков обмотке реле; S — сечение
магнитопровода; δ — воздушный зазор.
Из рассмотренной формулы следует, что сила притяжения якоря пропорциональна квадрату намагничивающей силы (следовательно, не зависит от направления тока, протекающего по обмотке) и обратно пропорциональна воздушному зазору δ.
Зависимость электромеханической силы, действующей на якорь, от его положения называется электромеханической характеристикой реле F=f (δ), которая представлена на рис. 3-2, а. Из характеристики видно, что чем меньше воздушный зазор, тем больше сила притяжения якоря к сердечнику реле.