37. Уравнения Кирхгофа для магнитной цепи.
Первый закон Кирхгофа – алгебраическая сумма магнитных потоков в узле равна нулю
……………………………………………………………
(3.4)
Второй закон Кирхгофа – алгебраическая сумма ЭДС в замкнутом контуре равна алгебраической сумме падений магнитных напряжений на участках этого контура
……………………………………………………………….
(3.5)
Произведение числа витков катушки на протекающий в ней ток называют магнитодвижущей силой (МДС)
,
[А].
(3.5)
МДС вызывает в магнитной цепи магнитный поток. На схемах МДС указывают стрелкой, направление стрелки определяют по правилу правого винта.
38. Классификация, основные параметры и характеристики усилителей. Обратная связь в усилителях.
39. Электромагнитные устройства. Принцип работы и основные аналитические соотношения для электромагнитов и электромагнитных реле.
Электромагнитное устройство (ЭМУ)—устройство, состоящее в общем виде из исполнительного и оконечного (выходного) элементов, элементов сопряжения, арматуры крепления и выполняющее определенную функцию (одну или несколько) в изделии.
К исполнительным элементам (ИЭ) относятся: электродвигатели (ЭД), электромагниты (ЭМ) и соленоиды, электромагнитные муфты (ЭММ) и т. п. Оконечными элементами (ОЭ) являются выходные валы, штоки, толкатели, ролики, зубчатые колеса и другие элементы сцепления. К элементам сопряжения> (ЭС) относятся: рычаги, тяги, редукторы и другие передаточные средства. Арматуру крепления (AK) составляют корпуса, кронштейны, фланцы и т. п.
Исполнительные элементы преобразуют входные электрические сигналы в пространственные перемещения, удар или удержание подвижных звеньев на выходе ЭМУ, т. e. они являются преобразователями электрической энергии в механическую (активные элементы), а ОЭ и ЭС — передающие элементы пространственных перемещений (пассивные элементы).
Входящее в состав изделия ЭМУ в общем виде работает следующим образом. С устройства управления (УУ) (рис. 1.1) на вход ЭМУ (в частности, на
ИЭ) поступает команда в виде электрического сигнала UBK. Эту команду ИЭ отрабатывает, совершая при этом механическую работу Аиэ , которая через ЭС (наличие их необязательно) передается на ОЭ и далее на выход ЭМУ (АВЫХ).
На выходе ЭМУ может быть получено тяговое усилие в функции перемещения P=f(δ) или вращающий момент в функции угла поворота M=f(a), или их комбинация, или сила удержания во времени P=f(t). Работа на выходе Авых= Аиэ η, где η — КПД передачи механической работы (η всегда меньше единицы, так как часть этой работы расходуется, например, на преодоление сил трения).
Применение, краткая характеристика ЭМУ
Электромагнитным устройствам принадлежит заметная роль в современной РЭА и средствах автоматики при решении широкого круга технических задач в приводных, программных, переключающих, тормозных, фиксирующих, блокировочных и многих других устройствах. На основе ЭМУ построены самые разнообразные конструкции реле, контакторов, пускателей, клапанов, гидро- и пневмовентилей, движителей, искателей, расщепителей, дистанционных переключателей и фиксаторов положений, муфт, ударных, пробивных и прессовых механизмов, тормозных, подъемных, тянущих, толкающих и других устройств. ЭМУ являются одним из видов двигателей (источников движения), одним из основных элементов средств автоматики и автоматизации. Сегодня трудно назвать отрасль промышленности, где бы не использовались те или иные ЭМУ.
Широкое применение ЭМУ обусловлено простотой и компактностью конструкций, возможностью получения значительных сил (моментов) и относительной легкостью реализации требуемых характеристик, высокой точностью и стабильностью установки в фиксированных положениях, большим сроком службы, простотой управления.
Вместе e тем ЭМУ по таким показателям, как быстродействие, уступают электронным устройствам. Поэтому в последние годы успехи электронной, радиоэлектронной, вычислительной техники и других смежных с ними областей позволили при решении некоторых задач заменить ЭМУ электронными. Например, отдельные электромеханические временные и программные механизмы заменены электронными. Однако в большинстве случаев электронные устройства в принципе не могут заменить электромагнитные устройства. Многие технические задачи наиболее удачно могут быть решены только с помощью ЭМУ, доля которых, несмотря на имеющуюся тенденцию к такой замене, в современной РЭА и системах автоматики достаточно высока.
Более того, в космической и ядерной технике, робототехнике и других областях при работе в тяжелых экстремальных условиях работоспособными и рациональными оказываются именно электромеханические и электромагнитные устройства. Так, в современной космической технике ЭМУ позволили создать экономичные высокоточные и надежные системы ориентации и маневрирования космических аппаратов и орбитальных станций, системы ориентации солнечных батарей, сканирующие устройства высокого разрешения и др.
С развитием науки и техники области применения и выполняемые функции ЭМУ постоянно расширяются.
Классификация ЭМУ, выполняемые функции
В основу классификации ЭМУ можно положить следующие признаки: род тока (постоянный и переменный); способ включения (параллельный и последовательный); длительность режима работы (продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный); быстродействие (быстродействующие, нормальные и замедленные); назначение.
Классификация ЭМУ по функциональному назначению в аппаратуре позволяет сгруппировать ЭМУ, предназначенные для выполнения одинаковых или подобных функций, сопоставить их технические характеристики, проанализировать и выявить лучшие решения.
По основному функциональному назначению в аппаратуре применительно к РЭА и автоматике ЭМУ условно можно разделить на следующие группы.
1. Электромагнитные приводы и механизмы: силовые приводы и механизмы; приводы управления; программные механизмы; шаговые и линейные ЭМУ и двигатели; электромагнитные вибраторы, датчики; электромагнитные ударные, подъемные, удерживающие и другие устройства.
2. Разнообразные ЭМУ различных накопителей информации и периферийных устройств ЭВМ и средств вычислительной техники (CBT).
3. Коммутирующие ЭМУ: коммутирующие устройства низкочастотной (НЧ), высокочастотной (ВЧ) и сверхвысокочастотной (СВЧ) энергий; электромагнитные выключатели и клапаны; золотниковые и распределительные устройства; электромагнитные муфты (ЭММ) сцепления и переключения.
4. Тормозные, фиксирующие и блокирующие ЭМУ: электромагнитные тормозные муфты; фиксирующие, стопорные и блокирующие ЭМУ; электромагнитные замки и защелки.
5. ЭМУ специальных областей применения: счетно-решающие устройства и системы выработки координат; системы магнитного подвеса; системы отработки логических функций и др.