Электромеханические системы (ЭМС) / Конспект лекций по дисциплине Электромеханические системы / эл_мех04

18

Лекция № 4

1.Нейтральные электромагниты.

2.ЭМУС с ограниченным перемещением подвижных частей специального назначения.

3.Общая классификация ЭМУС с ограниченным перемещением подвижных частей.

Б. Нейтральные электромагниты (НЭМ).

Для нейтральных ЭМ характерно наличие одного рабочего магнитного потока, который создается обмотками управления, расположенными как правило на статоре.

Обмотки управления питаются от усилителя мощностей, работающего в ключевом режиме и формирующего импульсный сигнал. Информация об управлении содержится в длительности импульса. Усилитель мощности является релейным

Рис.1.18.

Залипание якоря на упоре при отсутствии сигнала управления i1 или i2 объясняется наличием остаточной индукции. Сигнал управления попеременно подается на одну из обмоток. Если включена первая обмотка, то появляется поток Ф1 и якорь отклоняется к левому упору. При изменении направления тока, поток все равно будет существовать лишь в левом зазоре и направление движущего момента не изменится. Поэтому электромагниты такой конструкции принято называть нейтральными. Для увеличения быстродействия таких ЭМ (уменьшения времени переброса якоря с упора на упор) используют механическую пружину, которая крепится на оси якоря электромагнита.

Рассмотренная конструкция НЭМ характерна для управляющих электромагнитов применяемых в газовых силовых системах управления (ГССУ).

Силовые нейтральные электромагниты применяются в качестве рулевых приводов. Такие НЭМ должны обладать большими углами поворота и движущими моментами Мg, чем управляющие. Для них характерны Mg =3…5 кГсм.

19

Для обеспечения таких характеристик рабочий зазор электромагнита выполняется клиновидным за счет соответствующей формы якоря (рис.1.19)

∆– рабочий зазор

Рис.1.19.

Все НЭМ с якорем между полюсами обладают нелинейными статическими характеристиками. Типовые статические характеристики НЭМ имеют вид (рис.1.20).

Рис.1.20.

При воспроизведении сигнала управления в динамических режимах существенное влияние на характеристики ЭМП оказывают вихревые токи. Причем при гармоническом входном сигнале их влияние меньше, чем при импульсном, т.к. в первом случае скорость изменения потока существенно меньше.

Рассмотренные выше конструктивные разновидности НЭМ характеризовались поворотным перемещением якоря. Существуют НЭМ и с поступательным движением якоря (рис.1.21).

20

Рис. 1.21

Такие ЭМП называются электромагнитами втяжного типа и могут иметь различную форму стопа, например, коническую. Втяжные ЭМП могут быть как управляющими, так и силовыми.

Остановимся теперь на электромагнитах специального назначения. Остановимся кратко на каждом типе электромеханических преобразо-

вателей и их принципе действия.

Магнитострикционные. Принцип действия этих преобразователей основан на эффекте магнитострикции, который заключается в изменении объема, а, следовательно, и размеров при намагничивании ферромагнитного тела. Магнитострикционные электромеханические преобразователи (ЭМП) находят наибольшее применение в технике в генераторах звуковых и ультразвуковых колебаний. В следящих системах они практически не применяются вследствие очень малых линейных перемещений подвижных частей.

Пьезоэлектрические. Принцип действия этих преобразователей основан на пьезоэффекте, который заключается в изменении размеров диэлектрика при помещении его в электрическое поле. Их применение в технике аналогично применению магнитострикционных ЭМП.

Электродинамические. Принцип действия этих преобразователей основан на взаимодействии поля в зазоре с магнитным полем подвижной катушки. Такие устройства применяются в большинстве случаев для изготовления динамических громкоговорителей и микрофонов.

Обобщая все вышесказанное об электромагнитах, можно провести классификацию ЭМП с ограниченным перемещением подвижной части по различным причинам.

21

по форме рабочего зазора

Рис.1.22.