14. Электромеханические и магнитные усилители
В электромех. усилителях усиление слабых вх. электрич. сигналов происх. за счет мех. перемещения групп контактов, коммутирующих более мощные электрич. цепи или путем преобразования энергии источника с пом. вх. сигнала, где также прим-ся мех. энергия.
К электромеханическим усилителям (ЭМУ) отн. электромагнитные реле, магнитные контакторы, командоаппараты, электромагнитные усилители.
Электромагнитное реле – это электромех. устройство, сост. из электромагнита и группы электр-х контактов, замыкающихся или размыкающихся в завис. от тока (напряжения), питающего электромагнит.
|
Рис 4.1. Электромагнитное реле и его статическая характеристиа (которая, по форме, является релейной.): KV – катушка реле; IВХ, IВЫХ, – входной и выходной токи; RН – сопротивление нагрузки; UВХ, UП, – входное напряжение и напряжение питания; IСР, IВЗ, – ток срабатывания и ток возврата. |
Очевидно, чувствительность реле опр-ся его током срабатывания. Коэф. усиления по току
Достоинством ЭМУ явл. простота устройства, относит. невысок. стоимость, широкие пределы по вх. и вых. вел. Недостатки – наличие контактов и мех. подвижных деталей, нелинейность характеристик, низк. чувствительность.
М
агнитные
усилители
(МУ) отн. к параметрическим усилителям,
действ. на основе использования нелин.
св-в катушек индуктивности с сердечниками.
Конструктивно МУ может выполняться в
виде 2-х одинаковых трансформаторов с
ферромагнитными сердечниками, обл.
выс. Знач. магнитной проницаемости
(1).
Устройство МУ: Катушки w1
явл. первичными, и к ним подключ. вх.
воздействие UВХ
(постоянное напряжение), вызывающее
ток I1.
Вторичные обмотки w2
соед. последовательно с нагрузкой и
питаются перемен. напряжением UП
(напряжение питания)
.
Первичные обмотки включ-ся встречно
по отнош. к вторичным, что исключ.
наведение в них тока за счет вторичных
катушек.
|
Рис. 4.2. Магнитный усилитель и его статическая характерис-тика: I0 – ток холостого хода. |
При увеличении постоянного тока I1 увеличивается насыщение сердечников, что приводит к уменьш. индуктивного сопр. катушек w2, в результате ток I2 возрастает (см. зависимость I2 = f( I1 ) Коэф. усиления по току
МУ обеспеч. усиление по току в десятки и сотни раз и по мощности в сотни и тысячи раз. К тому же они надежны и находят достат. шир. применение в с-мах автоматики. Недостатками МУ явл. малое быстродействие и большие габариты и вес.
Электромашинные усилители функц. на основе эффекта усиления электр. сигнала в генераторах при исп. мех. энергии приводного двигателя. При этом вх. электрич. сигнал подается на обмотки возбуждения генератора постоян. тока, к-й, потребляя мех. энергию от приводного двигателя, будет вырабат. Вых. напряжение UВЫХ, пропорц. вх. напряжению – UВХ. Обычно в кач-ве приводного двигателя исп. трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором
|
Рис. 4.3. Схема электромашинного усилителя и его стат. Хар-ка ; UВХ, IВХ – вх. электр. Вел.; UВЫХ, IВЫХ – вых. вел.; ОВ – обмотка возбуждения; Г – генератор постоян. тока; М – приводной электродвигатель; RВ – активное сопротивление обмотки возбуждения; RН – сопротивление нагрузки. |
Для линейности статической характеристики в раб. диапазоне магнитопровод с-мы возбуждения генератора до насыщения не доводят. В кач-ве нагрузки (RН) усилителя чаще всего исп. э/двигатель постоянного тока, хотя возможны и др. виды нагрузок, для питания к-х необходим постоянный ток. Электромашинные усилители нашли шир. Прим-е в системах автоматического регулирования электроприводами подъемно-транспортных машин и др.