Методика расчета автоматических мостов
Расчет автоматических мостов переменного тока имеет много общего с расчетом замкнутой системы автоматического регулирования и заключается в следующем.
В зависимости от требуемой точности измерения уровни топлива, устойчивости показании топливомера против влияния внешних факторов, конструктивных и других соображений выбирают тип и принципиальную схему моста (модуляционные, немодуляционный, уравновешенный пли полууравновешенный). Затем выбирают способ уравновешивания мостовой схемы—дискретный или аналоговый.
Ниже приводим порядок расчета аналоговых автоматических мостов на примере моста, показанного на рис. 4.26.
Рисунок 4.6 Принципиальная схема топливомера с автоматическим трансформаторным мостом: У — усилитель; Д — двигатель; ОУ — отсчетное устройство; Р1, Р2 — редукторы.
1. Выбирают и рассчитывают параметры потенциометра П1. В результате расчета определяют угол поворота щетки потенциометра, материал щетки и обмотки потенциометра, его полное сопротивление, линейность и ступенчатость потенциометра, а также момент сил трения в потенциометре и момент инерции подвижной части потенциометра.
2. Получив угол поворота щётки потенциометра и задавшись временем полного поворота щетки и скоростью вращения ротора исполнительного двигателя, определяют передаточное отношение редуктора потенциометра. Также определяют передаточное отношение редуктора отсчетного устройства.
3. Основываясь на полученных моментах трения и моменте инерции подвижной части потенциометра и зная момент инерции подвижной части отсчетного устройства и ее момент трения, определяют необходимую мощность исполнительного двигателя и величину его пускового момента. По полученным результатам с учетом принятой в п. 2 скорости вращения ротора двигателя выбирают исполнительный двигатель. По характеристикам двигателя определяют напряжение трогания, ток и мощность управления, скорость вращения ротора при номинальных напряжениях возбуждения и управления.
4. Выбирают принципиальную схему и рассчитывают параметры элементов усилителя. В результате расчета получают коэффициенты усиления по напряжению и мощности, порог чувствительности ΔU, входное сопротивление, число каскадов и параметры элементов усилителя.
5. По
заданным точности измерения количества
топлива их
рассчитанного
по статической характеристике
профилированного датчика приращения
емкости на единицу количества топлива
определяют
максимально допустимую абсолютную
погрешность измерения емкости датчика
.
(4.51)
Затем, зная порог чувствительности ΔU усилителя и задавшись допустимой погрешностью ΔС измерения емкости (ΔС< <ΔСмакс), рассчитывают величину плечевых напряжений. Для чего сначала определяют напряжение и на один виток об мотки при минимальных показаниях прибора
,
(4.52)
где Су - входная емкость усилителя;
ΔСх— абсолютная погрешность;
т и п — число витков соответствующих обмоток при условии:
.
Если плечевые напряжения mU и nU окажутся больше допустимых с точки зрения пожаробезопасности, т. е. более 10 в необходимо изменить параметры усилителя.
Иногда при расчетах моста задаются плечевыми напряжениями, а вычисляют минимальное напряжение разбаланса моста но формуле
.
(4.53)
После этого определяют параметры усилителя. Зная плечевые напряжения, определяют число витков, полное сопротивление и ток первичной обмотки трансформатора, а также магнитную индукцию в сердечнике. Сердечник не должен быть насыщен.
6. По заданной устойчивости моста против влияния шунтирующих плечи моста утечек вычисляют максимальные сопротивления плечевых обмоток. Затем по методике, изложенной в работе [19], производят конструирование плечевых трансформаторов.
7. Производят анализ устойчивости и качества переходного процесса автоматического моста как системы автоматического регулирования.