Короткі теоретичні відомості. Магнітний підсилювач (МП) – це статичний електромагнітний пристрій, що складається з сердечника і накладених на нього обмоток

Магнітний підсилювач (МП) – це статичний електромагнітний пристрій, що складається з сердечника і накладених на нього обмоток. Принцип дії МП заснований на використовуванні залежності індуктивності котушки з феромагнітним сердечником від величини струму підмагнічування, створюваного вхідним сигналом управління. Для підвищення коефіцієнта посилення і швидкодії в МП вводиться зворотний зв’язок. ЗЗ може бути зовнішнім і внутрішнім.

 

1) Потужність навантаження:

 

.

(8.1)

 

2) Потужність управління:

 

,

(8.2)

 

де І _Н, І _Y – струми на вході і на виході (А);

R _H, R _Y – опори ланцюгів навантаження і управління (Ом).

 

3) Коефіцієнт посилення по потужності:

 

.

(8.3)

 

4) Величина напруги живлення схеми:

 

U C = (1,2 … 2,0)× I H× R H.

(8.4)

 

5) Питома кількість витків робочої обмотки:

 

,

(8.5)

 

де H~_max – максимальна напруженість поля (А/м);

I _H – максимальний струм навантаження (А).

6) Основний розмір сердечника:

 

,

(8.6)

 

де f – частота змінного струму (Гц);

K _B, K _CP – постійні для даного сердечника;

B – індукція (Тл).

 

Приклад розрахунку

Початкові дані:

 

I _Н = 6 * 10^-3 А;

R _Н = 650 Ом;

R_Y = 660 Ом;

I _Y = 3 * 10^-4 А;

f = 50 Гц;

H ~_max = 0,75 А/м;

K _B = 1;

K _CP = 20;

B = 0,45 Тл.

 

Вирішення:

 

1) (Вт);

2) (Вт);

3) ;

4) (В);

5) ;

6) .

 

 

Завдання

 

Визначити основні розміри сердечника МП із зовнішнім зворотним зв’язком. Дані узяти з таблиці 8.1, згідно варіанту.

 

Таблиця 8.1 – Початкові дані для розрахунку основних розмірів сердечника МП із

зовнішнім зворотним зв’язком.

 

№ варіанту	I Н (A)	R Н (Ом)	R Y (Ом)	I Y (A)	f (Гц)	H~max (А/м)	Kв	Кср	В (Тл)
						0,75			0,45
						0,75			0,45
						0,75			0,45
						0,75			0,45
						0,75			0,45

 

Провести розрахунок

 

Рн = ___________________________________________________________________

_______

Рy = ___________________________________________________________________

_______

Кр = ___________________________________________________________________

_______

Uc = ___________________________________________________________________

= _________________________________________________________________

_______

а = ____

_______

 

Результати розрахунку звести в таблицю 8.2.

 

Таблиця 8.2 – Результати розрахунку.

 

Р Н (Вт)	Р Y (Вт)	К Р	U С (В)		а

 

 

Практична робота №9

 

Тема: "Магнітні підсилювачі із зворотним зв’язком (ЗЗ)"

 

Мета роботи: Визначити параметри обмотки зміщення.

 

Короткі теоретичні відомості

 

1) Довжина:

 

l = k × a,

(9.1)

 

де k – коефіцієнт кратності.

 

2) Обмотка зміщення повинна створювати силу зміщення:

 

F СМ = H Y× l.

(9.2)

 

3) Число витків обмотки зміщення:

 

,

(9.3)

 

де I _СМ – струм зміщення.

 

4) Опір дроту обмотки зміщення:

 

.

(9.4)

 

5) Додатковий регулювальний опір в ланцюзі зміщення:

 

.

(9.5)

 

Приклад розрахунку

 

Початкові дані:

 

k = 20;

а = 0,7 мм;

Н _Y = 0,06 А/м;

I _СМ = 0,005 А;

r = 1/57 Ом×м;

q _СМ = 0,0113 м²;

l _СМ = 0,055 м;

U _С = 130 В.

 

Розрахувати параметри обмотки зміщення.

 

Вирішення:

 

1) l = 20*0,7 = 14 (мм);

2) F _СМ = 0,06*14 = 0,084 (Н);

3) w_СМ = 0,84/0,005 = 170 (витків);

4) R _СМ = (170*0,055)/(57*0,0113) = 14,5 (Ом);

5) R _РЕГ = (130/1,11*0,005)-14,5 = 23400 (Ом).

 

Завдання

 

Розрахувати параметри обмотки зміщення. Початкові дані для розрахунку узяти з таблиці 9.1.

 

Таблиця 9.1 – Початкові дані

 

№ варіанту	Н Y	k	а	I СМ	q СМ	l СМ	U С	r
	0,05		0,9	0,006	0,012	0,055		1/57
	0,04		0,8	0,005	0,013	0,055		1/57
	0,03		0,6	0,004	0,0113	0,045		1/57
	0,07		0,7	0,005	0,013	0,055		1/57
	0,06		0,7	0,003	0,0113	0,035		1/57

 

Провести розрахунок

 

l = ____

_______

F _СМ ___________________________________________________________________

_______

w_СМ = __________________________________________________________________

_______

R _СМ ____

_______

R _РЕГ = _________________________________________________________________

_______

 

Результати розрахунку звести в таблицю 9.2.

 

Таблиця 9.2 – Результати розрахунку

 

№ варіанту	l (мм)	F СМ (Н)	wСМ	R С М (Ом)	R РЕГ (Ом)

 

 

Практична робота №10

 

Тема: "Дистанційні системи, системи, що слідкують,

і системи програмного управління"

 

Мета роботи: Розрахунок параметрів виконавчого пристрою і коефіцієнта посилення системи для приводу, що слідкує.

 

Короткі теоретичні відомості

 

1) Додаткове число редуктора:

 

,

(10.1)

 

де n _max – максимальна швидкість завантаження;

n _Н – число оборотів двигуна.

 

2) Момент опору, приведений до валу:

 

,

(10.2)

 

де М _С – момент опору навантаження;

h – коефіцієнт корисної дії (ККД) механічної передачі.

 

3) Потужність двигуна:

 

.

(10.3)

 

4) Коефіцієнт підсилення двигуна по швидкості щодо напруги управління;

 

.

(10.4)

 

5) Коефіцієнт підсилення по напрузі:

 

.

(10.5)

 

де D_Д – допустиме значення динамічної помилки;

i – додаткове число між сельсинами точного і грубого відліку.

 

6) Загальний коефіцієнт підсилення системи:

 

К О = К × К У× К Д× К М,

(10.6)

 

де К _М – коефіцієнт механічної передачі до сельсину точного відліку (К _М = i _М× i).

 

 

Приклад розрахунку

 

Початкові дані:

 

1) М _С = 50 Н×м;

2) n _max = 3,3 об/мин;

3) D_Д £ 0,1°;

4) i = 30;

5) К = 0,5 В/°;

6) n _Н = 6000 об/мин;

7) h = 0,6;

8) U _{У max=} 240 В.

 

Розрахувати загальний коефіцієнт підсилення системи.

 

Вирішення:

 

1) і _М = 333/6000 = 1/1800;

2) М _ОП = 50/(0,6*1800) = 4,63*10^-2 (Н×м);

3) Р _М = (4,63*10^-2*6000)/97,5 = 2,86*10^-2 (кВт);

4) К _Д = 6000/240 = 150 (°/(В×с));

5) К _У = 240/(0,1*30*0,5) = 160;

6) К _М = 30/1800 = 1/60;

7) К _О = 0,5*160*150*(1/60) = 200 (1/с).

 

 

Завдання

 

Розрахувати загальний коефіцієнт підсилення системи. Початкові дані для розрахунку узяти з таблиці 10.1.

 

Таблиця 10.1 – Початкові дані

 

№ варіанту	М С (Н×м)	n max (об/мин)	DД	i	К (В/°)	n Н (об/мин)	h	U Уmax (В)
		3,3	0,1		0,5		0,58
		3,3	0,1		0,5		0,5
		3,3	0,1		0,5		0,6
		3,3	0,1		0,5		0,62
		3,3	0,1		0,5		0,65

 

Провести розрахунок

 

I _М = ___________________________________________________________________

_______

М _ОП = _________________________________________________________________

_______

Р _М = ___________________________________________________________________

_______

К _Д= ___________________________________________________________________

_______

К _У = ___________________________________________________________________

_______

К _М = ___________________________________________________________________

_______

К _О = ___________________________________________________________________

_______

 

Результати розрахунку звести в таблицю 10.2.

 

Таблиця 10.2 – Результати розрахунку

 

№ варіанту	i М	М ОП	Р М	К Д	К У	К М	К О