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;
RY = 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) wСМ = 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 ___________________________________________________________________
_______
wСМ = __________________________________________________________________
_______
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 DД – 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) DД £ 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 |