Контрольные вопросы к теме «Усилители»

1. Дайте определение усилителя.

2. За счёт чего происходит усиление входного сигнала?

3. Перечислите виды усилителей.

4. Перечислите характеристики усилителей.

5. Нарисуйте структурную схему однокаскадного усилителя. За счёт чего происходит усиление в однокаскадном усилителе? На вход усилителя подано 10 Вт, коэффициент усиления каскада  Кр=200, определите мощность на выходе усилителя.

6. Нарисуйте структурную схему двухкаскадного усилителя. За счёт чего происходит усиление в двухкаскадном усилителе? На вход усилителя подано 10Вт, коэффициент усиления первого каскада Кр=200, а второго Кр=100, определите мощность на выходе усилителя.

7. Принцип работы гидравлического усилителя и его применени..

8.  В каких случаях Вы бы оказали предпочтение гидравлическому усилителю?

9. В каких случаях Вы бы оказали предпочтения поршневому пневматическому усилителю с управлением от струйной трубки?

10.  В чём заключается принцип действия поршневого пневматического усилителя с управлением от струйной трубки?

11. В чём заключается принцип работы магнитного усилителя? Где применяется?

12. Напряжение на входе магнитного усилителя Uу=10 Вольт, коэффициент усиления Кu=100. Чему равно напряжение на выходе усилителя Uвых? Чему равно напряжение на выходе усилителя Uвых?

 

Список используемой литературы.

1. А.Н. Чекваскин, В.Н. Cёмин, К.Я. Стародуб “Основы автоматики”. Учебное пособие для техникумов. Москва Изд. Энергия 1977. §(3-1) - §(3-15).

2.  В.И. Сидоров, “Автоматизация работы строительных машин”. Учебник для студентов СПО, Москва, “Стройиздат” 1989. §13 – 16.

3.  В.Н. Брюханов, А.Г. Схиртладзе, В.П. Вороненко, “Автоматизация производства” под редакцией члена-корреспондента РАН Ю.М. Соломенцева. Учебник для студентов СПО, Москва, “Высшая школа” 2005. §3.2.

4. Б.В. Шандров, А.Д. Чудаков, “Технические средства автоматизации”. Учебник для студентов ВУЗ –ов, Москва, изд-во “Академия”, 2007. §2.3.

Раздел 5. Исполнительные устройства.

Тема 5.1. Общие сведения.

Исполнительным органом или механизмом называет­ся устройство, преобразующее командные сигналы в исполнительные воздействия (перемещение, вращение).

Исполнительные органы систем регулирования являют­ся последним звеном цепи автоматического регулирова­ния.

В зависимости от вида используемой энергии и кон­структивных особенностей исполнительные механизмы классифицируются на: электрические, пневматические, гидравлические, электропневматические, электрогидрав­лические, пневмогидравлические, мембранные, поршне­вые.

По характеру обратной связи исполнительные меха­низмы могут быть непрерывного или релейного действия.

Исполнительные механизмы в робототехнике отли­чаются более сложным устройством, так как должны обеспечивать перемещение рабочего органа в простран­стве, для чего требуется несколько степеней свободы. В простейшем случае это может быть обеспечено приме­нением (одновременным или последовательным) несколь­ких исполнительных механизмов с одной степенью сво­боды. Однако в этом случае масса и габариты промыш­ленного робота (манипулятора) возрастают.

Электрические исполнительные устройства в зависимости от принципа действия делят на электромагнитные и электродвигательные.

Тема 5.2. Электромагнитные исполнительные устройства.

 Электромагнитные исполнительные устройства являются наиболее простыми, надежными и быстродействующими из электрических испол­нительных механизмов. Их используют для управления различного рода регулирующими и затворными клапанами, вентилями, золотниками и т. п. По виду движения исполнительного (регулирующего) органа (шток, выходной вал) электромагнитные механизмы подразделяют на электро­магниты с прямолинейным движением и электромагнитные муфты с вращательным движением.

 

Электромагниты.

Создателем электромагнита считается Уильям Стерджен.

Именно он в 1825 году сделал первый подобный магнит. Конструктивно устройство представляло собой цилиндрический кусок железа, вокруг которого был намотан толстый заизолированный медный провод.

Рис. 74. Электромагнит Стерджена.

В момент, когда по нему пускали электрический ток, стержень из металла приобретал свойства магнита. А когда течение тока прерывалось, весь магнетизм устройство сразу же теряло. Именно такое качество - включение и отключение при необходимости - и позволяет применять электромагниты в ряде технологических и промышленных сфер.

Применение электромагнитов:

 

Рис. 73. Электромагнит

1 - электромагнитные замки;

2 - электромагнитные муфты сцепления и торможения;

3 - тормозные электромагниты;

4 - электромагниты, приводящие в действие контактные устройства в реле, контакторах, пускателях, автоматических выключателях;

5 - подъемные электромагниты,

6 - электромагниты вибраторов и т. п.

 

В зависимости от требований электромагниты могут отличаться друг от друга конструктивно. Однако они имеют общие элементы (рис. 73).

Элементы электромагнита:

1 – возвратная пружина,

2 –катушка электромагнита,

3 – подвижный сердечник.

 

На подвижный сердечник электромагнита действует электромагнитная сила Fэм.

Где I –ток в обмотке электромагнита,

w – число витков обмотки,

Rм – магнитное сопротивление магнитопровода.

 

Если пропустить через катушку электромагнита ток, то электромагнитная сила Fэм втянет сердечник, преодолевая сопротивление возвратной пружины. Перемещение сердечника, называют рабочим ходом δ.

По характеру движения сердечника (рис. 75) электромагнитные механизмы подразделяют на:

тянущие, толкаю­щие, поворотные, удерживающие и реверсивные.

Рис 75. Электромагниты. а и ж) поворотный, б) прямоходовой, в) удерживающий, е) геркон, д) реверсивный.

В зависимости от вида питающего напряже­ния электромагнитные механизмы могут быть переменного и постоянного токов.

В настоящее время получили широкое распространение электромагнитные приборы серии ЭВ. Приводы ЭВ-1 и ЭВ-2 рассчитаны на длительный режим работы, а привод ЭВ-3 рассчитан на кратковременный режим работы (в течение 1 мин) при усилии 100 Н.

В заключение следует отметить, что электромагниты широко применяются в электропневматических и элек­трогидравлических исполнительных устройствах, в кото­рых электромагнит перемещает распределительный зо­лотник, подключая ту или иную полость рабочего ци­линдра к источнику высокого давления, либо открывает вспомогательные клапаны с той же целью.

Рис. Применение электромагнита в пункте приёма металлома.

5.2.2.Элетромагнитные вен­тили.

2

1

3

4

7

6

5

жидкость

1- клапан, 2- седло, 3- труба, 4- сердечник, 5- катушка, 6- пружина возврата, 7- корпус электромагнита

Рис. 76. Электромагнитный вентиль.

Электромагнитные вен­тили служат для преобразования электрическо­го импульса в двухпозиционное перемещение клапана: при наличии напряжения в электромагнитной катушке клапан открыт, при отсутствии напряжения — закрыт.

 

По принципу действия различают поршневые, мем­бранные и соленоидные вентили.

Электромагнитные вентили широко применяются для дистанционного или автоматического управления дозированием жидкостей как на производстве так и в быту, например в стиральных машинах

Принцип действия простейшего электромагнитного вентиля показан на рис.76.

В исходном состоянии вентиль закрыт, т.е. клапан 1 прижат к седлу 2 пружиной 6 и жидкость не проходит. При подаче эл. тока на катушку 5 сердечник 4 электромагнита втянется вверх и вентиль откроется и будет пропускать воду.

 

Внешний вид электромагнитного клапана.