Основные типы усилителей


Золотниковый усилитель используется в механогидравлических и механопневматических управляющих устройствах приводов.

Устройство золотникового усилителя показано на рис. 2.2.8,а.

Рис.2.2.8. Схемы механогидравлических (механопневматических)
усилительных элементов:
а - золотниковый; б - сопло-заслонка

В корпусе 1 перемещается золотник 3. Если входной сигнал отсутствует (Z=0), то поршеньки полностью перекрывают каналы 2, соединенные с исполнительным элементом привода, и рабочая жидкость от насоса к исполнительному механизму не поступает (Q=0).

При смещении золотника влево магистраль I соединяется с напорной магистралью, а магистраль II - со сливом. Давление в магистрали I увеличивается, а в магистрали II - уменьшается.

Разность давлений используется в исполнительном механизме.

По конструктивному исполнению золотники различают трех типов: отсечный золотник (ширина буртиков поршня превышает ширину окон); идеальный золотник (ширина буртиков равна ширине окон); проточный золотник (ширина буртиков меньше ширины окон и имеется зазор между буртиком и окном).

Наличие в отсечном золотнике перекрытия D понижает чувствительность привода. Усилители с проточными золотниками имеют большую чувствительность, но требуют дополнительного непроизводительного расхода жидкости. Изготовление буртика золотника шириной, точно равной ширине окна, технологически затруднено.

Зависимость расхода Q жидкости (выходной параметр) от положения золотника Z (входной параметр) представляет собой статическую характеристику золотникового усилителя (рис.2.2.9,а).

Рис.2.2.9. Статические характеристики усилительных элементов:
а - золотниковый; б - сопло-заслонка;
в - струйный; г - электрогидравлический

Сопло-заслонка широко применяется в системах автоматического управления. Состоит из неуправляемого дросселя I и управляемого дросселя 2 с заслонкой 3. Рабочая жидкость (газ) через нерегулируемый дроссель подается в междроссельную камеру, которая соединена с магистралью, идущей к исполнительному механизму. Если сопло полностью перекрыто заслонкой (Z=0), то в междроссельной камере устанавливается максимальное давление (выходной параметр Р) и весь расход идет через исполнительный механизм. По мере удаления заслонки от сопла расход через сопло возрастает, а через исполнительный механизм - падает. Однако мощность потока рабочей жидкости (газа) в таком устройстве используется не полностью, так как часть жидкости сливается через сопло. Выходная мощность такого элемента меньше, чем золотникового.

Струйный усилитель применяется в системах автоматического регулирования высокофорсированных энергетических установок с большой мощностью (рис.2.2.10). От источника питания струя газа подается в камеру усилителя и при отсутствии или равенстве управляющих пневматических сигналов Рупр1 = Pупр2 распределяется равномерно в выходные каналы I и II при Рвых1 = Рвых2.

Рис.2.2.10. Схемы усилителей струйного (а)
и электрогидравлического (б)

Если увеличить давление в одном из управляющих каналов, например, Рупр1, то это приведет к отклонению струи в канал I, давление Рвых1 возрастает, а Рвых2 в канале II упадет. Коэффициент усиления таких усилителей невысок Рвыхвх = 2...4 (рис.2.2.9,в).

Электрогидравлический усилитель позволяет преобразовать и усилить электрический сигнал в гидравлический или пневматический (рис.2.2.10,б).

Усилитель состоит из двух симметрично расположенных сопл 1, перекрываемых находящейся между ними заслонкой 2. Заслонка выполнена заодно с якорем электромагнитного реле 3.

В зависимости от знака и величины управляющего напряжения Uупр включается одна из катушек реле и перекрывается одно из сопл. Создается перепад давления DP, пропорциональный Uупр (рис.2.2.9,г).

Электронный усилитель применяется для усиления сигналов постоянного или переменного тока (рис.2.2.11).

Усилители на транзисторах имеют высокую надежность, высокий КПД, могут дать высокую мощность. Однако они имеют маленький коэффициент усиления.

Успехи микроэлектроники позволили в интегральной схеме разместить большое количество транзисторов. Поэтому усилители на основе операционных усилителей в виде микросхем обладают высоким коэффициентом усиления 106,

Рис.2.2.11. Электронные усилители:
а - однокаскадный переменного тока;
б - операционный постоянного тока

могут дать высокую мощность до 100 Вт, имеют очень маленькие габариты и вес.

Магнитный усилитель применяется для управления очень мощных (до нескольких десятков кВт) исполнительных элементов (сварочных трансформаторов, приводов и др.) (рис.2.2.12,а).

Рис.2.2.12. Схемы электрических усилителей:
а - магнитный; б - электромашинный

На среднем стержне трехстержневого сердечника намотана катушка управления Wу, а на крайних сердечниках - катушка нагрузки Wн1 и Wн2. К катушке Wу подводится входной сигнал постоянного тока iу. При отсутствии iу = 0 индуктивность катушек Wн1 и Wн2 большая и на них падает напряжение. При подаче iу¹0 происходит насыщение крайних сердечников и уменьшается их индуктивность, следовательно, уменьшается на них падение напряжения. Магнитные усилители очень просты по конструкции, обладают большой надежностью и имеют коэффициент усиления по мощности до 1000. Но КПД у них низкий, большие габариты и масса.

Электромашинный усилитель применяется для получения мощного выходного сигнала.

Простейшим из них является генератор постоянного тока с независимым возбуждением, вращаемый электродвигателем (рис.2.2.12,б).

Входной сигнал Uу подается на обмотку возбуждения, а пропорциональный ему усиленный выходной сигнал Uн снимается с клемм якоря. Преимуществом электромашинных усилителей является малая чувствительность к возмущающим воздействиям со стороны цепи нагрузки ввиду постоянства частоты вращения якоря. К недостаткам следует отнести большие габаритные размеры и массу, а также малое быстродействие. Применяется электромашинный усилитель для регулирования сварочного тока в автоматизированный системах.



Дата добавления: 2021-12-14; просмотров: 306;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.