Электромеханические преобразователи

Наиболее сложную структуру имеют электрогидравлические и электропневматические следящие приводы (рис. 3.3, г). Управляющий сигнал X и сигнал обратной связи х у них электрические. Для сравнения, усиления и преобразования сигналов обычно предусмотрены электрический блок (ЭБ) и электромеханический преобразователь (ЭП). Дополнительно к основным функциональным частям, показанным на схемах, следящие приводы могут содержать корректирующие устройства в виде внутренних обратных связей. [c.164]

Электромеханический преобразователь воспринимает электрический сигнал и преобразует его в линейное или угловое перемещение якоря, связанного с золотником, заслонкой или струйной трубкой. Применяемые в следящих приводах электромеханические преобразователи разнообразны по принципу действия и конструктивному исполнению. Широко используют поляризованные преобразователи электродинамического типа с подвижной управляющей катушкой, преобразователи электромагнитного типа с магнитной пружиной и преобразователи электромагнитного типа с механической пружиной [491. [c.367]

Гидроусилителями называют устройства, увеличивающие мощность управляющих сигналов благодаря использованию энергии, подводимой с потоком жидкости от внешнего источника. В соответствии с этим определением к гидроусилителям часто относят также гидроприводы с дроссельным или объемным регулированием, имеющие механическое управление. Например, гидроприводы, предназначенные для управления рулями самолета или автомобилями, также называют гидроусилителями, Однако в теории автоматического регулирования и управления усилителями принято считать только те устройства, которые применяют, цля соединения маломощных чувствительных элементов или маломощных, преобразуют,их сигналы управления, элементов с более мощными исполнительными элементами. В дальнейшем с учетом именно такого назначения будем использовать приведенное выше понятие гидроусилитель . Согласно схеме (рис. 13.1), гидроусилитель электрогидравлического привода, воспринимая и усиливая сигналы электромеханического преобразователя, обеспечивает управление исполнительным гидродвигателем. [c.370]

Структура следящих приводов с электрическим управлением значительно сложнее, чем приводов с механическим, гидравлическим или пневматическим управлением (см. рис. 3.3, г). В связи с электрическим входным сигналом в следящем приводе рассматриваемого типа приходится использовать электрический блок сравнения и усиления сигналов, электромеханический преобразователь в прямой цепи и электрический датчик перемещения в цепи обратной связи. [c.235]

Пример схемы следящего привода с электрическим управлением и дроссельным регулированием скорости показан на рис. 3.23. На ней выделены электрический блок , электромеханический преобразователь 2, двухкаскадный дросселирующий распределитель (с усилителем мощности) 5, объемный двигатель 4 и потенциометрическая обратная связь 5. Электрический блок 1 содержит суммирующий (сравнивающий) усилитель, усилитель напряжения, корректирующий контур и усилитель мощности. Электромеханический преобразователь 2 — обязательный элемент рассматриваемого следящего привода. Известны два основных типа указанных преобразователей электромагнитные и электродинамические [38]. Первые имеют существенно меньшие габаритные размеры и массу, вторые — линейную характеристику (без гистерезиса) при значительном ходе (до 1 мм). В показанном на схеме следящем приводе применен электромагнитный преобразователь. Он преобразовывает электрический сигнал в перемещение Ху якоря. [c.235]

Составим линейную математическую модель следящего привода в целом. В зависимости от математического описания его составных частей возможны различные варианты линейной модели. Остановимся на одном из них. Исполнительный механизм описывается передаточной функцией (3.112). Дополнительно учтем зависимость у (5) = К.пУл 8). Изображающее уравнение электрического блока, обратной связи и управляющей обмотки электромеханического преобразователя используем в виде (3.182). Математическую модель электрогидравлического усилителя выберем в форме передаточной функции (3.184). На основании перечисленных выражений составим структурную схему линейной математической модели следящего привода с электрическим управлением (рис. 3.24) и найдем алгебраическим путем общую передаточную функцию по управляющему воздействию [c.243]

Известны различные конструкции вспомогательных электрогидравлических следящих приводов приборного типа [37, 381. Схема одного из них показана на рис. 4.15. Сервопривод содержит электромеханический преобразователь (ЭП), гидравлический мост с переменными дросселями типа сопло-заслонка (ГС), дросселирующий распределитель с гидроуправлением ДР), [c.315]

Динамика электрогидравлических и электропневматических приводов с дискретным управлением в данной книге не рассматривается. Однако ряд вопросов, касающихся статических и динамических характеристик электромеханических преобразователей, гидро- или пневмоусилителей и исполнительных двигателей содержат много общего независимо от применения указанных выше устройств в приводах с непрерывным или дискретным управлением. В связи с этим рассмотренные ниже уравнения и характеристики электрогидравлических и электропневматических приводов с непрерывным управлением могут быть использованы и при исследовании динамики приводов с дискретным управлением. [c.367]

Рнс. 13.4. Внешняя характеристика электромеханического преобразователя [c.368]

При разгруженном от усилий управляемом элементе М = О, и передаточная функция электромеханического преобразователя, полученная из уравнения (13.5), может быть представлена в виде [c.369]

Откуда следует, что ненагруженный электромеханический преобразователь имеет динамические характеристики такие же, как колебательное звено. Нагрузка на управляемый элемент приводит к тому, что электромеханический преобразователь подвергается дополнительному воздействию, возникающему при изменении Мщ. В результате этого воздействия создается внутренняя отрицательная обратная связь от управляемого элемента к якорю преобразователя, наличие этой связи может изменить вид динамических характеристик преобразователя. [c.370]

Электрогидравлический усилитель представляет собой устройство, в котором объединены электромеханический преобразователь и гидроусилитель. В этом устройстве управляемым элементом электромеханического преобразователя служит управляющий элемент гидроусилителя. [c.375]

При малых отклонениях тока у управления от нулевого значения последним членом в правой части уравнения (13.64) можно пренебречь. Преобразовав в этом случае уравнение (13.64) по Лапласу при нулевых начальных условиях, найдем передаточную функцию обмотки управления электромеханического преобразователя [c.385]

Для получения структурной схемы привода с дополнительной обратной связью по расходу жидкости проведем математическое описание отдельных элементов привода, начиная с электромеханического преобразователя. С учетом указанных на рис. 13.17 обозначений и соотношения 13.30) можем записать [c.401]

Кроме изменений, учитываемых уравнением (13.83) электромеханического преобразователя и уравнением (13.87), наличие обратной связи по расходу жидкости не вызывает никаких других изменений в элементах привода. Вследствие этого при составлении структурной схемы привода можно использовать полученные в предыдущих параграфах передаточные функции, кроме передаточной функции электромеханического преобразователя, определяемой по уравнению (13.83). По уравнению (13.87) в структурную схему привода вводится цепь дополнительной обратной связи. [c.403]

Благодаря наличию в структурной схеме (рис. 13.18) обратной связи по расходу жидкости можно изменять не только динамические характеристики привода, но и корректировать его внешнюю статическую характеристику, определяющую зависимость скорости движения штока гидроцилиндра от нагрузки и тока управления. Такую характеристику находят с помощью уравнений статики электромеханического преобразователя и гидроусилителя. Первое из этих уравнений получим, подставив в уравнение (13.4) выражение (13.82) и приняв [c.403]

В реальном приводе могут возникать автоколебания, которые обычно недопустимы, так как они вызывают повреждения элементов привода и, кроме того, уменьшают точность управления объектом. Причины автоколебаний обнаруживаются при исследовании нелинейных моделей электрогидравлических приводов. Эти модели составляют с учетом одного или нескольких факторов, обусловливающих нелинейность уравнений. К таким факторам относятся гистерезис в магнитной системе электромеханического преобразователя, сухое трение в золотниковом распределителе, степенная зависимость расхода жидкости через распределитель от перепадов давлений на его окнах, сухое или смешанное трение [c.405]

Для упрощения анализа допустим, что постоянная времени Тя якоря электромеханического преобразователя мала по сравнению с теми постоянными времени, которые будут иметь определяющее значение при расчете автоколебаний. Принимая Тя = О и используя соотношение (13.30), из уравнения (13.5) получаем [c.408]

Регулирование потоков газа через постоянные дроссели 5 осуществляется заслонкой 3, управляемой электромеханическим преобразователем. Массовый расход газа, поступающего в левый пневмоцилиндр. [c.411]

Для математического описания электрогидравлического усилителя воспользуемся уравнениями из параграфов 13.3, 13.4. Предполагая, что постоянная времени Т я электромеханического преобразователя намного меньше постоянной времени гидроусилителя с силовой обратной связью от золотника к заслонке, приведем указанные уравнения к одному уравнению следующего вида [c.453]

Метод электромеханических аналогий применим также для расчетов электромеханических преобразователей (пьезоэлементов, микро- и гидрофонов и т.п.), имеющих две стороны электрическую и механическую (акустическую). В режиме излучения такой преобразователь трансформирует подводимую электрическую энергию в механическую, в режиме приема - механическую энергию в электрическую. [c.120]

Известны эквивалентные схемы также других типов пьезоэлементов и иных электромеханических преобразователей. [c.123]

ЭГУ состоит из электромеханического преобразователя (ЭМП), в котором электрический сигнал преобразуется в некоторое механическое пе- [c.191]

Для автоматического управления (регулирования) производительностью насоса и соответственно выходной скоростью гидродвигателя используются.гидравлические усилители, отличающиеся высоким быстродействием. В частности, широко распространены двухкаскадные гидроусилители с соплом-заслонкой. Привод заслонки обычно осуществляется с помощью электромеханического преобразователя с поворотным якорем электромагнита, связанным с заслонкой. Преобразование электрического сигнала, управляющего углом поворота заслонки обычно осуществляется с помощью электромеханического преобразователя, принцип действия которого основан на взаимодействии двух магнитных потоков, создаваемых токами, протекающими по обмоткам возбуждения и управления. В случае равенства токов текущих по катушкам управления магнитный поток управления будет равен нулю. При введении же нарушения в величины этих токов возникнет магнитный поток, пропорциональный разности гоков, под дeй твиe.vI которого якорь, а вместе с ним и заслонка поворачиваются. [c.416]

Интегрируемое напряжение может управлять длительностью импульсов, следующих с постоянной частотой. Длительность импульсов измеряется с помощью значительно более высокой частоты, так что в среднем получают частоту, нропорциональную напряжению. Эта частота, как в описанном выше методе, подается на счетчик. Основанные па этом принципе электромеханические преобразователи прямого действия обладают очень высокой стабильностью нулевой точки. [c.162]

В большинстве случаев электромеханический преобразователь и двухкаскадный дросселирующий распределитель конструктивно объединены в одном агрегате, названном электрогидрав-лическим усилителем мощности. Первый каскад усилителя мощ- [c.235]

В следующих параграфах сначала дано описание статических и динамических характеристик устройств, которые в конструктивном отношении непосредственно связаны друг с другом. К ним относятся электромеханический преобразователь, гидравлический или пневматический усилитель, исполнительный двигатель и датчик обратной связи. Эти устройства часто объединены в одном агрегате. Усилитель электрических сигналов обычно является самостоятельным элементом, который может быть совершенно обособлен от перечисленных выше устройств. Выбор типа и параметров усилителя электрических сигналов зависит от условий использования следящего привода и требований, предъявляемых к устойчивости и качеству прощ ссов всей системы управления, в которую входит привод. Взаимную связь характеристик усилителя электрических сигналов и остальных элементов привода рассмотрим при исследовании динамики замкнутого контура привода. [c.367]

Статическая характеристика электромеханического преобразователя определяет зависимость линейного кя или углового фя перемещения якоря от тока управления. При использовании преобразователя совместно с гидро- или пневмоусилителем якорь будет нагружен усилиями, действующими со стороны потока рабочей среды на золотник, заслонку или струйную трубку. Статическую характеристику преобразователя с учетом этих усилий можно найти с помощью Е нешней силовой или внешней моментной [c.367]

Нетрудно заметить, что уравнение и передаточная функция электромеханического преобразователя с линейным перемещением якоря будут аналогичны приведенным выше. Только в них вместо величин фя, М , Кмщ> Км1, я должны соответственно входить величины кя, Р , Крн< Крь гпя, причем коэ( зфициенты Крн и /Ср определяют по внешней силовой характеристике преобразователя так же, как определяют коэффициенты Км и Км1 по внешней моментной характеристике преобразователя. Величина является приведенной к якорю массой всех связанных с ним подвижных частей. [c.370]

Статической характеристикой электрогидравлического усили-ТёЯЯ, отдельного аппарата, является зависимость пропускаемого золотником расхода идкости от тока управления, подводимого к электромеханическому преобразователю. Эта зависимость в большинстве случаев близка к линейной нечувствительность [c.375]

Для примера получим в указанной последовательности спгрук-турную схему электрогидравлического следящего привода, принципиальная схема которого изображена на рис. 13.9. Привод работает следующим образом. При подаче управляющего напряжения на вход усилителя 1 возникает ток в обмотке управления, и якорь электромеханического преобразователя вместе с заслонкой 2 отклоняются от нейтрального положения золотник 3 гидроусилителя под действием разности управляющих давлений еме- [c.381]

В общем случае напряжение Мус и ток у в обмотке управл -ния электромеханического преобразователя связаны уравнением [c.385]

При корректировании электрогидравлических следящих приводов с дроссельным регулированием с помощью электрических устройств используют различные вспомогательные контуры, которые составлены из элементов, обладающих емкостью, индуктивностью и активным сопротивлением. Соединения из таких элементов позволяют получить динамические звенья с характеристиками, близкими к характеристикам форсирующих звеньев первого и второго порядков, или реальные ди( )ференци-рующие звенья (см. гл. 3) [39]. Электрические корректирующие устройства могут быть включены последовательно в цепь управления электромеханическим преобразователем, а также могут быть применены для организации в основном контуре привода дополнительных обратных связей, тоздающих шшш ПО произюдным от отдельных переменных величин по времени. [c.392]

Дополнительные обратные связи по скорости изменения перепада давления в исполнительном гидродвигателе могут передавать сигнал не на золотник, а на управляющий золотником элемент, например на заслонку электромеханического преобразователя. Применяют также обратные связи, которые в зависимости от скорости изменения перепада даиления в исполнительном гидродвигателе изменяют проводимость канала, соединяющего полости гидродвигателя. При этом изменяегся расход перетечки жидкости в гидродвигателе. Два последних способа осуществления дополнительной обратной связи по действию на электрогидравлический следящий привод близки к описанному выше способу. Во всех случаях введение обратной связи по скорости изменения давления в исполнительном гидродвигателе позволяет корректировать характеристики привода в среднечастотной области, определяющей устойчивость и качество регулирования привода. [c.399]

В электропневматических следящих приводах применяют электромеханические преобразователи, усилители и исполнительные двигатели такого же принципа действия, как аналогичные устройства электрогидравлических приводов. Электропневматические приводы обычно имеют меньшую по сравнению с электрогидравличе-скими приводами мощность, поэтому в них часто используется одна ступень усиления после электромеханического преобразователя. Рассмотрим, например, схему (рис. [c.411]

На рис. 14.8, а приведена схема электрогидравлического следящего привода с объемным регулированием, в силовую часть которого входят насос 1 с приводом от электродвигателя 2 и гидромотор 3. Вал гидромотора через редуктор соединен с управляемым объектом 4. Вместо гидромотора может быть применен гидроцилиндр. В этом случс1е редуктор не используется. С валом гидромотора соединен также электрический датчик 5 обратной связи, напряжение на выходе которого изменяется пропорционально углу поворота вала гидромотора. Кроме этого датчика может еще устанавливаться электрический датчик угловой скорости вала. Сигнал ОТ датчика обратной связи поступает на вход усилителя 6, к выходу которого подключен электромеханический преобразователь 7, управляющий заслонкой гидравлического усилителя с золотником 8. Этот золотник, в свою очередь, управляет гидроцилинд- [c.434]