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:

UC = (1,2 … 2,0)×IH×RH.

(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	IН (A)	RН (Ом)	RY (Ом)	IY (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.

РН (Вт)	РY (Вт)	КР	UС (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:

FСМ = HY×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	НY	k	а	IСМ	qСМ	lСМ	UС	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)	FСМ (Н)	wСМ	RСМ (Ом)	RРЕГ (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:

КО = К×КУ×КД×КМ,

(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	МС (Н×м)	nmax (об/мин)	DД	i	К (В/°)	nН (об/мин)	h	UУmax (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	iМ	МОП	РМ	КД	КУ	КМ	КО