МАШИННО-ДРОССЕЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
На схеме (рис.7.8) насос переменной производительности НР управляется регулятором РН, подключенным к входу и выходу дросселя Др. Последний установлен в сливной линии, «на выходе». К регулятору он подключен таким образом, что при увеличении перепада давления на дросселе регулятор уменьшает производительность насоса. Дросселем устанавливают требуемую скорость РО, а задача регулятора поддерживать ее на заданном уровне.
Известно, что при дроссельном регулировании расхода рабочей среды для стабилизации расхода необходимо поддерживать постоянной разность давлений на дроссельной щели. Считается, что площадь щели и параметры рабочей среды остаются постоянными.
Рис. 7.8
Если регулятор стабилизирует эту разность давлений, то скорость рабочего органа будет постоянной при переменной нагрузке F.
Уравнение равновесия сил, действующих на шток цилиндра, рис.7.8, при движении РО вправо: S1 pк – S2 p2 – SFT – F = 0, откуда
p2 = (S1 pк – SFT – F) / S2 . (7.15)
Все масло, поступающее из правой камеры цилиндра, проходит через дроссель Др. Следовательно, Q2 = QДР , где QДР = m f ( 2 g ( p2 – p3 ) / g )0,5 – расход масла через дроссельную щель Др. Очевидно, что давление p3 при незначительном изменении расхода через дроссель будет почти постоянным.
Уравнение равновесия сил, действующих на поршень регулятора:
|
|
|
S (p2 – p3 ) – FПР = 0, откуда можно определить разность давлений
p2 – p3 = FПР / S . (7.16)
Если в процессе регулирования сила пружины FПР (7.16) изменяется мало, то разность давлений тоже будет мало изменяться, хотя давление p2 , согласно (7.15), не остается постоянным при переменной нагрузке F.
В рассмотренной схеме машинно-дроссельного управления скорость РО не зависит от внешней нагрузки. На скорость влияет характеристика пружины регулятора. Достоинством гидросистемы, реализованной по такой схеме, является сравнительно высокий КПД , недостатком – сложность применения для гидросистем с несколькими РО
УСТРОЙСТВА ГИДРО- И ПНЕВМОАВТОМАТИКИ
В этой главе рассматриваются гидравлические и пневматические преобразователи как элементы гидро- и пневмоусилителей. Электромеханические преобразователи, как правило, применяются в усилителях для преобразования тока управления в механическое перемещение якоря и соединенных с ним частей маломощных гидро- и пневмоусилителей. Преобразователи типа сопло - заслонка и струйная трубка чаще используются как маломощные усилители в первых ступенях гидро- и пневмоусилителей. Электрогидроусилители и аппаратура с пропорциональным управлением находят применение в гидро- и пневмоприводах с автоматическим управлением. С их помощью можно управлять вручную с пульта или по программе скоростью и положением рабочих органов станков, роботов, автоматических линий и так же, дистанционно, изменять параметры потока рабочей среды.
|
|
|
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Электромеханический преобразователь (ЭМП) – управляющий элемент электрогидроусилителей (ЭГУ) и электропневмоусилителей (ЭПУ), преобразующий ток обмотки управления в угловое или линейное перемещение якоря.
Рис. 8.1
Наибольшее применение в ЭГУ и ЭПУ находят ЭМП с якорем, перемещающимся поперек линий индукции магнитного поля в воздушном рабочем зазоре (первый тип), и ЭМП с якорем, перемещающимся вдоль линий индукции (второй тип) [4]. На рис. 8.1 показаны обобщенные статические характеристики (зависимости электромагнитного момента М от угла 
поворота якоря) ЭМП первого (рис. 8.1, а) и второго (рис. 8.1, б) типов. Коэффициент k1 характеризует жесткость электромагнитной системы. Отрицательной жесткости (рис. 8.1,а) соответствует устойчивое, а положительной (рис. 8.1,б) – неустойчивое состояние якоря в нейтральном положении при отсутствии тока управления. Поэтому для устойчивости якоря ЭМП второго типа преобразователи снабжают механической пружиной, жесткость которой выбирается больше жесткости магнитной системы. Эквивалентная жесткость в этом случае становится отрицательной, и якорь отклоняется в обе стороны пропорционально току управления. У ЭМП первого типа устойчивость якоря достигается за счет выбора определенной геометрии поверхностей, образующих рабочий зазор. Однако пружины в них тоже используются для точной регулировки ЭГУ.
|
|
|
Преобразователи первого типа обладают высокой линейностью угловой
характеристики и сравнительно большими угловыми перемещениями якоря.
Преобразователи второго типа находят применение в ЭГУ с небольшим 
линейным перемещением якоря и позволяют получить компактную, герметичную подвеску подвижной системы ЭГУ.
Рис. 8.2
На рис. 8.2, а приведена схема магнитной системы ЭМП мостового типа с возбуждением от постоянных магнитов и независимыми цепями обмотки управления (ЭМП первого типа), на рис. 8.2, б - то же, но с перемещением якоря вдоль силовых линий (ЭМП второго типа). Преобразователи с возбуждением от постоянных магнитов имеют преимущества перед ЭМП с электромагнитным возбуждением: отсутствие постоянного потребления электроэнергии, нагрева и старения обмоток и др. Недостатком является уменьшение магнитного поля в течение времени хранения. Схема ЭМП, приведенная на рис. 8.2. б, является наиболее применяемой как у нас в стране, так и за рубежом.
|
|
|
На рис. 8.3 представлена конструкция подвижного герметичного узла, состоящего из тонкостенной трубки - пружины 1, закрепленной в корпусе 2 ЭГУ. На свободный конец трубки монтируются симметричный якорь 3 и заслонка 4 усилителя типа сопло - заслонка. Перемещение якоря вызывает пропорциональное перемещение x заслонки. За счет упругих качеств трубки 1 заслонка возвращается в нейтральное положение после обнуления входного сигнала.
Рис. 8.3 Рис. 8.4
Управляющая характеристика (рис. 8.4) показывает зависимость углового (линейного) перемещения якоря от тока в обмотке управления при отсутствии внешней нагрузки. Она оценивается несколькими параметрами, в том числе: крутизной начального участка К2 ; зоной нечувствительности по току управления 
I, в пределах которой угол остается постоянным; гистерезисом по углу или току управления 
. Неоднозначность управляющей характеристики отрицательно влияет на статические и динамические характеристики ЭГУ, на точность и устойчивость. Результаты исследований [4] показывают, что гистерезисная петля статической характеристики оказывает влияние на частотные характеристики ЭМП при величине > 5...10 %. В большинстве случаев она приводит к дополнительному фазовому сдвигу ЛФЧХ преобразователя. Одним из способов улучшения характеристик является введение внешнего высокочастотного осциллирующего сигнала. Передаточная функция ЭМП может быть представлена произведением передаточных функций апериодического и колебательного звеньев:
W(s) = 1 /(( Т1 s +1)(Т22 s2 + 2 z Т2 s +1)).
Параметры, полученные экспериментально:
Т1= 12×10-3 c; Т2 = 2,32×10-3 с; z = 0,33.
Логарифмические частотные характеристики (рис. 8.5) показывают, что данный ЭМП устойчив; запас устойчивости по амплитуде зависит от коэффициента z. С уменьшением z запас устойчивости уменьшается.
Рис. 8.5
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 293; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!