Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
1.-7 Что называется управлением? Управление – есть воздействие на объект в целях достижения требуемых состояний или процессов. 2. Что называется автоматическим управлением? Управление объектом с помощью технических средств без участия человека называется автоматическим управлением. 3. Что называется системой автоматического управления? Совокупность объектов управления и средств автоматического управления называется системой автоматического управления (САУ). 4. Что является основной задачей автоматического управления? Основной задачей автоматического управления является поддержание определенного закона изменения одной или нескольких физических величин, характеризующих процессы, протекающие в объектах управления (ОУ), без непосредствнного участия человека. 5.Что называется объектом управления? Объект управления – это система, деятельность которой регламентируется управляющей системой Объект управления – это обобщающий термин кибернетики и теории автоматического управления, обозначающий устройство или динамический процесс, управление поведением которого является целью создания системы автоматического управления. 6. Что называется управляемой величиной? Управляемой величиной называется изменения одной или нескольких физических величин, характеризующих процессы, протекающие в объектах управления (ОУ) 7. Что называется управляющим органом? Часть ОУ, с помощью которой можно изменять параметры управляемого процесса называется управляющим органом объекта (УО). Это может быть реостат, вентиль, заслонка и т.п. |
8. Что называется чувствительным элементом? Часть объекта управления (ОУ), которая преобразует управляемую величину в пропорциональную ей величину, удобную для использования в САУ, называют чувствительным элементом (ЧЭ). В качестве ЧЭ могут использоваться термопары, тахометры, рычаги, электрические мосты, датчики давления, деформации, положения и т.п. 9. Что такое входная и выходная величина? Физическую величину на входе управляющего органа ОУ называют входной величиной ОУ. Физическую величину на выходе ЧЭ называют выходной величиной ОУ. Как правило, это электрический сигнал (ток, напряжение) или механическое перемещение. 10. Что называется управляющим воздействием? Управляющее воздействие u(t) - это воздействие, прикладываемое к управляющему органу (УО) объекта с целью поддержания требуемых значений управляемой величины. Оно формируется устройством управления (УУ). Ядром УУ является исполнительный элемент, в качестве которого может использоваться электрические или поршневые двигатели, мембраны, электромагниты и т.п. 11. Что называется возмущением? Величина f(t), подаваемая на второй вход звена, называется возмущением. Она отражает влияние на выходную величину y(t) изменений окружающей среды, нагрузки и т.п. 12. Что называется отклонением от заданной величины? yо - значение выходной величины, которое требуется обеспечить согласно программе. На самом деле из-за возмущения f на выходе регистрируется значение y. Величина e = yо - y называется отклонением от заданной величины. 13. Что называется управляющим устройством? Управляющим устройством называют техническое устройство, осуществляющее воздействие на объект управления. Ядром УУ является исполнительный элемент, в качестве которого может использоваться электрические или поршневые двигатели, мембраны, электромагниты и т.п. |
13.-14 Что называется управляющим устройством? Управляющим устройством называют техническое устройство, осуществляющее воздействие на объект управления. Ядром УУ является исполнительный элемент, в качестве которого может использоваться электрические или поршневые двигатели, мембраны, электромагниты и т.п. 14. Что называется задающим устройством(ЗУ)? Задающим устройством (ЗУ) называется устройство, задающее программу изменения управляющего воздействия, то есть формирующее задающий сигнал uо(t). В простейшем случае uо(t)=const. ЗУ может быть выполнено в виде отдельного устройства, быть встроенным в УУ или же вообще отсутствовать. В качестве ЗУ может выступать кулачковый механизм, магнитофонная лента, маятник в часах, задающий профиль и т.п. |
19. В чем суть принципа обратной связи? Принцип управления по отклонению (принцип обратной связи). Этот принцип является одним из наиболее ранних и широко распространенных принципов управления. В соответствии с этим принципом система управления наблюдает за объектом, на который воздействуют возмущающие факторы. В результате, в поведении объекта возникают отклонения. Система управления отслеживает наблюдаемые параметры (переменные) и на основе наблюдений создает алгоритм управления. Особенность этого принципа заключается в том, что система управления начинает действовать на объект только после того, как факт отклонения уже свершился. Это и есть "обратная связь" |
|
20. Перечислите достоинства и недостатки принципов управления? Принцип разомкнутого управления: Нагрузочная характеристика разомкнутой системы автоматического управления — это нагрузочная характеристика объекта. Она не зависит от свойств управляющей части системы. Любое изменение возмущающего воздействия оказывает влияние на выходную величину системы управления. Несмотря на очевидные недостатки, этот принцип используется очень широко. Элементы, представляемые разомкнутой цепью, входят в состав любой системы. Принцип управления по возмущению (принцип компенсации) Достоинства системы управления по возмущению: - в системе управления по возмущению можно получить любую нагрузочную характеристику; - можно так подобрать параметры управляющей части, чтобы при изменении возмущающего воздействия выходная величина системы оставалась постоянной. Это будет соответствовать случаю полной компенсации влияния возмущающего воздействия на выходную величину. Поэтому данный принцип управления носит второе название принцип компенсации. Недостатки систем управления по возмущению: 1. На объект управления всегда действуют несколько возмущающих воздействий. 2. Трудность измерения возмущающих воздействий. Эти недостатки существенно ограничивают область применения систем управления по возмущению Принцип обратной связи (регулирование по отклонению) Достоинства: точность регулирования независимо от природы возмущений принципа обратной связи. Недостатком принципа обратной связи является инерционность системы. Поэтому часто применяют комбинацию данного принципа с принципом компенсации, что позволяет объединить достоинства обоих принципов: быстроту реакции на возмущение принципа компенсации и точность регулирования независимо от природы возмущений принципа обратной связи. |
|||
|
16. В чем отличие сигнала от физической величины? Сигнал - это информационное понятие, соответствующее на принципиальной схеме физическим величинам. Пути его прохождения указываются направленными отрезками (рис.4). Точки разветвления сигнала называются узлами. Сигнал определяется лишь формой изменения физической величины, он не имеет ни массы, ни энергии, поэтому в узлах он не делится, и по всем путям от узла идут одинаковые сигналы, равные сигналу, входящему в узел. Суммирование сигналов осуществляется в сумматоре, вычитание - в сравнивающем устройстве. 17. В чем суть принципа разомкнутого управления? Сущность принципа состоит в том, что алгоритм управления строится только на основе заданного алгоритма функционирования и не контролируется по фактическому значению управляемой величины. Схема управления имеет вид разомкнутой цепи. 18. В чем суть принципа компенсации? Принцип управления по возмущению - принцип компенсации. Отклонение регулируемой величины зависит не только от возмущающего воздействия, но и от управления. Принцип управления по возмущению основывается на том, что система управления наблюдает за возмущающими факторами и, учитывая их, строит алгоритм управления так, чтобы действие этих факторов на систему компенсировалось |
|||
|
15. Что называется функциональной схемой и из чего она состоит? Рассмотренную САУ можно представить в виде функциональной схемы, элементы которой называются функциональными звеньями. Эти звенья изображаются прямоугольниками, в которых записывается функция преобразования входной величины в выходную (рис.2). Эти величины могут иметь одинаковую или различную природу, например, входное и выходное электрическое напряжение, или электрическое напряжение на входе и скорость механического перемещения на выходе и т.п. Величина f(t), подаваемая на второй вход звена, называется возмущением. Она отражает влияние на выходную величину y(t) изменений окружающей среды, нагрузки и т.п. В общем случае функциональное звено может иметь несколько входов и выходов (рис.3). Здесь u1,u2,...,un - входные (управляющие) воздействия; f1,f2,...,fm - возмущающие воздействия; y1,y2,...,yk - выходные величины. |
|||
|
21. В чем отличие системы прямого и непрямого регулирования? Наличие усилителя говорит о том, что данная САР является системой непрямого регулирования, так как энергия для функций управления берется от посторонних источников питания, в отличие от систем прямого регулирования, в которых энергия берется непосредственно от объекта управления ОУ, как, например, в САР уровня воды в баке. |
|||
|
22.Перечислите и дайте краткую характеристику основных видов САУ? 1)Системы стабилизации.В системах стабилизации обеспечивается неизменное значение управляемой величины при всех видах возмущений, т.е. y(t) = const. ЗУ формирует эталонный сигнал, с которым сравнивается выходная величина. ЗУ, как правило, допускает настройку эталонного сигнала, что позволяет менять по желанию значение выходной величины. 2)Программные системы. В программных системах обеспечивается изменение управляемой величины в соответствии с программой, формируемой ЗУ. В качестве ЗУ может использоваться кулачковый механизм, устройство считывания с перфоленты или магнитной ленты и т.п. К этому виду САУ можно отнести заводные игрушки, магнитофоны, проигрыватели и т.п. Различают системы с временной программой (например, рис.1), обеспечивающие y = f(t), и системы с пространственной программой, в которых y = f(x), применяемые там, где на выходе САУ важно получить требуемую траекторию в пространстве, например, в копировальном станке (рис.11), закон движения во времени здесь роли не играет. 3)Следящие системы. Следящие системы отличаются от программных лишь тем, что программа y = f(t) или y = f(x) заранее неизвестна. В качестве ЗУ выступает устройство, следящее за изменением какого-либо внешнего параметра. Эти изменения и будут определять изменения выходной величины САУ. Например, рука робота, повторяющая движения руки человека. Все три рассмотренные вида САУ могут быть построены по любому из трех фундаментальных принципов управления. Для них характерно требование совпадения выходной величины с некоторым предписанным значением на входе САУ, которое само может меняться. То есть в любой момент времени требуемое значение выходной величины определено однозначно. 4)Самонастраивающиеся системы. В самонастраивающихся системах ЗУ ищет такое значение управляемой величины, которое в каком-то смысле является оптимальным. 4.1)Экстремальные системы. Так в экстремальных системах (рис.12) требуется, чтобы выходная величина всегда принимала экстремальное значение из всех возможных, которое заранее не определено и может непредсказуемо изменяться. Для его поиска система выполняет небольшие пробные движения и анализирует реакцию выходной величины на эти пробы. После этого вырабатывается управляющее воздействие, приближающее выходную величину к экстремальному значению. Процесс повторяется непрерывно. Так как в данных САУ происходит непрерывная оценка выходного параметра, то они выполняются только в соответствии с третьим принципом управления: принципом обратной связи. 4.2)Оптимальные системы. Оптимальные системы являются более сложным вариантом экстремальных систем. Здесь происходит, как правило, сложная обработка информации о характере изменения выходных величин и возмущений, о характере влияния управляющих воздействий на выходные величины, может быть задействована теоретическая информация, информация эвристического характера и т.п. Поэтому основным отличием экстремальных систем является наличие ЭВМ. Эти системы могут работать в соответствии с любым из трех фундаментальных принципов управления. 4.3)Адаптивные системы. В адаптивных системах предусмотрена возможность автоматической перенастройки параметров или изменения принципиальной схемы САУ с целью приспособления к изменяющимся внешним условиям. В соответствии с этим различают самонастраивающиеся и самоорганизующиеся адаптивные системы. Все виды САУ обеспечивают совпадение выходной величины с требуемым значением. Отличие лишь в программе изменения требуемого значения. Поэтому основы САУ строятся на анализе самых простых систем: систем стабилизации. Научившись анализировать динамические свойства САУ, мы учтем все особенности более сложных видов САУ. |
23. Что называется статическим режимом САУ? Режим работы САУ, в котором управляемая величина и все промежуточные величины не изменяются во времени, называется установившимся, или статическим режимом. Любое звено и САУ в целом в данном режиме описывается уравнениями статики вида y = F(u,f), в которых отсутствует время t. Соответствующие им графики называются статическими характеристиками. Статическая характеристика звена с одним входом u может быть представлена кривой y = F(u) (рис.13). Если звено имеет второй вход по возмущению f, то статическая характеристика задается семейством кривых y = F(u) при различных значениях f, или y = F(f) при различных u. |
||
|
25. Что называется коэффициентом передачи, в чем отличие от коэффициента усиления? Так примером одного из функциональных звеньев системы регулирования воды в баке (см. выше) является обычный рычаг (рис.14). Уравнение статики для него имеет вид y = Ku. Его можно изобразить звеном, функцией которого является усиление (или ослабление) входного сигнала в K раз. Коэффициент K = y/u, равный отношению выходной величины к входной называется коэффициентом усиления звена. Когда входная и выходная величины имеют разную природу, его называют коэффициентом передачи. |
|||
|
24. Что называется статическими характеристиками САУ? Пример статического звена Так примером одного из функциональных звеньев системы регулирования воды в баке (см. выше) является обычный рычаг (рис.14). Уравнение статики для него имеет вид y = Ku. Его можно изобразить звеном, функцией которого является усиление (или ослабление) входного сигнала в K раз. Коэффициент K = y/u, равный отношению выходной величины к входной называется коэффициентом усиления звена. Когда входная и выходная величины имеют разную природу, его называют коэффициентом передачи. Статическая характеристика данного звена имеет вид отрезка прямой линии с наклоном a = arctg(L2/L1) = arctg(K) (рис.15). Звенья с линейными статическими характеристиками называются линейными. Статические характеристики реальных звеньев, как правило, нелинейны. Такие звенья называются нелинейными. Для них характерна зависимость коэффициента передачи от величины входного сигнала: K = y/uconst. Например, статическая характеристика насыщенного генератора постоянного тока представлена на рис.16. Обычно нелинейная характеристика не может быть выражена какой-либо математической зависимостью и ее приходится задавать таблично или графически.
Зная статические характеристики отдельных звеньев, можно построить статическую характеристику САУ (рис.17, 18). Если все звенья САУ линейные, то САУ имеет линейную статическую характеристику и называется линейной. Если хотя бы одно звено нелинейное, то САУ нелинейная. Звенья, для которых можно задать статическую характеристику в виде жесткой функциональной зависимости выходной величины от входной, называются статическими. Если такая связь отсутствует и каждому значению входной величины соответствует множество значений выходной величины, то такое звено называется астатическим. Изображать его статическую характеристику бессмысленно. Примером астатического звена может служить двигатель, входной величиной которого является напряжение U, а выходной - угол поворота вала , величина которого при U = const может принимать любые значения. Выходная величина астатического звена даже в установившемся режиме является функцией времени. |
26. В чем отличие нелинейных звеньев от линейных? Статическая характеристика данного звена имеет вид отрезка прямой линии с наклоном a = arctg(L2/L1) = arctg(K) (рис.15). Звенья с линейными статическими характеристиками называются линейными. Статические характеристики реальных звеньев, как правило, нелинейны. Такие звенья называются нелинейными. Для них характерна зависимость коэффициента передачи от величины входного сигнала: Например, статическая характеристика насыщенного генератора постоянного тока представлена на рис.16. Обычно нелинейная характеристика не может быть выражена какой-либо математической зависимостью и ее приходится задавать таблично или графически. |
||
|
27. Как построить статическую характеристику нескольких звеньев? Зная статические характеристики отдельных звеньев, можно построить статическую характеристику САУ (рис.17, 18). Если все звенья САУ линейные, то САУ имеет линейную статическую характеристику и называется линейной. Если хотя бы одно звено нелинейное, то САУ нелинейная. Звенья, для которых можно задать статическую характеристику в виде жесткой функциональной зависимости выходной величины от входной, называются статическими. Если такая связь отсутствует и каждому значению входной величины соответствует множество значений выходной величины, то такое звено называется астатическим. Изображать его статическую характеристику бессмысленно. Примером астатического звена может служить двигатель, входной величиной которого является напряжение U, а выходной - угол поворота вала , величина которого при U = const может принимать любые значения. Выходная величина астатического звена даже в установившемся режиме является функцией времени. |
|||
|
29. В чём отличие астатического регулирования от статического? Если на управляемый процесс действует возмущение f, то важное значение имеет статическая характеристика САУ в форме y = F(f)при yo = const. Возможны два характерных вида этих характеристик (рис.19). В соответствии с тем, какая из двух характеристик свойственна для данной САУ, различают статическое и астатическое регулирование.
Статические регуляторы работают при обязательном отклонении e регулируемой величины от требуемого значения. Это отклонение тем больше, чем больше возмущение f. Это заложено в принципе действия регулятора и не является его погрешностью, поэтому данное отклонение называется статической ошибкой регулятора. Из рис.21 видно, что, чем больше коэффициент передачи регулятора Kр, тем на большую величину откроется заслонка при одних и тех же значениях e, обеспечив в установившемся режиме большую величину потока Q. Это значит, что на статической характеристике одинаковым значениям e при больших Kр будут соответствовать большие значения возмущения Q, статическая характеристика САУ пойдет более полого. Поэтому, чтобы уменьшить статическую ошибку надо увеличивать коэффициент передачи регулятора. Того же результата можно добиться, увеличивая коэффициент передачи объекта управления, но это дело конструкторов, проектирующих данный объект, а не специалистов по автоматике. В некоторых случаях статическая ошибка недопустима, тогда переходят к астатическомурегулированию, при котором регулируемая величина в установившемся режиме принимает точно требуемое значение независимо от величины возмущающего фактора. Статическая характеристика астатической САУ не имеет наклона (рис.19в). Возможные неточности относятся к погрешностям конкретной системы и не являются закономерными. |
|||
|
28. В чём отличие астатических звеньев от статических? Звенья, для которых можно задать статическую характеристику в виде жесткой функциональной зависимости выходной величины от входной, называются статическими. Если такая связь отсутствует и каждому значению входной величины соответствует множество значений выходной величины, то такое звено называется астатическим. Изображать его статическую характеристику бессмысленно. Примером астатического звена может служить двигатель, входной величиной которого является напряжение U, а выходной - угол поворота вала , величина которого при U = const может принимать любые значения. Выходная величина астатического звена даже в установившемся режиме является функцией времени. |
|||
|
30. Как сделать статическую САР астатической? Для того, чтобы получить астатическое регулирование, необходимо в регулятор включить астатическое звено, например ИД, между ЧЭ и УО (рис.23). Если уровень воды понизится, то поплавок переместит движок потенциометра на величину ΔL, за счет этого появится разность потенциалов Δφ≠0 и ИД начнет поднимать заслонку до тех пор, пока Δφ не уменьшится до нуля, а это возможно только при y = yo . При поднятии уровня воды разность потенциалов сменит знак, и двигатель будет вращаться в противоположную сторону, опуская заслонку. |
|
35. Конечные выключатели, устройство, назначение, область применения? Конечные выключатели предназначены для замыкания и размыкания электрической цепи управления. Делятся на простые и моментные, с самовозвратом и без него. Конечные выключатели предназначены для контроля достижения подвижным элементом механизма конечных положений и сигнализации о достижении конечного положения коммутированием электрической цепи. Конечные выключатели применяются в машиностроении, химической, нефтехимической, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности. Широко применяемый путевой выключатель показан на рис. Неподвижные контакты 1 и шток 4, выполненный из изоляционного материала, с укрепленными на нем подвижными контактами 5, помещены на карболитовой плите 2. Пружиной 6 шток 4 своим верхним концом прижат к стальному штифту 7. Пылебрызгонепроницаемый кожух 5 защищает механизм выключателя. Стоит нажать на штифт, используя для этого кулачок или упор, как срабатывает контактное устройство, замыкая одну и размыкая другую цепь. Если отпустить штифт, пружина возвращает контакты в исходное положение. Такой выключатель надо включать быстро: медленное включение ведет к появлению электрической дуги, разрушающей контакты. Достоинства – возможность коммутирование электрических цепей с напряжением до 500В и током до 20А. Недостатки – износ контактов из-за механического соударения и их обгорания. |
36. Индукционные датчики, устройство, назначение, область применения? Индуктивный датчик,измерительный преобразователь угла поворота или перемещения в изменение индуктивности. Индуктивный датчик представляет собой катушку индуктивности с магнитопроводом, подвижный элемент которого (якорь) перемещается под воздействием измеряемой величины. Вследствие изменения воздушного зазора в магнитопроводе меняется его магнитное сопротивление и, следовательно, индуктивность катушки. Для измерений катушку Индуктивный датчик включают в дифференциальную или мостовую измерительную схему переменного тока, у которой указывающий элемент проградуирован в единицах измеряемой величины. Наиболее часто применяют Индуктивный датчик с переменным зазором (а) и переменной площадью зазора (б). Первые используются для измерений малых перемещений (от долей мкм до 3—5 мм); вторые — для перемещений от 0,5 до 15 мм. Для измерения перемещений в маломощных устройствах, например в стрелочных измерит приборах, применяют Индуктивный датчик, катушки которых питаются от источника тока высокой частоты (5—50 Мгц) либо служат обмотками высокочастотных колебательных контуров. Схема конструкции индуктивного датчика: а — с переменным воздушным зазором; б — с переменной площадью воздушного зазора: 1 — катушка индуктивности; 2 — сердечник; 3 — якорь. Достоинства – простота конструкции, обладает высокой чувствительностью и точностью и имеет большой срок службы Недостатки – колебание частоты питающего напряжения. |
37. Реостатные и потенциометрические датчики, устройство, назначение, область применения? Потенциометрические датчики преобразуют механические перемещения движка реостата в соответствии с характером изменения контролируемого неэлектрического параметра в изменение электрического сопротивления реостата. В зависимости от характера изменения сопротивления, различают линейные и функциональные потенциометрические датчики. Входным параметром датчика может быть линейное перемещение (при непосредственном воздействии на движок реостата) или давление, сила (при наличии промежуточного элемента: мембраны или поршня). Электрические схемы датчика обычно бывают двух видов: потенциометрические и мостовые. В свою очередь, мостовые схемы могут быть с уравновешенным и неуравновешенным мостом. В потенциометрических схемах реостат питается постоянным напряжением ивх, а выходное напряжение Вых пропорционально перемещению движка реостата е и напряжению вх. Схемы эти весьма просты, но имеют значительную нелинейность зависимости от е (в зависимости от сопротивления потенциометра, добавочного сопротивления и входного сопротивления измерительной схемы средства технического диагностирования). Только при большом входном сопротивлении связь между НBb„ и е становится линейной. Электрическая схема потенциометрического датчика Мостовые схемы обычно имеют малую нелинейность характеристики, поэтому находят большое применение. Потенциометрические датчики изготовляют либо в виде обмотки из изолированного провода, намотанного на каркас, либо в виде реохорда. Материал провода: манганин, константан или фехроль (при высокоточных измерениях допускается применять сплав платины с иридием). Движок (щетка) выполняется либо из сплава платины с иридием, либо из серебра. Каркас изготовляют из текстолита, пластмассы или алюминия. Потенциометрические датчики являются дискретными (ступенчатыми) преобразователями, так как непрерывному изменению измеряемого неэлектрического параметра соответствует ступенчатое изменение сопротивления. Это вызывает дополнительную погрешность измерения (погрешность квантования), которая уменьшается при увеличении числа витков обмотки на единицу измеряемой величины. |
38. Фотоэлектрические датчики, устройство, назначение, область применения? Оптические (фотоэлектрические) датчики Различают аналоговые и дискретные оптические датчики. У аналоговых датчиков выходной сигнал изменяется пропорционально внешней освещенности. Основная область применения – автоматизированные системы управления освещением. Датчики дискретного типа изменяют выходное состояние на противоположное при достижении заданного значения освещенности. Фотоэлектрические датчики могут быть применены практически во всех отраслях промышленности. Датчики дискретного действия используются как своеобразные бесконтактные выключатели для подсчета, обнаружения, позиционирования и других задач на любой технологической линии. Оптический бесконтактный датчик, регистрирует изменение светового потока в контролируемой области, связанное с изменением положения в пространстве каких-либо движущихся частей механизмов и машин, отсутствия или присутствия объектов. Благодаря большим расстояниям срабатывания оптические бесконтактные датчики нашли широкое применение в промышленности и не только. Оптический бесконтактный датчик состоит из двух функциональных узлов, приемника и излучателя. Данные узлы могут быть выполнены как в одном корпусе, так и в различных корпусах. По методу обнаружения объекта фотоэлектрические датчики подразделяются на 4 группы: 1) пересечение луча - в этом методе передатчик и приемник разделены по разным корпусам, что позволяет устанавливать их напротив друг друга на рабочем расстоянии. Принцип работы основан на том, что передатчик постоянно посылает световой луч, который принимает приемник. Если световой сигнал датчика прекращается, в следствии перекрытия сторонним объектом, приемник немедленно реагирует меняя состояние выхода. 2) отражение от рефлектора - в этом методе приемник и передатчик датчика находятся в одном корпусе. Напротив датчика устанавливается рефлектор (отражатель). Датчики с рефлектором устроены так, что благодаря поляризационному фильтру они воспринимают отражение только от рефлектора. Это рефлекторы, которые работают по принципу двойного отражения. Выбор подходящего рефлектора определяется требуемым расстоянием и монтажными возможностями. Посылаемый передатчиком световой сигнал отражаясь от рефлектора попадает в приемник датчика. Если световой сигнал прекращается, приемник немедленно реагирует, меняя состояние выхода. 3) отражение от объекта - в этом методе приемник и передатчик датчика находятся в одном корпусе. Во время рабочего состояния датчика все объекты, попадающие в его рабочую зону, становятся своеобразными рефлекторами. Как только световой луч отразившись от объекта попадает на приемник датчика, тот немедленно реагирует, меняя состояние выхода. 4) фиксированное отражение от объекта -принцип действия датчика такой же как и у "отражение от объекта" но более чутко реагирующий на отклонение от настройки на объект. Например, возможно детектирование вздутой пробки на бутылке с кефиром, неполное наполнение вакуумной упаковки с продуктами и т.д. По своему назначению фотодатчики делятся на две основные группы: датчики общего применения и специальные датчики. К специальным, относятся типы датчиков, предназначенные для решения более узкого круга задач. К примеру, обнаружение цветной метки на объекте, обнаружение контрастной границы, наличие этикетки на прозрачной упаковке и т.д. Задача датчика обнаружить объект на расстоянии. Это расстояние варьируется в пределах 0,3мм-50м, в зависимости от выбранного типа датчика и метода обнаружения |
|
39. Сельсины, устройство, назначение, область применения? Сельсин-представляет собой самосинхронизирующийся эл. двигатель переменного тока. Они служат для измерения углов поворота и дистанционной передачи угла поворота вала и работают парами. Конструктивно выполняются в виде ротора и статора с обмотками. Класс-ся сельсина на контактные и бесконтактные. Они также бывают однофазные и трехфазные (ИЗ ЛЕКЦИЙ) Сельсин — индукционная машина системы индукционной связи. Сельсинами называются электрические микромашины переменного тока, обладающие свойством самосинхронизации. Сельсин передачи работают по принципу обычной механической передачи, только крутящий момент между валами передаётся не зубьями шестерён, а магнитным потоком без непосредственного контакта. Устройство сельсинов. Сельсины имеют две обмотки: первичную, или обмотку возбуждения, и вторичную, или обмотку сихронизации. В зависимости от числа фаз обмотки возбуждения различают одно- и трехфазные сельсины; обмотку синхронизации в обоих типах сельсинов обычно выполняют по типу трехфазной. Простейший сельсин состоит из статора с трёхфазной обмоткой (схема включения — треугольник или звезда) и ротора с однофазной обмоткой. Два таких устройства электрически соединяются друг с другом одноимёнными выводами — статор со статором и ротор с ротором. На роторы подаётся одинаковое переменное напряжение. При таких условиях вращение ротора одного сельсина вызывает поворот ротора другого сельсина Принцип действия. Сельсины служат для синхронного поворота или вращения двух или нескольких осей, механически не связанных друг с другом. Одну из этих машин, механически соединенную с ведущей осью, называют датчиком, а другую, соединенную с ведомой осью (непосредственно или с помощью промежуточного двигателя),— приемником. При повороте ротора сельсина-датчика на какой-либо угол ?Д ротор сельсина-приемника поворачивается на такой же точно угол ?П. Следовательно, система из двух сельсинов стремится ликвидировать рассогласование между положениями роторов датчика и приемника и в идеальном случае свести его к нулю. Принцип действия сельсина не зависит от места расположения каждой из обмоток. Однако чаще всего в сельсинах обмотку синхронизации размещают на статоре, а обмотку возбуждения — на роторе (для уменьшения числа контактных колец и повышения надежности работы). Областью применения сельсинов в основном стали системы автоматики (командоаппараты и командоконтроллеры, датчики углов поворота и угловых скоростей), системы синхронизации углов поворотов в радиотехнике, военной технике и других отраслях. В различных отраслях промышленности, в системах автоматики и контроля часто возникает необходимость синхронного и синфазного вращения или поворота двух и более осей, механически не связанных друг с другом (например, на РЛС — радиолокационных системах с вращающейся антенной). Такие задачи решаются с помощью систем синхронной связи. |
|||
|
40. Вращающиеся трансформаторы, устройство, назначение, область применения? Вращающиеся трансформаторы – являются электрическими машинами с не явно выраженными полюсами. Состоят из вращающегося ротора и неподвижного статора, которые изготавливают из листовой электротехнической стали. В пазах ротора и статора уложены по две перпендикулярно расположенные обмотки Wp и Wc. Воздушный запор между ротором и статором имеют постоянную величину. Вращающиеся трансформаторы позволяют преобразовывать угловое движение, например, выходного вала силового привода в непрерывно изменяющееся напряжение переменного тока в ф-ии угла поворота sin α или cos α в зависимости от способа включения обмоток трансформатора. (ИЗ ЛЕКЦИЙ) Вращающиеся трансформаторы применяются в автоматических и счетно-решающих устройствах. Они служат для получения переменного напряжения, представляющего собой определенную функцию угла поворота ротора α. Обычно требуется, чтобы это напряжение было пропорционально sin α, cos α или самому углу поворота α. В соответствии с этим различают синусные, косинусные, синусно-косинусные и линейные вращающиеся трансформаторы. Вращающиеся трансформаторы применяются в автоматических и счетно-решающих устройствах. Они служат для получения переменного напряжения, представляющего собой определенную функцию угла поворота ротора α. Обычно требуется, чтобы это напряжение было пропорционально sin α, cos α или самому углу поворота α. В соответствии с этим различают синусные, косинусные, синусно-косинусные и линейные вращающиеся трансформаторы. Устройство. Вращающиеся трансформаторы являются двухполюсными (в основном) или многополюсными электрическими машинами. По конструкции аналогичны асинхронным электродвигателям с фазным ротором. Статор и ротор набираются из листов электротехнической стали. В пазы статора и ротора укладываются по две взаимно перпендикулярные обмотки. Вращающиеся трансформаторы подразделяются на контактные и бесконтактные, с ограниченным и неограниченным углом поворота ротора.Для систем точного отсчёта и синхронно-следящих систем применяются дисковые приёмники и датчики — индуктосины, состоящие из плоских статора и ротора, многослойные обмотки которых выполнены в виде печатных проводников (обмотка ротора однофазная, статора — двухфазная. |
|||
|
41. Емкостные датчики, устройство, назначение, область применения? Датчик - это элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контролируемую величину (температуру, давление, частоту, силу света, электрическое напряжение, ток и т.д.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, хранения, обработки, регистрации, а иногда и для воздействия им на управляемые процессы. По принципу действия датчики можно разделить на два класса: генераторные и параметрические (датчики-модуляторы). Генераторные датчики осуществляют непосредственное преобразование входной величины в электрический сигнал. Параметрические датчики входную величину преобразуют в изменение какого-либо электрического параметра (R, L или C) датчика. По принципу действия датчики также можно разделить на омические, реостатные, фотоэлектрические (оптико-электронные), индуктивные, емкостные и д.р Емкостным датчиком называют преобразователь параметрического типа, в котором изменение измеряемой величины преобразуется в изменение емкостного сопротивления. В дальнейшем под емкостным будем понимать преобразователь, в котором используется конденсатор с двумя или несколькими электродами. Емкостные датчики можно разделить на две основные группы - датчики параметрические (недифференциальные) и датчики дифференциальные. В схемах с параметрическими датчиками происходит преобразование входной неэлектрической величины (угла поворота оси ротора датчика) в электрическую выходную величину (частоту, ток, напряжение), функционально зависящую от входной величины. В схемах с дифференциальными датчиками, включенными в следящие системы, с датчика снимается лишь сигнал рассогласования, который становится равным нулю в установившемся состоянии следящей системы. Примером параметрического емкостного датчика может служить переменная емкость, включенная в контур лампового генератора (рис. 5) . Здесь при изменении угла поворота оси ротора изменяется емкость датчика и меняется частота генератора, являющаяся выходной величиной.
Достоинства емкостных датчиков - простота, высокая чувствительность и малая инерционность. Недостатки - влияние внешних электрических полей, относительная сложность измерительных устройств. Емкостные датчики применяют для измерения угловых перемещений, очень малых линейных перемещений, вибраций, скорости движения и т. д., а также для воспроизведения заданных функций (гармонических, пилообразных, прямоугольных и т. п.).Области применения емкостных датчиков Емкостные датчики также находят применение в различных отраслях промышленности для измерения абсолютного и избыточного давления, толщины диэлектрических материалов, влажности воздуха, деформации, угловых и линейных ускорений и др. |
|||
|
43. Тахогенераторы, устройство, назначение, область применения? Тахогенератор это устройство, при вращении вала которого на его выходе вырабатывается электрическое напряжение. Величина этого напряжения пропорциональна скорости вращения вала тахогенератора. Для съёма этого напряжения традиционно применяется скользящий контакт, включающий графитовые щётки и медный коллектор. Тахогенераторы предназначены для преобразования механического вращения в напряжение. Тахогенератор предназначен для комплектации электродвигателей, работающих в регулируемых приводах постоянного тока и с другим оборудованием. Тахогенератор постоянного тока - это машина постоянного тока с независимым возбуждением или возбуждением постоянными магнитами, работающая в генераторном режиме. По конструкции он почти не отличается от машин постоянного тока. Тахогенераторы постоянного тока служат для измерения частоты вращения по значению выходного напряжения, а также для получения электрических сигналов, пропорциональных частоте вращения вала в схемах автоматического регулирования. Основными требованиями, предъявляемыми к тахогенераторам, являются: а) линейность выходной характеристики; б) большая крутизна выходной характеристики; в) малое влияние на выходную характеристику изменения температуры окружающей среды и нагрузки; г) минимум пульсаций напряжения на коллекторе. Конструкция асинхронного тахогенератора ничем не отличается от асинхронного исполнительного двигателя с полым немагнитным ротором. Как и в ИД, одна из обмоток статора подключается к сети переменного тока и называется обмоткой возбуждения (ОВ), с другой - генераторной обмотки (ГО) снимается выходное напряжение . Принцип действия асинхронного тахогенератора заключается в следующем (для упрощения качественного анализа примем полый ротор состоящим из конечного числа витков, замкнутых на торцах): при питании обмотки возбуждения переменным током частоты fВ возникает пульсирующий магнитный поток ФВ, который во вращающемся роторе индуцирует два вида ЭДС: трансформаторную ЭДС - ЕТ и ЭДС вращения - ЕВР Достоинства и недостатки тахогенераторов. Достоинствами тахогенераторов постоянного тока являются: малые габариты и масса при большой выходной мощности; отсутствие фазовой погрешности, что обусловлено работой на активную нагрузку; кроме того, в тахогенераторах с постоянными магнитами не требуется иметь вспомогательный источник электрической энергии для возбуждения. Однако по сравнению с тахогенераторами переменного тока они имеют ряд недостатков: сложность конструкции, высокую стоимость, нестабильность выходной характеристики из-за наличия скользящего контакта; пульсации выходного напряжения и радиопомехи, возникающие в результате коммутации тока щетками. |
|||
|
44. Датчики измерения ускорения, устройство, назначение и область применения? Датчик ускорения (Акселеро́метр) - прибор, измеряющий проекцию кажущегося ускорения (разность между абсолютным ускорением объекта и гравитационным ускорением, точнее ускорением свободного падения). Существуют трёхкомпонентные (трёхосевые) акселерометры, которые позволяют измерять ускорение сразу по трём осям. Некоторые акселерометры также имеют встроенные системы сбора и обработки данных. Это позволяет создавать завершённые системы для измерения ускорения и вибрации со всеми необходимыми элементами. Акселерометр может применяться как для измерения проекций абсолютного линейного ускорения, так и для косвенных[1] измерений проекции гравитационного ускорения. Последнее свойство используется для создания инклинометров. Акселерометры входят в состав инерциальных навигационных систем, где полученные с их помощью измерения интегрируют, получая инерциальную скорость и координаты носителя, при регистрации амплитуд выше собственной резонансной частоты можно измерять непосредственно собственную скорость акселерометра. Электронные акселерометры часто встраиваются в мобильные устройства (в частности, в телефоны) и применяются в качестве шагомеров, датчиков для определения положения в пространстве, автоматического поворота дисплея и других целей. Акселерометры используют в жестких дисках для активации механизма защиты от повреждений полученных в результате ударов, встрясок и падений. Акселерометр реагирует на внезапное изменение положения устройства и паркует головки жесткого диска, что позволяет предотвратить повреждение диска и потерю данных. Такая технология защиты используется в основном в ноутбуках, нетбуках и на внешних накопителях. Акселерометр в промышленной вибродиагностике является вибропреобразователем, измеряющим виброускорение в системах неразрушающего контроля и защиты. -Основными параметрами акселерометра являются -Пороговая чувствительность (разрешение) — величина минимального изменения кажущегося ускорения, которое способен определить прибор. -Смещение нуля — показания прибора при нулевом кажущемся ускорении. -Случайное блуждание — среднеквадратичное отклонение от смещения нуля. -Нелинейность — изменения зависимости между выходным сигналом и кажущимся ускорением при изменении кажущегося ускорения. |
|||
|
42. Датчики дефектоскопии древесины, устройство, назначение, область применения? ДЕФЕКТОСКОПИЯ ДРЕВЕСИНЫ (от лат. defectus — недостаток и греч. skopeo — рассматриваю, наблюдаю), совокупность физич. методов обнаружения в древесине (без её разрушения) скрытых пороков - гнилей, сучков, трещин и т. п. с установлением их местонахождения и размеров. Методы Д. д. базируются на связи физико-механич. свойств древесины и её структуры, что позволяет по отклонениям одного из легко определяемых показателей выявить скрытые дефекты. Особенно важна Д. д. круглых лесо- и пиломатериалов для их раскроя на сортименты, соответствующие требованиям стандартов. Д. д. деталей машин и элементов конструкций применяется при пооперационном контроле качества в процессе их произ-ва (напр., в производстве деталей с.-х. и др. машин). Датчики дефектоскопии древесины применяются для обнаружения местонахождения пороков древесины. По физико-механическому свойству все пороки можно разделить на две группы: пороки , изменяющие плотность древесины и изменяющие ее окраску. Плотность древесины можно определять различными пособами. 1 С помощью гамма-лучей. Гамма-лучи способны проникать сквозь толщину древесины. Применение гамма-лучей основано на изменении интенсивности потока узкого пучка лучей при прохождении его сквозь древесину. 2 Ультразвуковые. Скорость распростанения ультразвуковых колебаний зависит от плотности древесины. Следовательно для определения мест с изменяющейся плотностью древесины нужно измерить скорость распространения ультразвуковых колебаний. |
|||
|
45 Тензорезисторы, устройство, назначение и область применения? Тензорези́стор- резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от его деформации. Тензорезисторы используются в тензометрии. С помощью тензорезисторов можно измерять деформации механически связанных с ними элементов. Тензорезистор является основной составной частью тензодатчиков, применяющихся для косвенного измерения силы, давления, веса, механических напряжений, крутящих моментов и пр. Тензодатчики, как правило, приклеиваемые, состоят из: - элемента чувствительного к деформации; - тонкой плёнки, которая является изолятором и несущей основой для чувствительного элемента; - контактных площадок для присоединения выводных проводов. Элемент, чувствительный к деформации, представляет собой решётку, которая вытравлена способом фотолитографии или отштампована из очень тонкого листа металлической фольги толщиной 2,5 мкм. Конфигурация выбирается таким образом, чтобы обеспечить сопротивление равное 100 Ом при достаточно малой длине и ширине. Выпускаются датчики, длина которых меняется в диапазоне от 2 до 150 мкм. Выпускаются датчики специального назначения (мембранные датчики давления, напряжения, датчики деформации сдвига). Применяются: -Определение механических характеристик воздействия, которому подвергаются исследуемые объекты; -Выдача оценки состояния для оценки состояния этих объектов; -Долговременный мониторинг объектов в процессе эксплуатации; |
46. Пьезоэлектрические датчики, устройство, назначение и область применения? Пьезоэлектрический датчик - это измерительный преобразователь механического усилия в электрический сигнал; его действие основано на использовании пьезоэлектрического эффекта Один из вариантов конструкции П. д. давления показан на рис. Под действием измеряемого давления на внешней и внутренней сторонах пары пластин пьезоэлектрика возникают электрические заряды, причём суммарная эдс (между выводом и корпусом) изменяется пропорционально давлению. П. д. целесообразно применять при измерении быстроменяющегося давления; если давление меняется медленно, то возрастает погрешность преобразования из-за «стекания» электрического заряда с пластин на корпус. Включением дополнительного конденсатора параллельно П. д. можно уменьшить погрешность измерения, однако при этом уменьшается напряжение на выводах датчика. Основные достоинства П. д. — их высокие динамические характеристики и способность воспринимать колебания давления с частотой от десятков гц до десятков Мгц. Применяются при тензометрических измерениях, в весовых и сортировочных (по весу) устройствах, при измерениях вибраций и деформаций и т.д. Схема устройства пьезоэлектрического датчика давления: p — измеряемое давление; 1 — пьезопластины; 2 — гайка из диэлектрика; 3 — электрический вывод; 4 — корпус (служащий вторым выводом); 5 — изолятор; 6 — металлический электрод. |
47. 48 Датчики давления, устройство, назначение, область применения? Датчик давления — устройство, физические параметры которого изменяются в зависимости от давления измеряемой среды (жидкости, газы, пар). В датчиках давление измеряемой среды преобразуется в унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код. 48. Классификация усилителей? 1- Контактные (к контактным усилителям относятся: электромагнитные, магнитоэлектрические, электродинамические, индукционные и электротермические). 2 – Бесконтактные ( к бесконтактным усилителям относятся: магнитно, трмо- электрические, электромагнитные и полупроводниковые, гидравлические и пневматические) |
49. Магнитные усилители? Магнитные усилители называют электронными, устройство, которое использует магнитную проницаемость от напряженного магнитного поля. Достоинства- усилители характеризуются надежностью, высокой эксплотационными качествами, высиким коэффициентом усиления и перегрузочной способностью. Недостатки- сравнительно небольшая инерционность, сложность в осуществлении больших входных сопротивлений, повышенная чувствительность , большие габариты и вес. |
|
50. Релейный усилитель? Релейный усилитель применяется в системах охранно-пожарных сигнализаций и предназначен для отключения и подключения различных приборов, которые входят в состав охранно-пожарной сигнализации, а также для коммутации самых различных исполнительных устройств. Усилитель подключается к стандартной сети переменного тока с напряжением 220 В, или же к источнику постоянного тока, с номинальным напряжением 30 В. Потребляемый усилителем ток составляет не более 40 мА. Максимальная сила коммутируемого тока при постоянном или переменном напряжении равна 5 А. Управляет устройство подключенными к нему приборами посредством замыкания-размыкания релейных контактов. |
|||
|
52. Струйный усилитель? Струйный усилитель состоит из струйной трубки 1, плиты с приемными соплами и силового цилиндра 2. Струйная трубка закреплена на полой оси и может поворачиваться на небольшой угол. Через полую ось к струйной трубке подводится жидкость под давлением. Расстояние между осями входных отверстий 2,5 мм, так что полный ход конца трубки составляет 1,25 мм в обе стороны. Приемные сопла плитки соединены с полостями сервопривода исполнительного механизма. Принцип работы струйного усилителя заключается в том, что кинетическая энергия струи масла, направляемая в сопло, преобразуется в потенциальную энергию давления; величина и направление результирующего давления на поршень сервопривода зависят от положения струйной трубки, от соблюдения соосности трубки и сопла. |
|||
|
51. Золотниковый усилитель? Основными элементами усилителя являются гильза 1 и поршень-шток 2 буртик 3. Рабочая среда от источника питания подаётся насосом под давлением в среднюю полость золотника. Если буртики поршня находятся в среднем положении относительно окон в гильзе (или перекрывают их), то исполнительный механизм (в виде цилиндра двойного действия) не приводится в движение. При изменении измеряемой или регулируемой величины поршень усилителя перемещается (от чувствительного элемента ЧЭ прибора). При этом открывается одно из окон и рабочая среда, поступая в исполнительный механизм, приводит его в движение. В обычных САУ поршень золотника можно непосредственно подключить к чувствительному элементу. |
|||
|
53, 54 Усилитель сопло заслонка?; Игольчатый усилитель? |
55. Классификация исполнительных механизмов с электродвигателями? И.м. – устройства выполняющие команды регуляторов и отвечающие за конечный результат системы управления. Электрическим исполнительным механизмом в системах управления обычно называют устройство, предназначенное для перемещения рабочего органа в соответствии с сигналами, поступающими от управляющего устройства. Рабочими органами могут быть различного рода дроссельные заслонки, клапаны, задвижки, шиберы, направляющие аппараты и другие регулирующие и запорные органы, способные производить изменение количества энергии или рабочего вещества, поступающего в объект управления. При этом перемещение рабочих органов может быть как поступательным, так и вращательным в пределах одного или нескольких оборотов. Следовательно, исполнительный механизм с помощью рабочего органа осуществляет непосредственное воздействие на управляемый объект. Все электрические исполнительные механизмы, нашедшие широкое применение в самых различных отраслях современной техники автоматизации производственных процессов, можно разделить на две основные группы: 1) электромагнитные, 2) электродвигательные. К первой группе относятся прежде всего соленоидные электроприводы, предназначенные для управления различного рода регулирующими и запорными клапанами, вентилями, золотниками и т. п. Сюда же можно отнести исполнительные механизмы с различными видами электромагнитных муфт. Характерная особенность электрических исполнительных механизмов этой группы состоит в том, что необходимое для перестановки рабочего органа усилие создается за счет электромагнита, являющегося неотъемлемой частью исполнительного механизма. Для целей регулирования соленоидные механизмы обычно применяются только в системах двухпозиционного регулирования. В системах автоматического управления в качестве исполнительных элементов часто используются электромагнитные муфты, которые подразделяются на муфты трения и муфты скольжения. Ко второй, наиболее распространенной в настоящее время группе относятся электрические исполнительные механизмы с электродвигателями различных типов и конструкций. Наиболее распространены магнитоэлектрические двигатели, которые по типу потребляемой энергии подразделяется на две большие группы — на двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока (также существуют универсальные двигатели, которые могут питаться обоими видами тока). |
||
|
58. Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока? Асинхронный электродвигатель, электрическая асинхронная машина для преобразования электрической энергии в механическую. Принцип работы А. э. основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля, возникающего при прохождении трёхфазного переменного тока по обмоткам обмоткам статора, с током, индуктированным полем статора в обмотках ротора, в результате чего возникают механические усилия, заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля при условии, что частота вращения ротора n меньше частоты вращения поля n1 .Т. о., ротор совершает асинхронное вращение по отношению к полю. Двигатель имеет две основные части: неподвижную – статор и вращающуюся – ротор. Статор состоит из корпуса, представляющего собой основание всего двигателя. Он должен обладать достаточной механической прочностью и выполняется из стали, чугуна и алюминия В корпус вмонтирован сердечник статора, представляющий собой полый цилиндр, на внутренней поверхности которого имеются пазы с обмоткой статора. Часть обмотки, находящейся вне пазов, называется лобовой; она отогнута к торцам сердечника статора. Обмотка статора выполняется в основном из изолированного медного провода круглого или прямоугольного сечения. Обмотка статора состоит из трех отдельных частей, называемых фазами. Фазы могут быть соединены между собой звездой или треугольником. Как правило, начала обмоток на схемах обозначаются буквами А, В, С, концы – X, Y, Z. На корпусе двигателя имеется доска с зажимами, с помощью которых обмотка присоединяется к трехфазной сети. К каждому зажиму подключен соответствующий вывод обмотки. Для зажимов приняты следующие обозначения: зажимы, к которым подключены начала обмоток, обозначают буквами С1, С2 и С3, концы обмоток – соответственно С4, С5 и С6. Сердечник ротора представляет собой цилиндр, собранный из отдельных листов электротехнической стали, в котором имеются пазы с обмоткой ротора. Обмотки ротора бывают двух видов – короткозамкнутые и фазные. Соответственно этому различают асинхронные двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором (с контактными кольцами). Короткозамкнутая обмотка состоит из стержней, расположенных в пазах, и замыкающих колец. Стержни присоединены к замыкающим кольцам, в результате чего обмотка оказывается короткозамкнутой. Вал ротора изготовлен из стали и вращается в шариковых или роликовых подшипниках. Подшипники укреплены в подшипниковых щитах, которые изготовлены из чугуна или стали и прикрепляются к корпусу болтами. |
|||
|
57. Двухфазные двигатели переменного тока? Двухфазный двигатель — электрический двигатель с двумя обмотками, сдвинутыми в пространстве на 90°. При подаче на двигатель двухфазного напряжения, сдвинутого по фазе на 90°, образуется вращающееся магнитное поле. Короткозамкнутый ротор двигателя обычно изготавливается в виде «беличьего колеса». Обычно число стержней короткозамкнутого ротора не связано с числом пар полюсов статора, то есть при двух парах полюсов статора число стержней ротора может быть например 14 штук. Они расположены в пазах магнитопровода статора так, что их магнитные оси образуют угол 90 эл. град. Эти фазы обмотки статора отличаются друг от друга не только числом витков, но и номинальными напряжениями и токами, хотя при номинальном режиме двигателя полные мощности их одинаковы. Рис. 3. Схемы включения двухфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором: а – с постоянно присоединенным конденсатором, б - с рабочим и пусковым конденсаторами. В одной из фаз обмотки статора постоянно находится конденсатор Ср (рис. 3, а), который в условиях номинального режима двигателя обеспечивает возбуждение кругового вращающегося магнитного поля. Напряжение на зажимах конденсатора Uc, включенного последовательно с фазой обмотки статора двухфазного асинхронного двигателя, при круговом вращающемся магнитном поле выше напряжения сети U и определяется так: Uc = U √1 + n2 Переход к нагрузке двигателя, отличной от номинальной, сопровождается изменением вращающегося магнитного поля, которое вместо кругового становится эллиптическим. Для повышения начального пускового момента параллельно рабочему конденсатору Ср включают пусковой конденсатор Сп (рис. 3, б), емкость которого намного больше емкости рабочего конденсатора и зависит от кратности начального пускового момента, которая может быть доведена до двух и более. |
|||
|
56. Исполнительные механизмы с двигателями постоянного тока? Электродвигательные исполнительные механизмы обычно состоят из двигателя, редуктора и тормоза (последнего иногда может и не быть). Сигнал управления поступает одновременно к двигателю и тормозу, механизм растормаживается и двигатель приводит в движение выходной орган. При исчезновении сигнала двигатель выключается, а тормоз останавливает механизм. Исполнительные механизмы с управляемыми двигателями в свою очередь можно разделить по способу построения системы управления на механизмы с контактным и бесконтактным управлением. Включение, отключение и реверсирование электродвигателей исполнительных механизмов с контактным управлением производится с помощью различной релейной или контактной аппаратуры. Это определяет основную отличительную особенность исполнительных механизмов с контактным управлением: у таких механизмов скорость выходного органа не зависит от величины управляющего сигнала, подаваемого на вход исполнительного устройства, а направление перемещения определяется знаком (или фазой) этого сигнала. В большинстве исполнительных механизмов, предназначенных для работы в схемах с контактным управлением, используются реверсивные электродвигатели. Применение электродвигателей вращающихся только в одну сторону, весьма ограничено, но все же имеет место. Бесконтактные электрические исполнительные механизмы отличаются повышенной надежностью и позволяющие относительно просто получать как постоянную, так и переменную скорость перемещения выходного органа. Для бесконтактного управления исполнительными механизмами используются электронные, магнитные или полупроводниковые усилители, а также их сочетание. При работе управляющих усилителей в релейном режиме скорость перемещения выходного органа исполнительных механизмов постоянна. Как электрические исполнительные механизмы с контактным управлением, так и бесконтактные можно подразделять также по следующим признакам. По назначению: с вращательным движением выходного вала — одиооборотные; с вращательным движением выходного вала — многооборотпые; с поступательным движением выходного вала — прямоходпые. По характеру действия: позиционного действия; пропорционального действия. По исполнению: в нормальном исполнении, в специальном исполнении (пылеводозащищенном, взрывозащищениом, тропическом, морском и т. п.). |
|||
|
59. Исполнительные механизмы с приводом от электромагнитных муфт? Исполнительные механизмы - предназначены для преобразования управляющих (командных) сигналов в регулирующие воздействия на объект управления. Практически все виды воздействий сводятся к механическому, т. е. к изменению величины перемещения, усилия к скорости возвратно-поступательного или вращательного движения. Исполнительные устройства являются последним звеном цепи автоматического регулирования и в общем случае состоят из блоков усиления, исполнительного механизма, регулирующего и дополнительных (обратной связи, сигнализации конечных положений и т. п.) органов. В зависимости от условий применения рассматриваемые устройства могут существенно различаться между собой. К основным блокам исполнительных устройств относят исполнительные механизмы и регулирующие органы. Электромагнитные муфты являются исполнительными элементами современных быстродействующих электроприводов. Муфты обеспечивают передачу вращения от ведущего вала (двигателя) к ведомому валу приводимого механизма. Находят применение в основном три вида электромагнитных муфт: гистерезисные, порошковые и фрикционные. Электромагнитные муфты обеспечивают плавное регулирование передаваемого момента и частоты вращения, ограничение передаваемого момента, плавность процесса пуска, изменение направления вращения, торможение. Наиболее важные выполняемые функции — передача и регулирование вращающего момента, при этом в следящих системах электромагнитные муфты выполняют функции усилителя мощности. Преимуществом порошковых муфт является их быстродействие, оно в 10 — 15 раз выше, чем у фрикционных электромагнитных муфт. Гистерезисные муфты отличаются стабильностью параметров во времени, большой долговечностью, относительно меньшими габаритными размерами по сравнению с фрикционными и порошковыми муфтами. |
|||
|
33. Назовите достоинства и недостатки статического и астатического регулирования? Если на управляемый процесс действует возмущение f, то важное значение имеет статическая характеристика САУ в форме y = F(f) при yo = const. Возможны два характерных вида этих характеристик (рис.19). В соответствии с тем, какая из двух характеристик свойственна для данной САУ, различают статическое и астатическое регулирование. Достоинства и недостатки статического и астатического регулирования: статические регуляторы обладают статической ошибкой; астатические регуляторы статической ошибки не имеют, но они более инерционны, сложны конструктивно и более дороги. |
|||
|
31. Что называется статической ошибкой регулятора, как ее уменьшить? Статические регуляторы работают при обязательном отклонении e регулируемой величины от требуемого значения. Это отклонение тем больше, чем больше возмущение f. Это заложено в принципе действия регулятора и не является его погрешностью, поэтому данное отклонение называется статической ошибкой регулятора. Из рис.21 видно, что, чем больше коэффициент передачи регулятора Kр, тем на большую величину откроется заслонка при одних и тех же значениях e, обеспечив в установившемся режиме большую величину потока Q. Это значит, что на статической характеристике одинаковым значениям e при больших Kр будут соответствовать большие значения возмущения Q, статическая характеристика САУ пойдет более полого. Поэтому, чтобы уменьшить статическую ошибку надо увеличивать коэффициент передачи регулятора. Того же результата можно добиться, увеличивая коэффициент передачи объекта управления. |
32. Что называется статизмом САР? Статизм- величина относительной статической ошибки при изменении нагрузки от холостого хода до номинально Fном. Статизм d, САР, характеризует насколько сильно значение регулируемой величины отклоняется от требуемого значения при действии возмущений, и равна тангенсу угла наклона статической характеристики, построенной в относительных единицах: d = tg(a) = (рис.22), где y = yн, f = fн - точка номинального режима САУ. При достаточно больших значениях Kp имеем d 1/Kp. |
||
|
1-20 1. Что называется управлением? 2. Что называется автоматическим управлением? 3. Что называется системой автоматического управления? 4. Что является основной задачей автоматического управления? 5. Что называется объектом управления? 6. Что называется управляемой величиной? 7. Что называется управляющим органом? 8. Что называется чувствительным элементом? 9. Что такое входная и выходная величины? 10. Что называется управляющим воздействием? 11. Что называется возмущением? 12. Что называется отклонением от заданной величины? 13. Что называется управляющим устройством? 14. Что называется задающим устройством? 15. Что называется функциональной схемой и из чего она состоит? 16. В чем отличие сигнала от физической величины? 17. В чем суть принципа разомкнутого управления? 18. В чем суть принципа компенсации? 19. В чем суть принципа обратной связи? 20. Перечислите достоинства и недостатки принципов управления? |
21-40 21. В чем отличие систем прямого и непрямого регулирования? 22. Перечислите и дайте краткую характеристику основных видов САУ? 23. Что называется статическим режимом САУ? 24. Что называется статическими характеристиками САУ? 25. Что называется коэффициентом передачи, в чем отличие от коэффициента усиления? 26. В чем отличие нелинейных звеньев от линейных? 27. Как построить статическую характеристику нескольких звеньев? 29. В чем отличие астатического регулирования от статического? 30. Как сделать статическую САР астатической? 31. Что называется статической ошибкой регулятора, как ее уменьшить? 32. Что называется статизмом САР? 33. Назовите достоинства и недостатки статического и астатического регулирования? 34. Cхемы управления электродвигателями? 35. Конечные выключатели, устройство, назначение, область применения? 36. Индуктивные датчики, устройство, назначение, область применения? 37. Реостатные и потенциометрические датчики, устройство, назначение, область применения? 38. Фотоэлектрические датчики, устройство, назначение, область применения? 39. Сельсины, устройство, назначение, область применения? 40. Вращающиеся трансформаторы, устройство, назначение, область применения? |
41-59 41. Емкостные датчики, устройство, назначение, область применения? 42. Датчики дефектоскопии древесины, устройство, назначение, область применения? 43. Тахогенераторы, устройство, назначение, область применения? 44. Датчики измерения ускорения, устройство, назначение, область применения? 45. Тензорезисторы, устройство, назначение, область применения? 46. Пьезоэлектрические датчики, устройство, назначение, область применения? 47. Датчики давления, устройство, назначение, область применения? 48. Классификация усилителей? 49. Магнитные усилители? 50. Релейные усилители? 51. Золотниковый усилитель? 52. Струйный усилитель? 53. Усилитель сопло-заслонка? 54. Игольчатый усилитель? 55. Классификация исполнительных механизмов с электродвигателями? 56. Исполнительные механизмы с двигателями постоянного тока? 57. Двухфазные двигатели переменного тока? 58. Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока? 59. Исполнительные механизмы с приводом от электромагнитных муфт? |