Усилители и реле

Усилители.Элементы систем автоматики и телемеханики, используемые для измерения или сравнения каких-либо параметров, обычно имеют на своем выходе сигналы очень малых мощностей. Поэтому такие сигналы приходится предварительно усиливать, а затем направлять в систему.

Устройство, позволяющее осуществлять регулирование мощности в нагрузке с мощностью тока, напряжения или другого управляющего сигнала, получаемого от независимого источника значительно меньшей мощности, называется усилителем.

Широкое применение нашли электромашинные, магнитные, электронные, механические, пневматические и гидравлические усилители.

С помощью усилителей можно увеличивать один из заданных параметров электрических сигналов (мощность, напряжение, ток) без изменения его формы.

Коэффициентом усиления называется число, показывающее во сколько раз усиливаемый параметр на выходе усилителя больше того же параметра на входе усилителя К_u = U_вых/U_вх, а для коэффициента усиления мощности

где U_вых, U_вх – переменные составляющие выходного и входного напряжения;

R_вх, R_н – входное и нагрузочное сопротивления.

Электромашинные усилители. Электромашинные усилители (ЭМУ) используются обычно для усиления относительно малых мощностей, подаваемых в обмотки управления (возбуждения). При этом усилителями являются генераторы постоянного тока малой мощности специального исполнения.

Для ЭМУ выходной мощностью 0,1-25 кВт необходима управляющая мощность порядка 0,25-5,0 Вт при наличии нескольких управляющих обмоток.

По способу возбуждения ЭМУ могут быть:

– с самовозбуждением (параллельным или последовательным);

– с поперечным полем возбуждения.

Простейшим ЭМУ является обычный генератор постоянного тока с обмоткой независимого возбуждения и вращающиеся с постоянной скоростью вспомогательным двигателем.

Магнитные усилители. Магнитным усилителем называется электромагнитное устройство, использующее ферромагнитные элементы для усиления или преобразования различных сигналов. При этом к ферромагнитным элементам относятся дроссели насыщения и трансформаторы с ферромагнитными сердечниками.

Конструктивно магнитный усилитель представляет собой сердечник из листового ферромагнитного материала, на который намотаны обмотки переменного тока и подмагничивания.

Принцип действия магнитного усилителя основан на свойстве дросселя насыщения изменять свою индуктивность под влиянием подмагничивания постоянным током.

Электронные усилители. Электронные усилители применяются для усиления тока, напряжения, мощности.

Различают усилители переменного и постоянного тока. Если коэффициент усиления одного каскада не достаточен, то используется многокаскадный усилитель.

Механические и гидравлические усилители. Примеры механических усилителей: рычажные устройства, кулачковые механизмы, ременные и зубчатые передачи, фрикционные вариаторы. Входной и выходной величинами механических усилителей являются перемещения, следовательно, не производится преобразование энергии.

Гидравлические усилители преобразуют энергию потока жидкости в механическую энергию (перемещение поршня, поворот лопасти и др.). Рабочей средой гидравлических усилителей являются жидкости: минеральные масла, спиртоглицериновые смеси, вода и др.

Гидравлические усилители осуществляют перемещение золотника или другого управляющего устройства гидравлического исполнительного механизма, благодаря чему усиливается мощность входного сигнала.

Гидравлический усилитель состоит из двух основных элементов – управляющего и исполнительного. Управляющий элемент: дроссель, золотник и др. Исполнительный элемент: обычно поршень исполнительного механизма.