Характеристика управления усилителя

При уменьшении управляющего напряжения u_y время пребывания дросселей в насыщенном состоянии уменьшается, уменьшается ширина (по основанию) импульсов рабочего тока. Если изменить полярность управляющего сигнала, то изменится только порядок насыщения дросселей. Характер изменения во времени рабочего тока останется прежним. Не изменится ни величина, ни фаза рабочего тока. Ток в нагрузке переменный, но не синусоидальный и

w_pI_p= w_yI_y (5.7)

где I_p - среднее значение тока, определяемое по формуле (5.2); I_у - среднее значение тока управления.

Равенство (5.7) называют основным соотношением магнитного усилителя. Ему соответствует характеристика управления (см. п. 1.6.3) магнитного усилителя, аналогичная по форме характеристике дросселя, показанной на рис. 5.20. Поскольку реальная кривая намагничивания стали сердечника все же отличается от «идеальной кривой», показанной на рис. 5.18, характеристика управления магнитного усилителя приобретает вид, как на рис. 5.23.

Динамические свойства магнитного усилителя зависят от сопротивления цепи управления переменному току. Если это сопротивление велико, то рабочая обмотка практически не оказывает влияния на входной сигнал. Если же сопротивление мало, то наводимые в обмотках ЭДС приводят к запаздыванию рабочего тока i_р относительно входного сигнала u_y при изменении его уровня.

Глава 6

РЕЛЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ УПРАВЛЕНИЯ

Общие сведения

Реле– это электромеханические или статические аппараты (см. п. 1.9), которые предназначены для коммутации электрических цепей в схемах автоматизированного управления технологическими установками, электрическими сетями и системами [1]. Под реле понимают такой электроаппарат, в котором при плавном изменении управляющего (входного) параметра до определенной наперед заданной величины происходит скачкообразное изменение управляемого (выходного) параметра [10].

Для конкретизации определения реле как электроаппарата (см. п. 1.1) будем исходить из следующих положений:

• объектом управления реле (см. п. 1.1.3) является электрическая цепь или несколько электрических цепей, причем эти цепи слаботочные, они относятся к электрическим цепям управления²⁸;

• электромеханическое реле воздействует на электрическую цепь путем коммутации электрической цепи своими коммутирующим контактом (см. п. 2.1, п. 2.2), статическое реле производит коммутацию электрической цепи с помощью электронного ключа (см. п. 4.3, п. 4.4); коммутирующий контакт или электронный ключ реле называют коммутирующим элементом;

• управляющее воздействие х (см. п. 1.1.2) на входе реле может быть электрическим, механическим, оптическим (электромагнитные волны) или иной природы; входная переменная х(t) определяет, как правило, название реле, например, реле напряжения, реле скорости, фотореле и т.п.;

• выходная переменная реле – электрическое сопротивление, создаваемое коммутирующим элементом в электрической цепи (см. п. 1.5.1);

• характеристика управления реле (см. 1.6.3) существенно нелинейная (см. п. 1.6.2); это аппарат прерывистого управления, который изменяет коэффициент к_Рпередачи энергии по электрической цепи (см. п. 1.5) практически от 0 до 1, например, при срабатывании реле и от 1 до 0 при отпускании реле;

• реле срабатывает, изменяя выходную переменную (сопротивление в цепи), когда при положительной производнойdх(t)/dt>0 значение входной переменной х(t)>0 достигает определенной величины х_ср, называемой параметром срабатывания;

• реле отпускает (после срабатывания), когда при отрицательной производной dх(t)/dt<0 значение входной переменной х(t)>0 достигает величины х_от, называемой параметром отпускания (х_от≤ х_ср).

По времени срабатывания τ_ср или времени отпускания τ_от все реле тока и напряжения подразделяют на быстродействующие (τ_ср<50 мс) и нормальные (τ_ср=50…250 мс). Реле с временем срабатывания более 250 мс называют реле времени.

Среди электромеханических реле получили наибольшее распространение электромагнитные реле. В состав таких реле кроме коммутирующих контактов входит электромагнитный привод (см.п. 3.3). В соответствии с видом привода (см. п. 3.4, п. 3.5, п.3.6) выделяют реле постоянного тока, поляризованные реле и реле переменного тока. За первой и третьей группами реле закрепилось название «нейтральные реле». Их работа не зависит от направления тока в обмотке катушки электромагнитного привода. Работа поляризованных реле зависит от направления тока в витках катушки.

В контактных системах электромеханических реле не предусматриваются дугогасительные устройства.

В отличие от электромеханических реле, статические реле не имеют подвижных частей (см. п. 1.9) и коммутирующих контактов. Наибольшее распространение среди статических реле получили электронные твердотельные реле постоянного тока, переменного тока, реле общего назначения.

В некоторых реле конструктивно и функционально совмещены электронные компоненты, например, цифровой системы управления (см. п. 4.1) с малогабаритными электромагнитными реле. Электромагнитное реле в таком комбинированном реле используется в качестве выходного устройства. Коммутация электрических цепей осуществляется контактами электромагнитного реле.

В электроприводе с помощью реле реализуют определенные программы управления электродвигателем, например, пуск двигателя в функции времени, пуск в функции скорости и др. Реле используются также для защиты двигателей и других элементов электроприводов при возникновении ненормальных режимов работы.

Реле напряжения, так называемые промежуточные реле,применяют для размножения сигналов управления, то есть для увеличения числа коммутирующих контактов, если количество контактов какого-либо реле или вспомогательных контактов контактора в схеме управления недостаточно или допустимый ток на контактах слишком мал. При необходимости увеличения времени срабатывания или времени отпускания реле более 250 мс применяют реле времени.