Курсовая работа: Преимущества и недостатки магнитных усилителей

Магнитный поток постоянного магнита разветвляется по двум параллельным ветвям в виде потоков ФП1 и ФП2. Благодаря меньшему воздушному зазору слева поток ФП1 превышает поток ФП2 на ДФП, удерживая якорь в левом положении. При пропускании тока через обмотки катушек создается магнитный поток ФК, замыкающийся через сердечник по двум параллельным ветвям: через нейтральный и поляризованный якоря. Нейтральный якорь под действием этого потока притягивается. Поток постоянного магнита ФП2 и поток, создаваемый обмоткой катушки ФК, складываются с правой стороны и вычитаются с левой. Усилие, создаваемое суммарным потоком ФП2+ФК, превышает усилие, создаваемое с левой стороны потоком ФП1-ФК, поэтому поляризованный якорь переключается в правое положение, замыкая общие контакты поляризованного якоря с переведенными. После выключения тока поляризованный якорь остается в правом положении, так как теперь благодаря уменьшению воздушного зазора справа и увеличению слева поток ФП2 будет превышать поток ФП1 на ДФП. Усилие, создаваемое потоком ДФП, будет удерживать поляризованный якорь в правом положении. Для того чтобы поляризованный якорь перебросился в первоначальное (левое) положение, необходимо через обмотки реле пропустить ток другого направления. Таким образом, в комбинированном реле, как и в поляризованном, осуществляется сравнение двух потоков: постоянного магнита и потока, создаваемого катушками при пропускании по ним тока.

В одном из сердечников в зависимости от направления тока в катушках эти потоки складываются, а в другом вычитаются. Поляризованный якорь переключается в сторону сердечника, в котором складываются магнитные потоки. Зазор между нейтральным якорем и полюсами обеспечивается упорным штифтом на якоре. Таким же образом обеспечивается зазор между полюсами и поляризованным якорем. Всем комбинированным реле присущ недостаток, заключающийся в том, что при изменении полярности тока в обмотках изменяется направление магнитного потока, и в момент его прохождения через нулевое значение реле отпускает нейтральный якорь. Этот недостаток ограничивает область применения комбинированных реле. Если использовать комбинированное реле для управления огнями трехзначного светофора, то при смене желтого огня на зеленый или наоборот происходит проблеск красного огня на светофоре. Исключить этот недостаток схемным способом замедления на отпускание (например, с помощью конденсаторов) не представляется возможным, так как при смене полярности тока прохождение его через нулевое значение неизбежно. Комбинированные реле в части работы нейтрального якоря и связанных с ним контактов отвечают требованиям, предъявляемым к реле I класса надежности. Правильную работу контактов поляризованного якоря необходимо проверять схемным путем, так как в части работы поляризованного якоря комбинированные реле не отвечают требованиям реле I класса надежности.

4. Реле переменного тока

В устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики применяют двухэлементные секторные реле переменного тока ДСШ. Эти реле используются в качестве путевых в рельсовых цепях переменного тока частотой 25 и 50 Гц. По принципу действия двухэлементные секторные реле относятся к индукционным. Магнитная система реле выполняется на сердечниках из листовой стали для уменьшения потерь на гистерезис. Эти реле относятся к реле I класса надежности, а по времени срабатывания - к нормальнодействую-щим. Двухэлементное секторное реле ДСШ со штепсельным включением состоит из электромагнитной системы, представляющей собой два разных по назначению железных сердечника с намотанными на них обмотками. Один из них называется местным элементом, другой - путевым элементом. Эти элементы располагаются симметрично относительно друг друга Местный элемент состоит из Ш-образного сердечника с обмоткой которая подключается к местному источнику переменного тока напряжением 110-220 В. Путевой элемент состоит из сердечника с обмоткой которая подключается через рельсовую цепь к путевому трансформатору ПТ. Между полюсами сердечников местного и путевого элементов располагается алюминиевый сектор, который вращается на оси и при помощи коромысла и тяги управляет контактной системой . В реле имеются упорные ролики , ограничивающие движение сектора соответственно вниз и вверх.

Работа реле основана на взаимодействии магнитных потоков обмоток местного и путевого элементов с вихревыми токами в подвижном алюминиевом секторе. Когда один или оба элемента реле находятся без тока, то сектор под действием собственного веса находится в крайнем нижнем положении и своим ребром нажимает на нижний упорный ролик . При прохождении переменного тока по катушке местного элемента магнитный поток, созданный током местного элемента, пересекая сектор, наводит в нем э.д.с, отстоящую по фазе на 90° от вызвавшего его потока. В результате этого в секторе возникают вихревые токи, которые проходят под полюсами путевого элемента, вступают во взаимодействие с его магнитным потоком и создаю! вращающий момент, стремящийся повернуть сектор. К аналогичным результатам приводит взаимодействие вихревых токов, созданных магнитным потоком путевого элемента, с магнитным потоком местного элемента. Для приведения сектора во вращение в направлении его подъема необходимо создать определенный сдвиг фаз между магнитными потоками местного и путевого элементов или между их токами. Таким образом, максимальный вращающий момент будет при угле сдвига (р = 90° между.токами или магнитными потоками в местном и путевом элементах. Этот вращающий момент перемещает сектор в верхнее положение. Вместе с сектором поворачиваются коромысло и тяга , которая переключает контакты : размыкает тыловые Т и замыкает фронтовые Ф. При выключении тока в путевом элементе магнитный поток исчезнет, и под действием собственного веса сектор опустится вниз и возвратит контакты в исходное положение: разомкнет фронтовые Ф и замкнет тыловые Т.

Основным достоинством реле ДСШ является надежная фазовая избирательность, поэтому эти реле называют фазочувстви-тельными. Свойство избирательности надежно исключает ложное срабатывание фазочувствительного путевого реле от источника питания смежной рельсовой цепи при замыкании изолирующих стыков, так как путевые обмотки реле включаются таким образом, чтобы положительный вращающий момент и подъем сектора вверх происходил только от тока своей рельсовой цепи. Кроме того, фазочувствительные реле обеспечивают надежную защиту от влияния помех тягового тока, отличающихся по частоте от тока сигнальной частоты всего на несколько герц. Фазочувствительные реле срабатывают от тока той только частоты, что и частота тока в обмотке местного элемента, при определенных фазовых соотношениях между ними. Вывод ) В процессе подготовки реферата были исследованы реле железнодорожной автоматики, классификация, характеристики, устройства. ) Проведя работу по исследованию реле, а также его роль в автоматизации управления на железной дороге можно сделать нижеперечисленные выводы: реле имеет высокую надежность работы в сложных климатических условиях; полный электрический разрыв коммутируемых цепей при разомкнутых контактах, и малое, стабильное переходное сопротивление при замкнутых контактах; отсутствие гальванической связи между управляющими и выходными цепями, а также возможность одновременно коммутировать несколько независимых электрических цепей с различными напряжениями и токами; простота эксплуатации, не требующая для обслуживания высококвалифицированного персонала и применения сложных и дорогостоящих измерительных приборов; высокая помехозащищенность от атмосферных разрядов, тяговых токов, воздействия радиации, резких колебаний питающих напряжений. ) в данной работе были представлены различные типы реле, а также их классификация. На данный момент железнодорожный транспорт почти полностью управляется реле. Сейчас многие станции планируют перейти на микропроцессорные схемы, но некоторые станции, в частности Нижнеднепровск узел, пока не хотят переходить. Это обусловлено тем, что микропроцессорные схемы тяжелые в своей логике, и в них практически невозможно найти неполадку без специального оборудования. И потому релейные установки играют большую роль в автоматизации и развитии железной дороги.

Список литературы

Основы железнодорожной автоматики и телемеханики [Текст]: учебное пособие для вузов / Ю.И. Полевой - Самара: СамГАПС, 2006. - 100 с.: ил.; 21 см - Библиогр.: с. 91. .

Основы автоматики и телемеханики. Под общ. ред. С.А. Гинзбурга. Изд. 4-е, переработ. М., «Энергия», 1968. 512с. С илл. Перед загл., авт: С.А. Гинзбург, И. Я. Лехтман, В.С. Малов. .

Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном траспорте: Учебник для вузов ж.д. трансп. А.А. Устинский, Б.М.. Степенский, Н.А Цыбуля и др. М.: Транспорт, 1985.-439 с.

35.03.06

3 курс 1 группа Хапкинов Н.И

Задача №1

1 Разомкнутые системы регулирования имеют АФЧХ, изображенные на рис.1. Какая из систем в замкнутом состоянии будет устойчивой.

рис.1

Ответ : 3

Задача №2

1. Динамику какого звена описывает передаточная функция W(р) =?

колебательного

дифференцирующего

апериодического (инерционного)

интегрирующего

Ответ : 3

Задача №3

1.Принцип действия электропсихрометров основан на:

1)изменении активного сопротивления полупроводниковой пластины при изменении влажности воздуха

использовании двух термометров: сухого и влажного

зависимости линейных размеров первичного преобразователя от влажности среды использовании двух влажных термометров

Ответ : 2

Задача №4

1 Что называется переходной характеристикой?

зависимость выходного сигнала от входного

графическое изображение выходного сигнала как функции времени при ступенчатом входном сигнале

годограф АФЧХ

график АЧХ

Ответ : 1

Задача №5

1. Какова допустимая разрывная мощность контактов ртутного

контактного термометра

1)<1Вт;

2)<10Вт

3)<15Вт

4) <25Вт

Ответ : 1

Задача №6

1. Для чего устанавливают короткозамкнутый виток на магнитопроводе электромагнитного исполнительного механизма переменного тока?

для повышения КПД

для устранения вибрации якоря

для увеличения тягового усилия

для охлаждения магнитопровода.

Ответ : 2

Задача №7

1.Как изменится сопротивление металлического терморезистора с увеличением температуры?

увеличивается

уменьшается

не меняется

изменение зависит от материала

Ответ : 1

Задача №8

Для чего применяется обмотка смещения в магнитных усилителях?

1)для увеличения мощности

2)для увеличения КПД

3)для расширения диапазона входного сигнала

4)для создания реверсивного режима работы

Ответ : 1

Задача №9

1. АФЧХ выражает:

зависимость амплитуды выходного сигнала от фазы

зависимость амплитуды от частоты.

зависимость фазы от частоты.

зависимость амплитуды и фазы от частоты в комплексной форме.

Ответ : 1

Задача №10

1. Передаточная функция звена чистого запаздывания имеет вид:

1) W(р) = е-рф

2) W(р) = фр

3) W(p) =

4) W(p) =

Ответ : 1

магнитный усилитель реле запаздывание

Задача №11

1. Большей чувствительностью обладает схема с:

одной термопарой

с двумя и более термопарами, включенными последовательно встречно

с двумя и более термопарами, включенными последовательно согласно

с термопарами, включенными параллельно

Задача №12

1.Передаточная функция звена в общем виде запишется:

1) W(p) =

2) W(p) =

3) W(p) =

4) W(p) =

Ответ : 2

Задача №13

1. Статической характеристикой элемента САУ называют зависимость:

входной величины от выходной

выходной величины от времени

выходной величины от входной

входной величины от времени

Ответ : 3

Задача №14

1. К алгебраическим критериям устойчивости относится критерий:

Михайлова

Гурвица

Найквиста

Логарифмический

Ответ : 2

Задача №15

1. Характеристическое уравнение САУ имеет вид

4р4 + 7р3 + 5р2 +3р + 1 = 0

при определении устойчивости по критерию Михайлова годограф должен последовательно проходить против часовой стрелки

3 квадранта комплексной плоскости

1 квадрант

2 квадранта

4 квадранта

Ответ : 1

Задача №16

1. Основная сложность измерения уровня сыпучих материалов заключается в том, что:

большинство с.-х. сыпучих материалов обладает значительным электрическим сопротивлением

при загрузке возможны повреждения чувствительных элементов датчиков, а при опорожнении- налипание материала на стенках

ряд материалов обладает плохой сыпучестью

с.-х. материалы обладают высокой влажностью

Ответ : 2

Задача №17

1. Какое звено описывается уравнением Ty'(t)+y(t)=Kx(t)?

инерционное

колебательное

интегрирующее

консервативное

Ответ : 1

Задача №18

1. Точкой статической характеристики металлического терморезистора, где его чувствительность максимальна, является:

R 1) точка А

А 2) точка Б

3) в точках А и Б чувствительность одинакова

Б 4) нет вариантов

T

Ответ : 4

Задача №19

1. Величина ЭДС термопары определяется:

температурой спая

разностью температур спая и свободных концов, присоединенных к измерительному прибору

суммой температур спая и свободных концов, присоединенных к измерительному прибору

отношением температур спая и свободных концов, присоединенных к измерительному прибору

Ответ : 2