филиал в г. Северодвинске Архангельской области

 

Лабораторная работа № 14

Определение статической характеристики электрогидравлического

преобразователя - звена САР ГТЗА

 

Цель работы

 

Построение статической характеристики ЭГП и изучение влияния напряжения поляризации и степени натяга задающих пружин на крутизну и зону нечувствительности статической характеристики ЭГП.

 

Описание лабораторной установки

 

Электрогидравлический преобразователь состоит из двух основных блоков: поляризованного реле и струйного усилителя (см. рис.34).

Поляризованное реле отличается тремя особенностями: быстродействием, высокой чувствительностью и способностью реагировать на направление управляющего сигнала (тока в управляющей обмотке). Это достигается благодаря включению в магнитную цепь реле постоянного (поляризующего) магнитного потока.

Поляризованный ЭГП состоит из магнитопровода 2, якоря 4, шарнирно прикрепленного с одного конца к магнитопроводу, двух обмоток возбуждения (поляризации) 1 и 6, расположенных на стержнях магнитопровода, обмоток управления 3 и 5, удерживающих пружин (показаны как задающие пружины на рис.36), степень натяга которых может меняться, что позволяет изменить площадь петли гистерезиса статической характеристики ЭГП.

В струйный усилитель ЭГП входят: двухпроточная струйная трубка 9, заслонка 10 и приемные каналы 11. В струйном усилителе кинетическая энергия вытекающей из трубки струи преобразуется в энергию давления в приемных каналах. Отклонение заслонки 10 в ту или иную сторону вызывает перераспределение давлений P₁ и P₂ в приемных каналах, соединенных с камерами рабочего цилиндра гидравлического двигателя (сервомотора). Изменение положения якоря 4, которое зависит от величины и полярности тока управления, приводит к отклонению заслонки 10 струйного усилителя, соответствующему перераспределению давлений P₁ и P₂ и, тем самым, изменению состояния сервомотора и связанного с ним регулирующего органа (тарелки ходового клапана, клапана травления, питательного клапана и т. д).

При подаче в обмотки возбуждения (поляризации) тока создаются потоки возбуждения ФВ1 = ФВ2, направленные вдоль якоря встречно. Последний занимает устойчивое нейтральное положение и обладает восстанавливающим электромагнитным моментом.

При подаче в обмотку управления тока определенного направления возникает поток Фу, который, разветвляясь по стержням магнитопровода, в одном стержне совпадает с потоком возбуждения, а в другом направлен встречно.

Рис.34. Принципиальная схема ЭГП

 

В результате взаимодействия всех потоков с якорем создаются электромагнитные силы:

 

, (73)

где: I_y, W_y - ток и число витков обмотки управления; I_В, W_В - ток и число витков обмотки возбуждения; Фe - суммарный магнитный поток якоря; Фв - поток возбуждения в стержнях магнитопровода.

При малых перемещениях якоря X от нейтрали можно принять:

 

, (74)

где q - угол отклонения якоря от нейтрали в радианах; r - радиус приложения силы F_Э.

Момент, возникающий на якоре от F_Э, равен:

 

, (75)

в результате чего якорь смещается на некоторый угол от нейтрали. Обычно угол поворота якоря q = 2¸3°.

Так как поляризованное реле в ЭГП работает совместно со струйной трубкой, по которой протекает с большой скоростью рабочая струя, то для обеспечения устойчивости струйной трубки используются удерживающие (задающие) пружины 7. Нелинейность статической характеристики ЭГП обясняется наличием ферромагнитного сердечника магнитопровода и массой якоря и струйной трубки.

Статическая характеристика ЭГП показана на рис.35. По оси абсцисс откладывается величина тока управления I_y, а на оси ординат - разность давлений P = P2 - P1. Но так как в экспериментальном стенде не подведена рабочая среда (вода, масло), то в качестве выходной координаты берется перемещение заслонки 10 (см. рис.34).

 

 

Рис.35. Статическая характеристика ЭГП

 

 

Схема экспериментального стенда показана на рис.36, где:1- выключатель П1, 2 - предохранитель,3 - лампа сигнализации напряжения, 4 - силовой трансформатор, 5 - ЛАТР, 6 - выпрямительный мост обмотки управления, 7 - переключатель П2, 8 - зубчатый сектор, 9 - переключатель П3, 10 - вольтметр, 11 - имитатор заслонки струйного усилителя, 12 - задающие пружины, 13 - выпрямительный мост обмотки поляризации, 14 - переменное сопротивление, 15 - переключатель натяга пружин.

 

Рис.36. Схема экспериментального стенда

Порядок выполнения работы

 

1. Включить питание выключателем П1.

2. Установить напряжение питания обмоток поляризации 17.5 В, а обмоток управления 0 В по вольтметру V.

3. Изменяя напряжение на управляющей обмотке (V) от 0 до 7 В и обратно, снять статическую характеристику ЭГП d = f(V), где d - положение стрелки.

4. Переключить переключатель П2 и, изменяя напряжение на управляющей обмотке от 0 до -7В и обратно до 7В, снять статическую характеристику ЭГП d=f(V).

5. Изменить напряжение питания обмотки поляризации на 20 В, 15 В, и выполнить пункты 3 и 4.

6. Установить напряжение поляризации 17.5 В, но изменить натяг пружин 12 переключателем 15 (положение 1, 2, 3 ) и выполнить пункты 3 и 4. Напряжение на управляющей обмотке менять от -10 В до +10 В.

 

 

Натяг пружин (положение 0)

Натяг пружин (положение 1)

Натяг пружин (положение 2)

Натяг пружин (положение 3)

Вывод

В ходе лабораторной работы была построена статическая характеристика ЭГП и изучено влияние напряжения поляризации и степени натяга задающих пружин на крутизну и зону нечувствительности статической характеристики ЭГП.