Главная Электромагнитные устройства



ИЭ) поступает команда в виде электрического сигнала Ubk- Эту команду ИЗ отрабатывает, совершая при этом механическую работу Лр,э , которая через ЭС (наличие их необязательно) передается на ОЭ и далее на выход ЭМУ

(Леых).

На выходе ЭМУ может быть получено тяговое усилие в функции перемещения Р=/(6) или вращающий момент в функции угла поворота M=f(a), или их комбинация, или сила удержания во времени P=f(t). Работа на выходе >1вых=Лиэ1> где т) -КПД передачи механической работы (т) всегда меньше единицы, так как часть этой работы расходуется, например, на преодоление сил трения).

1.1.2. Применение, краткая характеристика ЭМУ

Электромагнитным устройствам принадлежит заметная роль в современной РЭА и средствах автоматики при решении широкого круга технических задач в приводных, программных, переключающих, тормозных, фиксирующих, блокировочных и многих других устройствах. На основе ЭМУ построены самые разнообразные конструкции реле, контакторов, пускателей, клапанов, гидро- и пневмовентилей, движителей, искателей, расцепителей, дистанционных переключателей и фиксаторов положений, муфт, ударных, пробивных и прессовых механизмов, тормозных, подъемных, тянущих, толкающих и других устройств. ЭМУ являются одним из видов двигателей (источников движения), одним из основных элементов средств автоматики и автоматизации. Сегодня трудно назвать отрасль промышленности, где бы не использовались те или иные ЭМУ.

Широкое применение ЭМУ обусловлено простотой и компактностью конструкций, возможностью получения значительных сил (моментов) и относительной легкостью реализации требуемых характеристик, высокой точностью и стабильностью установки в фиксированных положениях, большим сроком службы, простотой управления.

Вместе е тем ЭМУ по таким показателям, как быстродействие, уступают электронным устройствам. Поэтому в последние годы успехи электронной, радиоэлектронной, вычислительной техники и других смежных с ними областей позволили при решении некоторых задач заменить ЭМУ электронными. Например, отдельные электромеханические временные и программные механизмы заменены электронными. Однако в большинстве случаев электронные устройства в принципе не могут заменить электромагнитные устройства. Многие технические задачи наиболее удачно могут быть решены только с помощью ЭМУ, доля которых, несмотря на имеющуюся тенденцию к такой замене, в современной РЭА и системах автоматики достаточно высока.

Более того, в космической и ядерной технике, робототехнике и других областях при работе в тяжелых экстремальных условиях работоспособными и рациональными оказываются именно электромеханические и электромагнитные устройства. Так, в современной космической технике ЭМУ позволили создать экономичные высокоточные и надежные системы ориентации и маневрирования космических аппаратов и орбитальных станций, системы ориентации солнечных батарей, сканирующие устройства высокого разрешения и др.

С развитием науки и техники области применения и выполняемые функции ЭМУ постояццо расширяются.



1.1.3. КпЕшкфмнвцмя ЭМУ, выполняемые функции

в основу классификации ЭМУ можно положить следующие признаки: род тока (постоянный и переменный); способ включения (параллельный и последовательный); длительность режима работы (продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный); быстродействие (быстродействующие, нормальные и замедленные); назначение.

Классификация ЭМУ по функциональному назначению в аппаратуре позволяет сгруппировать ЭМУ, предназначенные для выполнения одинаковых или подобных функций, сопоставить их технические характеристики, проанализировать и выявить лучшие решения.

По основному функциональному назначеинго в аппаратуре применительно к РЭА и автоматике ЭМУ условно можно разделить на следующие группы.

1. Электромагнитные приводы и механизмы: силовые приводы и механизмы; приводы управления; программные механизмы; шаговые и линейные ЭМУ и двигатели; электромагнитные вибраторы, датчики; электромагнитные ударные, подъемные, удерживающие и другие устройства.

2. Разнообразные ЭМУ различных накопителей информации и периферийных устройств ЭВМ н средств вычислительной техники (СВТ).

3. Коммутирующие ЭМУ: коммутирующие устройства низкочастотной (НЧ), высокочастотной (ВЧ) и сверхвысокочастотной (СВЧ) энергий; электромагнитные выключатели и клапаны; золотниковые и распределительные устройства; электромагнитные муфты (ЭММ) сцепления и переключения.

4. Тормозные, фиксирующие и блокирующие ЭМУ: электромагнитные тормозные муфты; фиксирующие, стопорные и блокирующие ЭМУ; электромагнитные замки и защелки.

5. ЭМУ специальных областей применения: счетно-решающие устройства и системы выработки координат; системы магнитного подвеса; системы отработки логических функций и др.

Электромагнитные устройства не исчерпываются указанным перечнем, даже краткий ограниченный перечень ЭМУ показывает, насколько различно их назначение, области применения и выполняемые ими функции. Совершенствование ЭМУ и их ИЭ представляет собой важную техническую задачу, так как ЭМУ выполняют самые разнообразные функции и во многих случаях определяют основные технические характеристики и показатели изделий, в которых они используются.

1.2. ОСНОВНЬВЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ

К ЭМУ

Электромагнитные устройства - неотъемлемая часть РЭА, и они должны удовлетворять всем требованиям на данную аппаратуру, оговоренным в технических требованиях (ТТ) и техническом задании (ТЗ) на разработку. В требованиях к ЭМУ должны указываться: назначение и выполняемые функции устройства; условия эксплуатации, исполнение устройства, степень зашиты; электрические, механические и тепловые нагрузки; особенности конструкции; входные и выходные параметры; продолжительность или цикличность работы устройства; напряжение и мощность источников питания; местонахождение устройств.ч в изделии; взаимное расположение в пространстве, сопряжение и взаимодействие



в другими устройствами; показатели надежности, взаимозаменяемости; степень удобства обслуживания и ремонта; серийность устройства; необходимость и степень автоматизации изготовления деталей, сборочных работ, контроля; перечень комплектующих элементов, функциональных узлов и материалов; габарит-жые размеры и масса устройства, наличие ЗИПа и тары.

В общем виде ЭМУ должны обеспечивать работу изделий при воздействиях температуры, окружающей среды, влаги, давления, солнечной радиации, запыленности, загазованности, зараженности плесенью, микроорганизмами, насекомыми, механических воздействиях вибрационных нагрузок, ударных нагрузок одиноч-«ого или многократного действия, линейных ускорений. Общие требования к устройствам РЭА, характер внешних воздействий и их влияние на аппаратуру, методы защиты аппаратуры от дестабилизирующих факторов достаточно подробно описаны в [72, 87, 114]. Конкретные технические требования к ЭМУ устанав-.ливаются в зависимости от вида и группы аппаратуры по единой классифика-!ции на аппаратуру и приборы [114].

К ИЭ, как источникам движения в ЭМУ, предъявляются некоторые дополнительные специфические требования. Они должны обеспечивать: необходимую лиеханическую работу (силу, вращающий момент, силу удержания) при наихуд-•ших для ИЭ (в пределах допускаемых отклонений) условиях работы (мини-*1альном напряжении питания, максимальном ходе или угле поворота, максимальной температуре окружаюшей среды и максимальном сопротивлении обмот-жи); заданный тепловой режим работы при наихудших условиях (максимальных яапряжении питания и температуре окружающей среды и минимальном сопротивлении обмотки); заданные параметры при минимальных габаритных разме-рах или минимальном потреблении энергии.

1.3. конструирование, расчет и производство ЭМУ

1.3.1. принципы конструирования

Теория проектирования РЭА и ее составных частей включает физические, кибернетические, эвристические, математические, экспериментальные и другие основы, которые позволяют получать качественно новые технические решения. •При этом наибольшее внимание уделяется физическим и эвристическим основам. Поскольку ЭМУ и их ИЭ являются составной частью РЭА, то многие вопросы ,из теории проектирования РЭА применимы к проектированию ЭМУ и ИЭ.

Физические основы проектирования предусматривают использование различ-шых известных физических законов, принципов, эффектов (явлений): основные уравнения Ньютона, Максвелла, термодинамики; законы сохранения массы, энергии, заряда; законы сохранения физических законов - инвариантности законов при различных преобразованиях (законы развития физических теорий - .перенос понятий и законов, принцип соответствия); основные принципы - относительности, механики, неопределенности; эффекты электромагнитный, электромеханический, фотоэлектрический, пьезоэлектрический, Холла и др.

Эвристические основы проектирования предлагают ряд правил, приемов и советов, направляющих, облегчающих и повышающих эффективность творческой деятельности человека. При проектировании эвристическая деятельность человека включает следующие основные этапы [77]:

выбор цели проектирования;



0 [1] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116


0.0103