Главная Электромагнитные устройства



вода кругового вращательного движения с возможностью останова и фиксации ротора при повороте на каждые 60°.

Одна из таких конструкций привода волноводного переключателя с приводом вращательного движения реализована при использовании в качестве ИЭ ЭД постоянного тока.

Основные характеристики такого переключателя:

КСВ не более............ 1,5

Развязка между каналами, дБ, не менее..... 60

Время переключения с канала на канал с, не более . . 2

Напряжение питания, В......... 27

Переключатель характеризуется высокой развязкой между каналами (ие менее 60 дБ) в результате применения в роторе поглощающих вставок из ферро-эпоксида и сравнительно низким быстродействием (до 2 с) электромеханического привода (для сравнения ЭМП в ранее рассмотренном переключателе обеспечивает время переключения 0,1 с). Необходимая точность совмещения волновод-ных каналов ротора н статора обеспечивается грубой фиксацией в приводе переключателя и точной фиксацией в переключателе.

Недостатки данного переключателя - относительная сложность конструкции и низкое быстродействие.

Развязка отключенного канала существенно увеличивается при встроенном в ротор 1 переключателя ЭМ (рис. 2.16, а), якорь 2 которого с прикрепленной нему разрезной контактной пружиной 3 служит заслонкой, закрывающей отключенный канал. Благодаря многоточечному электрическому контакту между заслонкой (якорем 2) и статором 4, отключенный волноводный канал надежно закрыт для потока электромагнитной энергии. В этом случае развязка отключенного канала может достигать 65 дБ и более.

Работу переключателя с встроенным в ротор ЭМ поясняют временные диаграммы, показанные на рис. 2.16,6. В отключенном состоянии ротор / пере-

Sxoff


\Выхвд1

II t

I I -n

Рис. 2.16. Волноводный переключатель: а - конструкция; б - временные диаграммы



лючателя находится в положении «Выход 1». Якорь 2 встроенного ЭМ пружиной 5 поджат к статору 4 и закрывает отключенный канал «Выход 2». По сигналу Uc иа переключение каналов волноводного переключателя на встроенный в ротор ЭМ подается импульс напряжения Uj длительностью Ти. После того как якорь встроенного ЭМ по истечении времени его срабатывания /срр отойдет от статора на расстояние бя, подается напряжение tsM пр ЭМ привода переключателя, который устанавливает ротор в положение «Выход 2» (на рис. 2.16 ЭМ привода переключателя не показан). После поворота ротора на угол Ср (через время срабатывания привода 4р.пр, т. е. после переключения каналов волноводов) напряжение с встроенного ЭМ снимается. Его якорь, перемещающийся по направляющей 6 под действием возвратной пружины 5, поджимается к статору и закрывает отключенный канал.

Длительность импульсов напряжения Ти, подаваемых на встроенный ЭМ, определяется временами срабатывания fop.p и fcp.np. Задержка напряжения UsiAnp п° отношению к напряжению tsM р определяется временем срабатывания <ср.р встроенного ЭМ.

Установка переключателя в первоначальное положение производится аналогично, начиная с момента снятия сигнала Uc на переключение каналов.

Ход якоря встроенного ЭМ обычно невелик и в зависимости от конструкции упругих контактных пружин и габаритных размеров ротора составляет 0,2...0,5 мм. Для обеспечения требуемого быстродействия (порядка 5.. 15 мс) запасы сил пружины и ЭМ по отношению к соответствующим противодействующим силам выбираются 5...8. При таких соотношениях сил и ходах якоря в соответствии со значениями конструктивных факторов (см. гл. 11) рациональной формой встроенного ЭМ может быть ЭМ с внешним притягивающимся дисковым якорем.

В зависимости от характера работы встроенный ЭМ по продолжительности включения (ПВ) рассчитывается на разовое (кратковременное) или повторно-кратковременное включения. При повторно-кратковременном включении обычно ПВ 10...257о.

В волноводных переключателях ротор должен быть динамически сбалансирован, а масса и момент инерции его - минимально возможными. Пример облегченного ротора переключателя показан на рис. 2.17. Облегченный ротор уменьшает динамические нагрузки, ослабляет удары в конечных положениях, повышает быстродействие, срок службы и другие показатели. Отмеченные достоинства облегченного ротора превалируют над некоторым усложнением и удорожанием конструкции.

Порядок и особенности расчета. Расчет привода, схема и конструкция которого приведены на рис. 2.14 и 2.15, может быть произведен в следующей последовательности :

1. Определение возможных перемещений элементов привода.

Рабочий угол поворота рычага-сектора ac = ap/i, где Ср - угол поворота ротора переключателя, обычно задается равным 60, 90 или 120°; t - передаточное число зубчатой пары рычаг-сектор-трибка, выбирается по конструктивным соображениям, равным 5...8; i=Zc/zTp (Zc, Zip - число зубьев рычага-сектора и трибки).

Конструктивно рычаг-сектор должен иметь такой угол, чтобы при зацеплении с трибкой в крайних положениях на каждую сторону оставался запас угла поворота Озап» 1,5...2°. С учетом угла запаса рычаг-сектор должен иметь угол сектора а=ас-Ь2азап.




Рис. 2.17. Волноводный переключатель с облегченным ротором

Рис. 2.18. Схема действия приложенных сил и реакций при определении силы пружины (а) и силы электромагнита (б)

Ьг ,

Ход якоря ЭМ с запасом хода в крайних положениях бзап«0,03...0,05 см, при наличии пружинного демпфера определяется по формуле бя=/г tg ас-Ь2бзап, где h - плечо действия якоря относительно оси вращения рычага-сектора, выбирается по конструктивным соображениям. С точки зрения габаритных размеров ЭМ (см. гл. 11) ход якоря следует выбирать конструктивно минимально возможным.

Рабочий ход возвратной пружины 6np=itgac, где fti-плечо действия пружины относительно оси вращения рычага-сектора, выбирается по конструктивным соображениям.

2. Определение силы возвратной пружины и расчет пружины.

Рассмотрим схему привода под действием приложенных сил и реакций свя-вей (рис. 2.18, а) для наихудшего варианта расположения якоря ЭМ. Из уравнения равновесия рычага-сектора относительно оси вращения ХМа=0, считая рычаг-сектор сбалансированным, получаем

Рпр/г,-(Ря-ЬСт-1-Ртр)Й-Рокр/!2=0,

где Qh - сила тяжести якоря ЭМ принимается по конструктивным соображениям; Ql - сила тяжести тяги и демпферного устройства, обычно Qt»0,1Qh; Ртр - сила трения якоря, Ртр=/Ся {f - коэффициент трения якоря в направляющей втулке); Рокр - окружная сила в зацеплении и Рокр=2Мшп/т2тр, {Мши - собственный статический момент шарикоподшипника; m - модуль зацепления); Из - плечо действия окружной силы и h2=0,5mzc.

Отсюда определяется сила пружины без учета трении в опоре

Рпр=[(Ся-1-Ст-ьРтр)й-ЬРокрЧ/1-

Сила возвратной пружины с запасом принимается Рпр=КпрРпр, где Кпр- коэффициент запаса силы пружины, принимается, учитывая необходимое быстродействие привода, равным 3...8.

Радиальная нагрузка на опору R без учета силы тяжести рычага-сектора из условия ЛРу=0 равна /?=Рпр--(Qh-I-Qi-I-Ptp)-нРокр.



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


0.0546