М. Бабаев - Приборостроение
3. В производстве радиоэлектронных узлов в приборостроении применяют также разъемные (или штепсельные) контакты: они используются для гальванического соединения съемных узлов и элементов обесточенных цепей.
Требования, предъявляемые при изготовлении контактов, определяются их спецификой. Эти требования следующие:
Размеры контактов, в зависимости от условий их температурной выносливости.
Сила контактного нажатия. Чем выше чувствительность контакта, тем меньше эта сила, измеряемая в Г; в вибрационных регуляторах она доходит до 500 Г.
Падение напряжения. Правильно ли выбрана сила нажатия? Характеристикой этого служит падение напряжения. Критерием правильности является выполнение условия:
Uk < (0,3/0,5) Ukmax
причем при Ukmax начинается размягчение контактов. Для его определения существуют таблицы.
Ход контактов (например, в реле). Имеется в виду максимальное расстояние между разомкнутыми контактами. Это расстояние должно быть таким, чтобы обеспечить надежное обесточивание и невозможность случайного пробоя.
Для выполнения этого требования руководствуются электрическими данными. Это расстояние может изменяться в пределах (0,01–20 мм). Чем больше значение тока, тем больше должно быть это расстояние.
29. Срок службы контактов
Срок службы контактов, определяется количеством переключений. Последнее зависит от материала поверхности контактов. В зависимости от того, из какого материала изготовлена поверхность контакта, число переключений варьируется в пределах от 9 до 100 млн.
При выполнении мероприятий по устранению гашении искр и дуг исходят из формул:
где Uk – максимальное напряжение на контактах при размыкании.
Где U – напряжение сети; Rш – сопротивление шунта, RH – сопротивление нагрузки.
Разность Uk – U – перенапряжение, как правило
Rш = (5/ 10)RH
Проблему лишнего расхода энергии можно устранить, подключив емкость или лампу тлеющего разряда последовательно с шунтирующим сопротивлением.
Если Uk < 300 B, значения С и Rд (дополнительное сопротивление) определяют по следующим формулам:
При этом процесс получается апериодическим, зато нет лишнего расхода энергии. Условием апериодичности является:
Приемлемым считают C < 2мкор.
Если С подобрана правильно, то находят
эту формулу часто называют формулой Крюгера.
В формуле Uс – напряжение на С перед замыканием, а – константа, зависит от материала.
При подключении в шунт лампы, она не должна гореть. Должен быть установлен порог, при превышении которого лампа пропускает импульс шунтирующего тока.
30. Электромагниты: расчет и конструирование. Теория подобия магнитных систем
Что касается электромагнитов как приборов, то их применяют в качестве коммутирующих устройств, в виде реле и удерживающих устройств.
Электромагнит-реле – устройство, которое состоит из постоянного электромагнита, из контактов для замыкания—размыкания, а также из обмотки возбуждения. Электромагнит срабатывает, замыкает или размыкает, в зависимости от появления тока в возбуждающей обмотке.
Для того, чтобы приводить в действие более мощные реле, для формирования выдержки времени, кодов и в других целях, нецелесообразно использовать только одно реле, для этого применяют как бы каскад из электромагнитных реле с различной мощностью.
Первичное реле – это то, которое срабатывает от первичного управляющего сигнала.
Вторичное реле служит для усиления сигнала первичного реле, для других целей. Можно использовать и следующие по порядку электромагнитные реле.
В конце каскада находится исполнительное реле, которое и управляет объектом, его выходной сигнал достаточен для этого. Реле, которое находится между исполнительным устройством и первичным реле, называется промежуточным: оно усиливает слабый выходной сигнал от первого реле до величины, достаточной для возбуждения обмотки исполнительного реле.
Если реле возбуждается при большем токе, чем задан, то его называют максимальным реле. Если наоборот, то минимальным. Если реле срабатывает по знаку или фазе управляющего сигнала, то его называют реле направленного действия.
Как достичь коммутации для требуемых мощностей, объяснено выше: путем усиления слабого сигнала через промежуточное реле.
Кроме вопроса коммутации мощности, существует вопрос о времени срабатывания электромагнитных устройств. Время срабатывания бывает на отключение и включение и обозначает.
tс = tтр + tдв
Основные теоремы теории подобия магнитных систем.
Эти теоремы следующие.
1. Если две и более магнитные системы одинаковы по геометрии, то они имеют одинаковые конфигурации магнитных полей.
2. Если изменить конфигурацию магнитной системы в n раз, то, во-первых магнитный поток изменится в n2 раз, но напряженность магнитного поля и магнитная индукция не изменятся; во-вторых, изменение тока в n раз приводит к увеличению плотности тока во столько же раз и к уменьшению во столько же раз выделения тепла, теплоотдачи, условий охлаждения. В третьих, увеличение тока в n раз вызывает уменьшение плотности тока в магнитной системе во столько же раз, увеличение тех же параметров, которые перечислены выше (тепло и теплоотдача) во столько же раз.
3. Если увеличить геометрические размеры электромагнита в n раз, оставив неизменным условие охлаждения и число витков в обмотке, то при увеличении тока в √n3 раз напряженность поля Н и магнитная индукция В возрастут в n2 раз, потребляемая мощность – в n2 раз, а насыщение магнитного поля не наступит.
31. Трансформаторы и дроссели
Составные части трансформатора.
Сердечник, который имеет очень много разновидностей. Магнитопровод высокого качества, если сердечники замкнутого типа, но тогда затрудняется наматывание катушек. Из-за этого предпочитают разъемные сердечники.
Катушки: они характеризуются тем, как расположены и размещены обмотки, каким способом реализована укладка.
В зависимости от поставленной задачи существуют различные виды укладки: многослойная, секционная, галет и др.
По расположению обмотки (катушки) делятся на чередующиеся и концентрические, второй тип сложнее, но с меньшим рассеянием. Следовательно, их лучше применять в выходных и импульсных трансформаторах.
Каркасы – следующий элемент трансформатора. В зависимости от исполнения каркасы делят на целые и сборные, первые – надежнее и дешевле. Бывают и бескаркасные катушки.
Пользуются следующими способами намотки:
1) рядовая – витки в одном ряду плотно расположены один к другому;
2) шахматная – витки вышележащего ряда лежат над промежутками нижестоящего;
3) дикая – витки расположены рядом, как и в рядовом способе намотки, но нет той точности.
В производстве трансформаторов и катушек, кроме всех прочих электрических параметров, важнейшим параметром является коэффициент заполнения.
Этот коэффициент характеризует, сколько витков разместится в катушке.
Если взять шахматный способ намотки, то расстояние между серединами двух соседних слоев можно определить по формуле:
где d1 – диаметр проволоки с изоляцией.
С учетом x число витков при шахматной намотке
где hn,ln – линейные размеры пространства катушек, которое заполняется витками. Для рядовой намотки число витков:
Если взять отношение двух способов намотки, то
32. Герметизация, амортизация, экранирование
Герметизация служит для защиты радиоэлектронных узлов (или оборудования) от избыточного или недостаточного давления, от агрессивных сред, влажности, температуры.
Принцип герметизации реализуется следующими способами.
1. Плотная вакуумная герметизация: с заполнением и без заполнения инертными газами.
2. Уплотнение различных частей кожуха.
3. Заливка компаундами и специальными заливками.
Для пропитки кожуха используются специальные масла, смолы, битум, воск или поверхность покрывают специальными лаками, компаундами.
Для того, чтобы впитывать избыточную влагу внутри радиоэлектронных узлов, используют силикагель.
Особенность системы охлаждения в том, что она должна работать непрерывно (метод воздушного охлаждения).
Вопрос охлаждения – это вопрос срока службы радиоэлектронной аппаратуры, и во многом определяется не только свойствами среды, но и самой потребляемой мощностью радиоэлектронного узла.
Амортизация служит для защиты от ударов и вибрации. Надежная амортизация достигается, если
