книги / Электронные приборы контроля и автоматизации нефтехимического производства

вателыго, результирующий магнитный поток Ф будет равен Фг и направлен в ту же сторону.

В т о ч к е 1 (л/4) 01 равен 0,7 своей максимальной величины и имеет положительное направление (вверх), Фг имеет такую же величину и направлен направо. Результирующий вектор Ф полу­ чен по правилу параллелограмма, он имеет ту же величину, что и в точке 0, но повернут на 45° против часовой стрелки.

В т о ч к е 2 (л/2) результирующий поток Ф направлен вверх.

Рис. 115. Графики магнитных потоков в реверсивном электродвигателе.

Построив векторы для всех отмеченных точек периода, видим, что вектор результирующего потока Ф в течение периода повер­ нулся на один полный оборот. Число оборотов вектора Ф в се­ кунду равно частоте тока, проходящего по обмоткам статора.

Вообще же скорость вращения магнитного поля зависит от частоты тока и числа пар полюсов в каждой обмотке статора, а именно:

где п — число оборотов поля в минуту; / — частота тока; р — число пар полюсов.

лях, применяемых в электронных приборах, каждая обмотка имеет две пары полюсов и п = 1500 об/мин.

221

Направление вращения поля зависит от' того, какой из маг­ нитных потоков опережает по фазе другой. В приведенном при­ мере поток Ф2 , опережая поток Фг и магнитное поле, вращается против часовой стрелки. Если же будет опережать поток 01, то поле будет вращаться в обратном направлении. Практически для реверсирования двигателя достаточно переключить концы одной из обмоток.

Вращающееся магнитное поле увлекает за собой ротор элек­ тродвигателя благодаря тому, что, пересекая решетку ротора, индуктирует в ней вихревые токи, возбуждающие свое магнитное-

Рис. 116. Схема фазочувствительного каскада с реверсив­ ным электродвигателем конденсаторного типа.

поле. В результате взаимодействия вращающегося магнитного поля с магнитным полем ротора и возникает вращающий момент.

Поскольку для возникновения индукционных токов в роторе необходимо пересечение его вращающимся магнитным полем, постольку скорость вращения ротора меньше скорости вращения магнитного поля на величину скольжения. Величина скольже­

с конденсаторным электродвигателем, а на рис. 117— графики напряжений и токов в основных цепях фазочувствительного кас­ када при различных режимах работы его. Для токов h и 1* (рис. 117), которые зависят от фазы переменного напряжения не­ баланса U4, графики изображены сплошной линией для одной фазы Ui и пунктиром для другой.

Аноды ламп (рис. 116) питаются от специальной обмотки сило­ вого трансформатора. Концы этой обмотки подключены к ано­

222

положительный потенциал, на сетке будет отрицательный потен­ циал, запирающий триод; когда же на аноде триода будет минус, ток, разумеется, проходить не может, хотя на сетке и будет плюс. В это время вторая половина каждой лампы будет пропу­ скать ток в течение одного полупериода, так как у нее знаки на­ пряжений на аноде и сетке будут совпадать.

Следовательно, прн наличии сигнала небаланса лампы фазо­ чувствительного каскада работают уже как однополупериодный выпрямитель: одна половина каждой лампы все время «заперта» {пока не изменится знак напряжения небаланса или он не станет равным нулю), а другая половина пропускает ток в течение полупериода. При изменении знака напряжения небаланса половины ламп меняются функциями.

При наличии напряжения небаланса через управляющую об­ мотку I I электродвигателя протекает ток частотой 50 гц, причем при напряжении небаланса одного знака этот ток по фазе будет опережать на 90° напряжение сети, при напряжении небаланса другого знака будет на 90° отставать, что является следствием большого индуктивного сопротивления управляющей обмотки электродвигателя.

Если бы эта обмотка имела только активное (омическое) сопро­ тивление, то ток в ней в зависимости от знака напряжения неба­ ланса либо совпадал бы по фазе с напряжением сети, либо нахо­ дился бы в противоположной фазе (сдвиг фаз 180°). Как указыва­ лось раньше, ток в сетевой обмотке I двигателя благодаря нали­ чию конденсатора Сф совпадает по фазе с напряжением сети. Таким образом, в зависимости от знака небаланса ток в управляю­ щей обмотке будет или опережать ток в сетевой обмотке на 90°, и л и отставать от него на тот же угол.

Известно, что в таких случаях в двигателе возникает вра­ щающееся магнитное поле, причем в одном случае оно вращается в одном направлении, в другом — в обратном. Иначе говоря, в зависимости от знака небаланса ротор двигателя будет вра­ щаться в одном или другом направлении, а при напряжении не­ баланса, равном нулю, будет останавливаться. Направление вращения выбирается таким, чтобы измерительная система, с которой механически связан двигатель, приводилась к балансу.

Ротор реверсивного электродвигателя при подаче на упра­ вляющую обмотку достаточного напряжения и не слишком боль­ шой нагрузке делает около 1200 оборотов в минуту, развивая незначительное усилие на валу. Чтобы уменьшить число оборотов до нужных, увеличив в соответствии с этим усилие, в двигатель обычно встраивается шестереночный редуктор оборотов. Число оборотов выходной шестерни редуктора двигателя выбирается различным в зависимости от того, в каком приборе двигатель применяется. В большинстве электронных приборов контроля и автоматизации, выпускаемых серийно, применяется реверсив­ ный конденсаторный двигатель типа РД-09. Эти двигатели выпу­ скаются с четырьмя различными редукторами, имеющими пере-

224

даточные отношения 15,62; 39,06; 75,56 и 137, что при нормальной скорости ритора (1200 об!мин) соответствует примерно следую­ щим скоростям выходного вала: 77, 31, 16 и 9 об!мин.

На рис. 118, а приведена зависимость скорости вращения п ротора РД-09 от напряжения Uc на сетках ламп фазочувствптельного каскада, а на рис. 118, б от нагрузки М на валу ротора.

Кроме РД-09, в электронных приборах применяют асинхрон­ ные реверсивные конденсаторные двигатели ЛСМ (ЛСМ-50; АСМ-100, АСМ-200 и AGM-400). Цифра в наименовании типа ука­ зывает момент па валу двигателя в Гем. Эти двигатели редук­ тора не имеют.

Через управляющую обмотку электродвигателя проходит не переменный, а пульсирующий ток, т. е. ток, изменяющийся по величине, но не .меняющий своего направления. Пульсирующий

гоомгем

Рис. 118. Нагрузочные характеристики двигателя РД-09.

ток можно представить себе как сумму двух токов — перемен­ ного (переменная составляющая) и постоянного (постоянная составляющая).

Перемепноп составляющей тока, проходящего по управляю­ щей обмотке, при наличии напряжения небаланса является переменный ток с частотой 50 гц, прп отсутствии напряжения небаланса переменный ток с частотой 100 гц. В создании вращаю­ щегося магнитного поля электродвигателя участвует только пере­ менная составляющая тока (50 гц). Величина постоянной соста­ вляющей также имеет значение для работы электродвигателя. Постоянная составляющая в момент балапса возрастает п резко затормаживает ротор электродвигателя.

Постоянная составляющая тока фазочувствптелыюго каскада в момент баланса возрастает почти в два раза (с 12—14 до 22— 25 ма) по сравнению с ее величиной при отсутствии баланса. Это объясняется тем, что прп балансе работает одна половина фазочувствительного каскада, а при небалансе обе, причем сила тока в работающей прп небалансе половине возрастает незна­ чительно по сравнению с топ, которая была прп отсутствии пере­ менного напряжения на сетке (в момент баланса).

Когда на сетку лампы попадает перемеппое напряжение поло­ жительных полуперподов, в лампе возникают значительные се-

точные токи, которые при прохождении по сопротивлению R c создают падение напряжения, сдвигающее рабочую точку влево и уменьшающее анодный ток. Таким образом, постоянная соста­ вляющая анодного тока половины фазочувствительного каскада мало зависит от того, подается ли на сетку (в момент наличия на аноде положительного напряжения) напряжение положительных полупериодов или вообще не подается переменное напряжение.

Если бы ротор электродвигателя не затормаживался в момент баланса, работа прибора была бы менее устойчивой. Наличие очень большой постоянной составляющей приводит к пере­ греву обмотки электродвигателя. Чтобы лампы фазочувствитель­ ного каскада работали в нужном режиме, применяют достаточной величины сопротивление утечки сеток ламп фазочувствительного каскада или в катоды ламп включают специальное сопротивление автоматического смещения. При использовании ламп 6Н7С, 6П6С применяют сопротивления утечки сеток большой вели­ чины, а при использовании ламп 6Н2П, 6П1П, 6H8G — автома­ тическое смещение.

Лампы этого каскада должны отдавать большую мощность, а поэтому они должны быть мощными. Кроме того, в каскаде всегда ставят две лампы, хотя в нем может быть использован один двойной триод. Причем аноды двойных триодов включают так, что в случае необходимости может работать только одна лампа (см. рпс. 116). Это целесообразно потому, что при повреждении одной из ламп прибор будет продолжать работать, хотя и с пони­ женной чувствительностью.

В фазочувствительных каскадах наблюдается явление обрат­ ного тока, проходящего через лампу в те полупериоды аподного напряжения, когда на анод (а в случае тетродов и на экранную сетку) подается отрицательный потенциал. В течение положитель­ ных полупериодов анодного напряжения на аноде и экранной сетке выделяется значительная мощность, вследствие чего эти элек­ троды, нагреваясь, начинают испускать электроны. В те полу­ периоды, когда катод и управляющая сетка оказываются под положительным потенциалом (относительно анода и экранной сетки), электроны притягиваются ими.

Результатом протекания обратного тока через лампы является снижение полезной мощности и крутизны фазочувствительного каскада. Для ослабления этого явления лампы используют в та­ ком режиме, чтобы электроды сильно не нагревались. Другим средством является увеличение сопротивления утечки сеток каскада. Имеются и другие, более эффективные меры борьбы с обратным током (например, включение диодов в аноды ламп), но они еще редко используются в приборах массового примене­ ния.

В фазочувствительном каскаде с конденсаторным электро­

226

теристик, то фазочувствительный каскад может работать ненор­ мально: могут быть разная скорость вращения ротора электро­ двигателя в одну и другую стороны, вращение при отсутствии напряжения небаланса, т. е. тот же эффект, что и при большой величине помех на входе нуль-пндикатора.

Для проверки каскада достаточно снять анодное напряяюние с усилителя напряжения (вынуть кенотрон) пли соединить сетки фазочувствптельного каскада с корпусом. Если в этом случае вал двигателя будет вращаться со значительной скоростью, то несо­ мненна неисправность одной из ламп или обмотки силового транс­ форматора. Когда в каскаде работают двойные триоды, неисправ­ ность одной из ламп можно установить поочередной их работой в приборе. Если при одной лампе двигатель не вращается, а при установке второй начинает вращаться, вероятна неисправность второй лампы.

Выявить неисправную лампу можно миллиамперметром по­ стоянного тока, измерив им величины анодных токов ламп при отсутствии переменного напряжения на сетках. Миллиампер­ метр можно включать как в разрывы анодных цепей (точка а, б, в, г), так и в разрывы цепей катодов (точки а', б', в ' , г'). Измерить можно очень просто при наличии измерительной колодки; в этом случае ненужно демонтировать из прибора электронный усили­ тель. При отсутствии измерительной колодки требуется для изме­ рении много времени, так как придется отпаивать иесколько проводников.

Разница в величинах токов половин фазочувствительного каскада допустима не более чем на 10—15%. Если в каскаде ра­ ботают двойные триоды (6Н8С, 6Н1П пли 6Н7С), сила тока в каж­ дой половине лампы будет составлять приблизительно 6 ма. Разница в величинах токов отдельных половин ламп допустима 0,7—1 ма. Иногда двумя исправными лампами не достигается нормальная работа фазочувствительпого каскада из-за значи­ тельной разницы в их характеристиках. В этом случае нужно подобрать пару ламп с меньшей разницей в величине анодного тока.

Неисправности обмотки силового трансформатора, питающей аноды ламп, выражаются в замыканиях между витками, замыка­ нии на другую обмотку или корпус (электростатический экран). Почти во всех случаях неисправность проявляется в том, что изменяется напряжение на одной из половин обмотки. Это обна­ руживается по напряжениям половин обмотки, которые отли­ чаются по величине, чего не должно быть. При изготовлении сило­

Пробоя конденсатора Стобычно не бывает; при его замыкании закорачивается управляющая обмотка мотора и прибор прекра­ щает работу. Отсоединение Сш не вызывает остановки прибора, но уменьшает четкость его работы.

Неисправности реверсивного электродвигателя очень часто являются причиной остановки прибора. Неисправности эти бы­ вают чаще всего механического характера, например выработка подшипников ротора, вследствие чего он задевает за статор. Главной причиной этих неисправностей нужно считать несвое­ временную или неправильную смазку подшипников н редуктора

Когда есть сомнения в исправности электродвигателя, его нужно проверить, включив в сеть по схеме рнс. 119. Назначение элементов схемы следующее. Реостат R (желательно лаборатор­ ного типа) служит для изменения напряжения на управляющей

обмотки электродвигателя.

Такую схему хорошо иметь в виде постоянной установки для проверки двигателей. На панели установки должны быть четыре1

1 Вместо реостата можно применить регулирующий автотрансформатор, например ЛАТР.

229