Күшейткіштердегі кері байланыс

АБИЛОВА НУРСАУЛЕ ЖАНАБАЕВНА

Түркістан индустриалды – педагогикалық колледжі

Физика пәнінің I –санатты оқытушысы

Күшейткіштердегі кері байланыс

Күшейткіштердің негізгі параметрлеріне токты, кернеуді және қуатты күшейту коэффициенттері мен кірмелік және шықпалық кедергілері, ал негізгі сипаттамаларына күшейту коэффициенттерінің амплитудадан және жиіліктен тәуелділіктері жатады.

Транзисторлардың үш түрлі жалғану сұлбасына сәйкесті биполяр транзисторлы күшейткіштердің де үш түрлі сұлбасы болады. Транзистордың эмиттері ортақ жалғану сұлбасының жиі қолданылатындығы және оның басқа жалғану сұлбаларына қарағанда артықшылықтары айтылғанды. Енді осы сұлбаға құрылған эмиттері ортақ каскадтың жұмысын қарастыралық.

1-суретте эмиттері ортақ күшейткіш каскадтың қарапайым сұлбасы келтірілген. Мұндағы R_крезисторы коллектор тізбегінің жүгі де, ал R_брезисторы транзистордың базасына қорек көзінен кернеу беріп, кірмелік сигнал жоқ кезде де оны ашық күйде ұстау үшін керек. Конденсатор С₁қорек көзінен сигнал кезіне тұрақты токты өткізбейді және транзистордың кірмелік сигнал көзімен қысқа тұйықтаудан сақтайды. Жүктеменің (R_ж)бір ұшы С₂конденсаторы арқылы коллектормен жалғанады да, ал екінші ұшы кірмелік және шықпалық тізбектердің ортақ нүктесімен қосылады. С₂конденсаторы жүктеме тізбегіне коллектор тогының айнымалы құраушысын ғана өткізу үшін керек.

1-сурет. Эмиттері ортақ күшейткіштік каскадтың сұлбасы.

 Күшейткіш (Усилитель; ampli-fier). Шығысындағы сигнал функционалды түрде кірісіндегімен байланысты және одан әрдайым үлкен болатын құрылғы. Қолданылуына байланысты күшейткіштерді жоғары (ЖЖК), аралық (АЖК) және төменгі жиілікті, бейне күшейткіші, операциялық күшейткіш және т.б. деп ажыратады.

Күшейткіш - қосымша энергияны пайдалану арқылы механизмнің басқаруын жеңілдететін құрал; ол энергия көзінен, бөліп таратқыш тетіктен және атқару механизмінен тұрады.^[1][2][3]

• Вакуумды күшейткіш - жетекке қосымша күш беретін немесе құралдарға іштен жану козғағышының енгізу коллекторын пайдалану арқылы жұмыс істейтін күшейткіш.

• Гидравликалық күшейткіш - жетекке косымша күш беретін немесе құралға сұйық қысым энергиясы арқылы басқаратын күшейткіш.

• Магнето күшейткіш - іштен жану қозғағышын қолмен оталдырғанда роторының бұрыштық жылдамдығын артыратын серіппелі құрылыс.

• Механикалық күшейткіш - жетекке қосымша сығылған серіппе энергиясы арқылы күш беретін күшейткіш.

• Пневматикалық күшейткіш - жетекке компрессордан сығылған ауа қысым энергиясы арқылы қосымша күш беретін күшейткіш.

• Рөлдік күшейткіші - рөлмен басқару жетегіндегі күшейткіш.

• Тежегіштердің күшейткіші - тежегіш жетегіндегі күшейткіш.

Егер орыyдаушы тетік реттеуші органға күш не момент түрінде басқару әсерін тудырса, онда оны куштік деп атайды. Бұл топқа электромагниттер, электромеханикалық муфталар, әртүрлі қозғалтқыштар жатады. Егер реттеуші органның күйі оның параметрлерінің (кедергісінің, магнит ағынының, температураның, жылдамдықтың т. б.) не берілетін энергия параметрлерінің (кернеудің, токтың, электр тоғының жиілігі мен фазасының, жұмыс ортасындағы қысымнын т. б.) өзгерісіне байланысты болса, онда мұндай орындаушы тетік параметрлік деп аталады.

Тұтынатын энергиясының түріне қарай: электрлік, гидравликалық, пневматикалық және механикалық орындаушы тетіктер болады. Автоматика саласында электрлік тетіктер жиі қолданылады.

Шығыстық біліктің (выходной вал) қозғалыс сипатына сәйкес атқарушы тетіктер: сызықтық, бұрылмалы (бұрылу бұрышы 360°-тан аз) және айналмалы (бұрылу бұрышы 360°-тан көп) қозғалысты болып үшке бөлінеді.

Реттеуші орган деп энергия немесе зат шығынын өзгерте отырып, басқару объектісінің реттелмекші шамасына тікелей әсер ететін құрылғыны не аткарушы құрылғының бөлігін айтады.

Объектіге реттеуіш әсер ету принципіне сәйкес дросселдейтін және мөлшерлейтін (дозирующий) реттеуші органдар болады. Біріншісі өзгермелі гидравикалық кедергі түрінде кездеседі. Яғни, дросселдейтін құрылғының өткізу қимасын өзгерте отырып, заттың шығыны реттеледі. Екіншісіне заттың не энергияның келуін өз өнімділігін өзгертуі арқылы реттейтін құрылғы не тетік жатады.

Мөлшерлейтін реттеуші органдар үнемді болса да, дросселдейтін реттеуші органдар өңдірісте кеңірек қолданылады.

Электр орындаушы тетіктер қызмет әрекетіне қарай электромагниттік және электрқозғалтқышты болып бөлінеді. Бұлардың ішіндегі неғұрлым қарапайымы, сенімдісі әрі тез әрекеттісі электромагниттік орындаушы тетіктер болып саналады. Оларды әртүрлі реттеуші және тосқауыл клапандарының, шұралардың (вентильдердің), золотниктердің жұмысын басқару үшін пайдаланады. Орындаушы (реттеуші) органның (шток (сояуыш, өзек), шығыс білік) қозғалу түріне қарай электромагниттік механизмдер қозғалысы түзу сызықты және қозғалысы айналмалы электромагниттік муфталар болып ажыратылады.

Өзекшенің және оған байланысты реттеуші органның қозғалыс сипаты бойынша электромагниттік тетіктер тартушы, итеруші, бұрушы, тежеуші және реверсивті болып ажыратылады.

Шығыстық күштік элементтің (реттеу органының) жеке қалыптарының (позиции) санына сәйкес бір, екі және үш қалыпты электромагниттік тетіктер болады.

Қоректендіру кернеуінің түріне қарай электромагниттік тетіктер тұрақты және айнымалы токты болып бөлінеді.

Электромагниттік муфталар жетек пен реттеуші орган аралығындағы байланыстырушы буын болып табылады. Олардың іс-әрекеті тез, әрі іске қосылу және реттеу жылдамдығы бірқалыпты болып келеді. Сонымен қатар олар оңай басқарылуымен және қуатының бірнеше ваттан жүздеген киловаттка дейін жететіндігімен ерекше көзге түседі.

Қызмет бабына қарай электромагниттік муфталар фрикциялық, ұнтақты және сырғанау муфталары болып ажыратылады.

Электрқозғалтқышты тетік орыңдаушы қозғалтқыштан, редуктордан және тежеуіштен тұрады. Басқару сигналы бір мезгілде қозғалтқышқа және тежеуішке беріледі де, тежеуіш тежеліп, қозғалтқыш реттеуші органды қозғалыска келтіреді. Сигналды тоқтатқан кезде қозғалтқыш сөндіріледі де, тежеуіш реттеуші органның қозғалысын тоқтатады.

Орындаушы қозғалтқыш деп электр сигналын біліктін механикалық айналысына түрлендіретін басқарылмалы шағын қуатты қозғалтқышты айтады.

Әдетте орындаушы қозғалтқыштарда қоздырғыш және басқарғыш екі орам болады. Қоздырғыш орамда әрдайым кернеу болады да, басқарғыш орамға сигнал тек біліктің айналысын алу қажет болғанда ғана беріледі. Орындаушы қозғалткыштар басқару схемаларында көбінесе тоқтату, қосу, реверсивті қозғалту секілді әрекеттер жасау үшін қолданылады. Қазіргі кезде орындаушы қозғалткыштар ретінде екі фазалы асинхронды, қадамдағыш синхронды және тұракты ток қозғалткыштары пайдаланылады.

Гидравикалық және пневматикалық орындаушы қозғалткыштар қысым астындағы жұмыс ортасының энергиясын ілгерілемелі не айналмалы қозғалыстың механикалық энергиясына түрлендіреді.

Гидроқозғалтқыштарда жұмыстық орта ретіңде көбінесе жоғары қысымда да өз қасиетін жоғалтпайтын минерал май пайдаланылады. Ал пневмоқозғалтқыштарда жұмыстық орта ретінде сығылған ауа пайдаланылады.

Автоматты басқару құрылғыларында гидро- және пневмоқозғалтқыштар электрлікке қарағанда сирек пайдаланғанымен, бірқатар жағдайда олар техникалық тұрғыдан қарағанда тиімді болып келеді.

Гидро- және пневмоқозғалтқыштар шағын болып келгенімен, басқа қозғалтқыштарға қарағанда өте үлкен күш (0,03...0,3 МН) тудыруға қабілетті. Гидро- және пневмоқозғалтқыштарды сондықтан гидравликалық және пневматикалық күшейткіштер деп те атайды. Олардың құрылысы қарапайым, жұмысы сенімді болып келеді және де оларды қолданғанда реттеуші органмен үйлестіретін редуктордың да қажеті болмайды. Гидро- және пневмоқозғалтқыштар Гидравикалық және пневматикалық қозғалткыштардың жұмыс істеу принциптері бірдей болып келеді де, айырмашылығы тек тезәрекеттіктерінің әр түрлілігінде.

Гидро- және пневмоқозғалтқыштар ілгерілемелі қозғалысты - мембраналы және поршеньді әрі айналмалы қозғалысты-тегершікті қалакты, плунжерлі және турбиналы болып екі түрге бөлінеді.

Мікбасты (поршеньді) орындаушы тетіктер сиректеу қолданылады. Оларды көбінесе өзекті 300 мм-ден астам аралыққа жылжыту қажет болғанда пайдаланады. Орындаушы тетіктің цилиндрінде (1), мікбас (2), өзекпен (3) бірге ығысады. рі және р2 қысымдар теңгерілген жағдайда мікбас қозғалмайды. Егер сол жақтағы қуыстың қысымы басым болса, онда мікбасқа рі және р2 қысымдардың айырмасын мікбас бетінің ауданына көбейткендегі күшке тең болатын күш әсер етеді. Осы күштің әсерімен мікбас оңға қарай ығыса бастайды, ал өзек (3), нығыздаушы сальник (4) арқылы өтеді.

Басқару тәсілі бойынша гидро- және пневмоцилиндрлер дроссельді және көлемдік басқаратын болуы ықтимал. Дроссельді басқарғанда басқарушы құрылғы ретінде золотниктер, сопло-қалқан түрлес құрылғылар немесе ағынды түтіктер қолданылады. Көлемдік басқару кезінде энергия алатын көз ретінде насостарды не жұмыс өнімділігі айнымалы компрессорларды пайдаланады.