Магнитоиндукционные регуляторы

У магнитоиндукционных регуляторов, или регуляторов с тор­можением вихревыми токами, в качестве среды, создающей тормо­жение, используется магнитное поле.

Рис.6. Магнитоиндукционный регулятор.

 

При вращении металличе­ского диска 1 (рис. 6,) в поле постоянного магнита 2 в диске возникают вихревые токи, образующие свое магнитное поле, которое, взаимодействуя с полем постоянного магнита, тормозит вращение диска.

 

Тормозной момент (в Н см) регулятора

 

где В — магнитная индукция постоянного магнита, Гс; b — ши­рина полюса, см; R ₀ — расстояние от центра вращения диска до центра следа полюса магнита, см; W — электрическое сопротивле­ние материала диска, Ом.

Максимальное значение M_Р достигается при R ₀ == (0,7-0,8) R , где R — радиус диска.

Тормозной момент M_р можно регулировать путем смещения магнита относительно центра вращения диска (изменением R_o ) либо изменением магнитного потока с помощью магнитного шунта.

Уравнение характеристики регулятора

 

Как видно из уравнения, характеристика регулятора линейная и тормозной момент строго пропорционален угловой скорости.

Эти регуляторы имеют малые скорости вращения и в основном применяются в электрических счетчиках.

 

СПУСКОВЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ

В спусковых регуляторах стабилизация скорости вращения, в отличие от тормозных регуляторов, осуществляется не непре­рывно, а прерывисто с периодическими остановками рабочего валика.

Спусковой регулятор состоит из двух частей—спуска, Или хода, и регулятора колебаний. По первой из них и получила свое назва­ние эта труппа регуляторов.

Спуск (ход) состоит из качающегося рычага (анкера) 1 и зубча­того (анкерного или ходового) колеса 2 (рис. 6; 7, а).

Регулятор колебаний представляет собой колебательную си­стему, обеспечивающую периодическую и строго одинаковую по времени остановку регулируемого валика.

В зависимости от типа регулятора колебаний спусковые регу­ляторы делят на регуляторы с собственными колебаниями и регу­ляторы без собственных колебаний. Последние по конструкции более простые, но постоянство скорости вращения рабочего ва­лика механизма поддерживают с меньшей точностью, чем пер­вые.

Рис. 6. Спусковые регуляторы с соб­ственными колебаниями

На регуляторы с собствен­ными колебаниями все время действует сила, возвращающая их в исходное положение. Кон­структивно они выполняются в виде маятника 3 (рис. 6, а), где возвращающей силой яв­ляется его вес или вес системы баланс — спираль (рис. 6,6). Баланс 4 представляет собой статически и динамически ура­вновешенное кольцо, на кото­рое действует возвращающая сила спиральной пружины 5.

 

Регулятор без собственных колебаний (рис. 7, а) представляет собой баланс 3, жестко связанный с анкером 1 и уравновешенный инерционными грузиками 4.

Регулятор колебаний периодически останавливает вращение рабочего валика механизма на некоторый период времени Т, поэтому постоянство скорости вращения можно получить только за интервал времени, значительно превосходящий период колебания регулятора.

Ввиду периодических остановок рабочего валика спусковые регуляторы скорости применяют только в механизмах, передаю­щих небольшие моменты и угловые скорости.

Регуляторы с собственными колебаниями. В зависимости от конструкции регулятора колебаний применяют тот или иной ход.

В спусковых регуляторах с маятником используют несвободный ход, когда анкер 1 (рис. 6, а) жестко связан с маятником 3 и вместе с ним качается вокруг оси О. Анкерное колесо 2 приводится в движение от двигателя механизма. Входная палетта 4 и выход­ная 5 поочередно вступают в контакт с зубьями анкерного колеса и периодически задерживают его движение. Лишь при прохожде­нии маятника через положение равновесия он дает возможность анкерному колесу повернуться на один зуб. Колесо при повороте сообщает колебательной системе толчок (импульс энергии), необ­ходимый для поддержания строго определенного периода колеба­ний маятника.

Период собственных колебаний маятника при амплитуде кача­ния 1,5—2°

                       

где J и т — момент инерции и масса маятника; l — расстояние от точки подвеса до центра тяжести маятника.

Угловая скорость вращения анкерного (ходового) колеса

где 2 — число зубьев анкерного колеса; обычно z = 15.

Спусковой регулятор с маятником должен находиться в строго вертикальном положении, поэтому его применяют в стационарных приборах, главным образом в приборах времени.

Для переносных приборов, где спусковой регулятор может занимать любое положение в пространстве, используют регулятор с системой баланс—спираль, имеющей свободный ход.

В этом случае анкер 1 (рис. 6, б) с регулятором скорости, состоящим из баланса 4 (уравновешенного массивного колесика) и спиральной пружины 5 (волоска), жестко не связан. Система баланс—спираль при своем колебании бывает кинематически свя­зана с анкером 1 и анкерным колесом 2 в течение небольшой части периода колебания — при переброске анкерной вилки из одного крайнего положения в другое импульсным камнем 6, жестко закрепленным на балансе. Спиральная пружина одним концом крепится на балансе, а другим — на неподвижной плате меха­низма.

Наличие свободного хода дает возможность уменьшить потери на трение, а также увеличить кинетическую энергию баланса и скорость его колебания за счет увеличения угла поворота баланса до 300°.

Рис. 7. Спусковые регуляторы без собственных колебаний

Период собственных колебаний системы баланс—спираль

где J — момент инерции баланса; L — длина спиральной пружины (волоска); b и h — ширина и толщина пружины; Е — модуль упругости материала пружины.

Угловая скорость вращения анкерного или ходового колеса определяется по формуле:

Период собственных колебаний у маятников регулируется путем перемещения его линзы вдоль стержня (изменяется l), у системы баланс—спираль—изменением рабочей длины L волоска с помощью специального устройства.

Спусковые регуляторы с собственными колебаниями обеспечи­вают высокую точность регулирования заданной угловой скорости. Так, погрешность хода обычных часов составляет ±(30—-60) с в сутки, а у весьма точных (астрономических) ±0,001 с.

Спусковые регуляторы этого типа широко применяют в различ­ных приборах времени, точных самописцах, счетчиках, реле, автоматических устройствах и т. д.

⇐ Предыдущая123

Поделиться: