Azərbaycan respublikasi kənd təSƏRRÜfati naziRLİYİ

AZƏRBAYCAN RESPUBLİKASI KƏND TƏSƏRRÜFATI NAZİRLİYİ
AZƏRBAYCAN DÖVLƏT AQRAR UNİVERSİTETİ

MÜHƏNDİSLİK fakültəsi

ELEKTRİK MÜHƏNDİSLİYİ kafedrası


Mühazirəçi: T.E.N., PROF. İ.M.Əliyev


FƏNN: AVTOMATİKANIN ƏSASLARI


Mühazirə 10
MÖVZU: AVTOMATİKANIN GÜCLƏNDİRİCİLƏRİ
P L A N

1. 
   Avtomatikanın gücləndiricilərinin təsnifatı
   
2. 
   Maqnit gücləndiriciləri
   

3. Hidravlik və pnevmatik gücləndiricilər
ƏDƏBİYYAT

1. 
   İ.M.Əliyev, Q.İ.Abbasov Avtomatikanın əsasları Gəncə 2008.
   
2. 
   Г.И.Головинский. Основы автоматики М.1987.
   
3. 
   В.И.Загинайлов, Л.Н.Шеповалова. Основы автоматики. М.2001.
   

GƏNCƏ 2011
AVTOMATİKANIN GÜCLƏNDİRİCİLƏRİ VƏ

ONLARIN TƏSNİFATI

Gücləndirici texnikada köməkçi mənbəyin enerjisindən istifadə etməklə müəyyən kəmiyyətin qiymətini artıran quruluşdur. Gücləndiricidə çeviricidən fərqli olaraq, çıxış və giriş siqnalları arasında rabitə fasiləsiz və birqiymətlidir.

Elektrik, maqnit, hidravlik, pnevmatik və mexaniki gücləndiricilərə ayrılır. Gücləndiricilər radiotexnikada, ölçü texnikasında, avtomatikada, işlək (işçi) maşınların intiqallarında və s. geniş istifadə olunur. (Həmçinin cərəyan gücləndiricisi, hidravlik gücləndirici, fotoelektrik gücləndirici, elektromaşın gücləndiricisi).

Elektrik gücləndiricilərinə sabit və dəyişən cərəyan gücləndiriciləri: lampalı, yarımkeçirici, operasion, elektromaşın, elektromexanik aiddir.

AVTOMATİKANIN GÜCLƏNDİRİCİLƏRİNİN TƏSNİFATI
Avtomatik sistemlərdə icra mexanizmlərini idarə etmək üçün vericilərin çıxış siqnallarının gücündən (10^-6 . . .10^-3 Vt) dəfələrlə böyük olan güc (100 Vt . . . bir neçə kVt) tələb olunur. Siqnalları gücləndirmək üçün müxtəlif növ gücləndiricilər tətbiq olunurlar.

Giriş və çıxış kəmiyyətləri fiziki təbiətcə eyni olub, giriş siqnalını gücləndirən elementə gücləndirici deyilir.

Gücləndiricilərin əsas göstəricilərinə aşağıdakılar aiddir: güclənmə əmsalı, statik və dinamik xarakteristikalar, çıxışdakı maksimal güc, giriş və çıxış tərəflərdəki müqavimətin qiyməti, f.i.ə.

F.İ.Ə.

Gücləndiricinin çıxışındakı gücün girişindəki gücə olan nisbətinə onun güclənmə əmsalı deyilir.

Gücləndiricinin şərti işarəsi aşağıda göstərilmişdir.

Bütün gücləndiricilər iki qrupa bölünürlər: parametrik və generator.

Parametrik gücləndiricilər çıxış dövrəsində güclənməni idarə edir və qeyri-xətti elementə malikdirlər. Bu növ gücləndiricidə qidalanma dövrəsinin yaxud yük dövrəsinin parametri dəyişir.

Generator gücləndiricilərində qidalanma enerjisinin növü gücləndiricinin çıxış enerjisinin növündən fərqlənə bilər. Məsələn, elektromaşın gücləndiricisində mühərrikin mexaniki enerjisi çıxışda elektrik enerjisinə çevrilir.

İstifadə olunan köməkçi enerjinin növünə görə gücləndiricilər elektrik, hidravlik, pnevmatik və qarışıq olurlar. Gücləndiricilərin güc üzrə güclənmə əmsalları 10-dan 10 milyona qədər dəyişirlər. Ən böyük güclənməni rele, zolotnik və lülə (axın) gücləndiriciləri verə bilirlər.

Şək. 1. Gücləndiricilərin statik xarakteristikaları:

a– xətti gücləndirici; b – qeyri-həssas zonalı qeyri-xətti gücləndirici;

c- rele növlü qeyri-xətti gücləndirici.

Gücləndiricilərin təsnifatı aşağıda göstərilmişdir:

Elektromexanik gücləndiricilərə icra orqanları elektrik kontaktları şəkilində olan müxtəlif relelər aiddirlər.

Elektron gücləndiricilər güclənmə əmsallarının çox böyük quymətə (10⁴ ...10⁸), kiçik giriş gücünə və təcrübi olaraq ətalətsizliyə malik olmaları ilə xarakterizə edilirlər.

- qədim yunan dilindəki “pnevma” – külək, üfürmək sözündən əmələ

gəlmişdir.

Gücləndiricilərin çıxış və giriş kəmiyyətləri arasındakı asılılığı müəyyən edən statik xarakteristikaların forması xətti və qeyri-xətti ola bilərlər.

Yarımkeçirici gücləndiricilər yüksək etibarlılıq, mühüm xidmət müddəti, kiçik omlu (kiçik müqavimətli) giriş və az gücün tələb edilməsi, kiçik ölçülər və çəki titrəməyə qarşı dayanıqlıq, geniş çeşidlilik kimi xassələrə malikdirlər. Güclənmə əmsalı 10³...10⁶-dır.

Maqnit gücləndiriciləri tərpənən hissələrə malik olmayıb uzun ömürlüdürlər, titrəmələrə və zərbələrə həssas deyillər, gərginliyin böyük dəyişmələrində bilavasitə dəyişən cərəyan şəbəkəsində dayanıqlı işləyirlər. Güclənmə əmsalı 10³...10⁵-dir.

Hidravlik və pnevmatik gücləndiricilər mexaniki momenti və qüvvəni artırmaq üçündür. Adətən onlar icra elementləri – servo mühərriklər kimi istifadə olunurlar. Onlar titrəmədən və silkələnmədən qorxmurlar, quruluşuna görə nisbətən sadədirlər, cəld işləməyə malikdirlər və çıxışda 100 kVt-a qədər güc almağa imkan verirlər. Güclənmə əmsalı 10⁴...10⁵-ə çata bilir.

Elektromaşın gücləndiriciləri çıxış gücü 100 kVt-a qədər, güc üzrə güclənmə əmsalı 10³...10⁴ olub nisbətən kiçik ətalətlidirlər. EMG-nin əsas istismar nöqsanı onun fırlanma hissələrə malik olmasıdır. Belə ki, fırçaların qığılcımlanması güclənmə əmsalının dərhal dəyişməsinə səbəb olur. Bundan əlavə güclənmə əmsalı fırlanma sürətindən və dolaqların temperaturundan asılıdır.
MAQNİT GÜCLƏNDİRİCİLƏRİ
İstər işə buraxma və tormozlama proseslərini avtomatik idarə etmək, istərsədə asinxron mühərriklərin və sabit cərəyan mühərriklərinin sürətinini tənzimləmək, təcrübədə çox tez-tez idarə siqnalının qütblülüyün-dən asılı olaraq yükdəki cərəyan müxtəlif istiqamətə dəyişmək üçün elektrik intiqallarının idarəetmə sxemlərində, həmçinin bir çox başqa avtomatika qurğularında maqnit gücləndiriciləri çox geniş tətbiq edilir. Maqnit gücləndiricisi kiçik güclü sabit cərəyan və ya başqa tezlikli dəyişən cərəyan vasitəsilə nisbətən böyük dəyişən cərəyan gücünü idarə etmək üçün lazım olan elektromaqnit aparatdır.

Sadə drossel maqnit gücləndiricisi dəyişən induktivlik-dən ibarətdir (Şək. 2.)

Şək. 2. Maqnitlənmiş drosselin elektrik sxemi

Maqnit gücləndiricilərinin iş prinsipi dəyişən cərəyanda ferromaqnit materialların maqnit nüfuzluluğunun sabit maqnitlənmə cərəyanından asılılığına əsaslanır. Odur ki, onlar maqnit gücləndiriciləri adlanırlar.

Maqnit gücləndiriciləri tərpənən hissələrə malik olmayıb uzun ömürlüdürlər, titrəməyə və zərbələrə həssas deyillər, gərginliyin böyük dəyişmələrində bilavasitə dəyişən cərəyan şəbəkəsində dayanıqlı işləyirlər.

Maqnit gücləndiricilərində girişdə (sabit cərəyan dolağında) kiçik güc sərf edərək çıxışda xeyli artırılmış güc al-maq olur, yəni onlar böyük gücləndirmə əmsalına malikdir ( 10³ …10⁵ ). Ona görə də onları çox kiçik sabit cərəyan siqnallarını gücləndirmək üçün istifadə edirlər.

Elektrik aparatı olan maqnit gücləndiricisində siqnalı gücləndirmək üçün idarəolunan induktiv müqavimətdən

istifadə olunur.

Maqnitlənmə artdıqda µ_a mütləq maqnit nüfuzluluğu azalır və ona mütənasib olaraq güc dolağının L₂ induktiv müqaviməti azalır. Deməli 2 güc dolağının induktivliyi L₂ və µ_a maqnit nüfuzluluğuna mütənasib olaraq dəyişir.
µ_a = µ µ₀,
burada µ_a – nisbi maqnit nüfuzluluğu;

µ₀ = 4π∙10ˉ⁷ maqnit sabiti olub, boşluqda maqnit sahəsini

xarakterizə edir, H/m.
, H.
burada W₂ – güc dolağının sarğılar sayı;

S – maqnit məftilinin en kəsiyi;

ℓ – maqnit məftilinin orta xəttinin uzunluğu.
Ona görə yükdəki cərəyan maqnitlənmə artdıqca aşağı-dakı ifadəyə müvafiq olaraq artacaqdır
,
burada R_у və X_у – yükün aktiv və induktiv müqavimətləri;

R₂ və ωL₂ – güc dolağının aktiv və induktiv müqavimətləri.

Sadə drossel maqnit gücləndiricisinin maqnit nüfuzluluğunun, induktivliyin və yük cərəyanının maqnitlənmə cərəyanından asılılıq əyriləri şək. 3. – də göstərilmişdir.

Şək. 3. Maqnit gücləndiricisinin µ_a =ƒ(İ ₌) ; L_a =ƒ(İ ₌) ;

İ_yük =ƒ(İ ₌) xarakteristikaları

Sadə maqnit gücləndiricisi mühüm nöqsana malikdir. 2 dolağından dəyişən cərəyan axdıqda 1 idarə dolağında maqnit gücləndiricisinin idarə edilməsini çətinləşdirən və giriş siqnalını təhrif edən dəyişən gərginlik yaranır. Böyük sarğılar sayına malik olan 1 dolağında induksiyalanan e.h.q – sinin qiyməti 2 dolağındakı gərginliyə nisbətən daha çox ola bilər.

Bu hadisəni aradan qaldırmaq üçün maqnit gücləndirici-si iki П şəkilli nüvələrdə yaxud dolaqları şəkildəkinə müvafiq olaraq yerləşdirilmiş Ш şəkilli nüvədə yığılır (Şək. 4.).

Şək. 4. Maqnit gücləndiricisinin qoşulma sxemi:

a – konstruksiya; b – əvəzetmə sxemi

İdarə dolağı daxili nüvədə, dəyişən cərəyan dolağı isə kənar nüvələrdə elə yerləşdirilir ki, daxili maqnit məftilindəki ~ Ф maqnit selləri qiymətcə bərabər, istiqamətcə əksinə olsun. Bu halda orta nüvədəki ümumi maqnit seli sıfra bərabər olacaq və idarə dolaqlarında e.h.q – si induksiyalanmayacaqdır.

Yalnız bir sabit cərəyan (idarə) dolağına malik olan maqnit gücləndiricisi maqnitlənmə cərəyanının hər iki istiqamətini eyni dərəcədə hiss edir (şək.2.). Lakin təcrübədə çox tez-tez idarə siqnalının qütblülüyündən asılı olaraq yükdəki cərəyanın müxtəlif istiqamətdə dəyişməsi tələb olunur. Belə effekti sabit maqnit seli ilə başlanğıc maqnitlənmə yaradaraq almaq olar. Bunun üçün daxili çubuqda yerdəyişmə (sürüşmə) W_s dolağı adlanan əlavə sabit cərəyan dolağı yerləşdirilir. Sürüşmə dolağı adətən U_s sabitləşdirilmiş sabit cərəyan mənbəyindən qidalanır.

Əks rabitəli maqnit gücləndiriciləri daha çox təcrübi tətbiqə malikdirlər. Əks rabitəli maqnit gücləndiriciləri iki növ olurlar: xarici və daxili əks rabitəli.

Yükün düzləndirilmiş cərəyanını xüsusi əks rabitə dolağına (W_ə.r) vermək yolu ilə həyata keçirilən əks rabitəyə xarici əks rabitə deyilir (Şək. 5.).

Şək. 5. Xarici əks rabitəli MG -nin əvəzetmə sxemi

Gücləndiricinin dəyişən cərəyan dolağının birinə ardıcıl bir periodlu düzləndirici qoşmaqla həyata keçirilən əks rabitəyə daxili əks rabitə deyilir (Şək. 6.).


Şək. 6. Daxili əks rabitəli MG - nin əvəzetmə sxemi

Maqnit gücləndiriciləri eyni zamanda xarici və daxili əks rabitələrə malik ola bilər.

Sürüşmə dolaqlı maqnit gücləndiricisinin (şək. 4.) idarə xarakteristikası şək. 7-də göstərilmişdir.

Xarici (şək. 5.) və daxili (şək. 6.) əks rabitəli maqnit gücləndiricilərinin idarə xarakteristikları şək. 7. a,b – də verilmişdir.

Şək. 7. Sürüşmə do- Şək. 8. Xarici (a) və daxili (b)

laqlı MG – nin idarə əks rabitəli MG – nin idarə

xarakteristikası xarakteristikası

Maqnit gücləndiricisinin rele rejimindəki xarakteristikaları şək. 9-da göstərilmişdir.

Şək. 9. Maqnit gücləndiricisinin rele rejimindəki xarakteristikaları:

a – sürüşmə dolaqlı; b – maqnit qütbləşmiş rele

HİDRAVLİK VƏ PNEVMATİK GÜCLƏNDİRİCİLƏR
Hidravlik yaxud pnevmatik icra mexanizminin idarəedici bəndinin yerini dəyişdirən və eyni zamanda giriş siqnalını gücləndirən qurğuya hidravlik yaxud pnevmatik gücləndirici deyilir.

Kənd təsərrüfatı texnikasında hidravlik gücləndiricilər daha çox istifadə olunurlar. Onlar səyyar maşınların avtomatik qurğularında, xüsusi asma aqreqatların idarə edilməsində, traktor və kombaynların avtomatik idarə sistemlərində istifadə olunurlar.

Hidrogücləndiricilər iki əsas blokdan (idarəedici və icra) ibarətdir. Bloklar öz aralarında yağ boruları ilə birləşirlər. İdarəedici orqan kimi zolotniklər, lülə (axın) boruları və ucluqqapayıcı tipli qurğular tətbiq olunurlar.

Zolotnikli idarəedici orqanlı hidrogücləndiricinin sxemi şək. 10. göstrəril-mişdir.

HG

Şəkil 10. İdarəedici orqanı zolotnik olan hidrogüclndiricinin sxemi.

1. Silindrik zolotnikinə 3 borusu ilə təzyiq altında yağ verilir. Zolotnikin hərəkət edən hissəsi ikiqat pistondan ibarətdir və elə hazırlanır ki, orta neytral vəziyyətdə 0 5 kanalının m və n pəncərələrini bir vaxtda bağlayır. Beləliklə, zolotnikdən servomotora işçmi yağın yolunu kəsir. Zolotnikin pistonu öz neytral vəziyyətindən yuxarıya doğru yerini dəyişdikdə servomotorun silindrinin yuxarı hissəsi zolotnik vasitəsilə 3 təzyiq borusu ilə, aşağı hissəsi isə 4 boşalma borusu ilə birləşir. 7 pistonunun hər iki tərəfindəki təzyiqlər fərqi nəticəsində piston aşağı hərəkət edir. Zolotnikin 2 pistonu öz neytral vəziyyətindən aşağıya doğru hərəkət etdikdə 7 pistonu yuxarıya doğru hərəkət edəcəkdir.

Lülə (axım) borulu hidrogücləndiricinin sxemi şək. 11-də göstərilmişdir.

Nasosdan

boşalmaya

Şəkil 11. Axım borulu hidrogücləndiricinin sxemi.

Şəkil 12. İdarəedici orqanı ucluq-qapayıcı olan hidrogücləndiricinin prinsipial sxemi.

Şəkil 13. Hidrogücləndiricinin dinamik xarakteristikaları.

a- əks rabitəsiz; b- əks rabitəli.

Gücləndiricinin 1 gövdəsində konus şəkilli oturmaya malik olan 2 lülə borusu yerləşmişdir. Lülə borusunun ilk vəziyyəti 7 yaylı tənzimləyici yiv vasitəsilə dəyişdirilir. Lülə borusu “0” oxu ətrafında 3 itələyicisinin təsiri altında kiçik bucaq qədər yuxarı yaxud aşağı dönə bilir. İtələyici verici ilə rabitədə olur. Oturmanın əks tərəfində a və b pəncərələrinə malik olan iki qəbuledici ucluq yerləşdirilmişdir. Onlar 5 icra mexanizminin boşluqları ilə 6 boru kəmərləri vasitəsilə birləşmişlər. Lülə borusuna işçi maye nasosdan təzyiq altında vurulur. Borunun konus şəkilli oturmasında maye axınının sürəti artır, ona görə də kinetik enerji ehtiyatı artır. Lülə borusunun neytral vəziyyətində maye təzyiq altında a və b hər iki giriş pəncərələri üzrə paylanırlar, icra mexanizmi ilk dayanıq vəziyyətdə qalır. Lülə borusu neytral vəziyyətindən meyl etdikdə qəbul ucluğunun birində təzyiq artır, ikincidə isə azalır. Təzyiqlər fərqi nəticəsində icra mexanizminin 4 ştoku qədər yerdəyişir. Gücləndiricinin gövdəsinə yağ kəməri birləşmişdir ki, bunun da vasitəsilə yağ baka boşalır.

İdarəedici orqanı ucluq-qapayıcı olan hidrogücləndiricinin prinsipial sxemi şək. 12-də göstərilmişdir.

Ucluq və qapayıcı dəyişən keçid kəsikli drossel qurğusunun əmələ gətirir. Kəllə ilə qapayıcı arasındakı boşluğun qiyməti vericidən alınmış x giriş kəmiyyətindən asılıdır. Qapayıcının vəziyyəti dəyişdikdə ucluqdan axan işçi mayenin sərfi dəyişir, bunun nəticəsində icra orqanının yerdəyişməsinə təsir edən bu mayenin P₂ təzyiqi dəyişir.

Baxılan hidrogücləndiricilərin sxemləri birkaskadlı adlanır. Yüksək həssaslıqla və idarəedici orqan tərəfindən az qüvvə sərf etməklə çıxışda daha böyük güc almaq üçün bir neçə kaskadlı (pilləli) güclənmə qurğuları tətbiq olunurlar. Bir sıra hallarda pnevmohidravlik yaxud elektrohidravlik çoxkaskadlı gücləndiricilər tətbiq olunurlar. Burada birinci kaskad pnevmatik yaxud elektrik elementi, sonrakı kaskad isə hidravlik element olur.