圖3 控制電路原理圖
D型連接器1、2端子施加28Vd.c.激勵(lì)電壓,當(dāng)端子4為高電平時(shí),激勵(lì)電壓施加到線圈L1上,線圈L1上有電流通過,并生產(chǎn)電磁力帶動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作,射頻開關(guān)S1閉合、S2斷開,由于RC沖放電電路,隨著充電的連續(xù),電容C兩端電壓不斷升高,當(dāng)完全截止時(shí),線圈L1上電流為零。由于本產(chǎn)品為自保持型,即使線圈L1電流變?yōu)榱銜r(shí),機(jī)構(gòu)并不發(fā)生翻轉(zhuǎn),仍保持在如圖所示狀態(tài),當(dāng)需要發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí),只需在D型連接器端子5施加高電平,原理同上。
本項(xiàng)目產(chǎn)品的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間不大于15ms,為了保證產(chǎn)品可靠動(dòng)作,線圈中電流的持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于25ms,該時(shí)間由電容充電時(shí)間決定,其理論計(jì)算公式如下:
05(暫缺)
式(1)中:C為充電電容,R為充電回路電阻,V為電容終電壓,V0為電容初始電壓,Vt為t時(shí)刻電容電壓。
(2)電磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)
射頻同軸繼電器類產(chǎn)品中,用電磁力驅(qū)動(dòng)是普遍的方法,通常電磁系統(tǒng)采用的類型主要是“平衡旋轉(zhuǎn)式”和“螺旋管式”。“平衡旋轉(zhuǎn)式”電磁系統(tǒng)其優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)軸兩端銜鐵部分質(zhì)量相對平衡,對轉(zhuǎn)軸的總力矩為“零”,可以耐較高的沖擊、振動(dòng),以保證惡劣環(huán)境下的可靠性。“螺旋管式”電磁系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是磁的利用率較高,磁路系統(tǒng)的漏磁小,鐵芯的行程較大。
依據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用于機(jī)載條件,電磁系統(tǒng)采用了“平衡旋轉(zhuǎn)式”結(jié)構(gòu),見圖4,磁路原理見圖5。
HL-磁鋼磁勢;(IW)-線圈通電時(shí)產(chǎn)生的磁勢;R鋼-磁鋼磁阻; R芯-鐵芯磁阻; R軛-軛鐵磁阻;R銜-銜鐵磁阻;Rδx-磁鋼與銜鐵間氣隙磁阻; Rδ1-銜鐵在左回路中氣隙磁阻;Rδ2-銜鐵在右回路中氣隙磁阻。
當(dāng)線圈在激勵(lì)狀態(tài)下,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的靜態(tài)吸力F為:
φm2、φm1為磁鋼的磁通量,由公式(3)求得:
式(3)中:Hm導(dǎo)磁體中的磁場強(qiáng)度,由磁鋼的去磁曲線求得,lm為磁鋼的長度,k1為修正系數(shù),Rδ為氣隙磁阻,μ0為真空磁導(dǎo)系數(shù),S為極靴面積。
φn為線圈的磁通量,由公式(4)求得: