Кулачковые контроллеры

Электрическая проводимость чистого полупроводника определяется количеством собственных носителей п, и р,. Подсчитаем их число по (2.1), предварительно подставив в нее значения параметров германия при комнатной температуре: Т = 300 К; А = = 1,02- 1019 см~3; ф3 = 0,67 В. Получим п<- = р,-«0,5-1013 см~3. Если считать, что в кристаллической решетке германия в каждом кубическом сантиметре объема находится 4,42-1022 атомов, то, следовательно, один свободный электрон (или дырка) приходится почти на девять миллиардов атомов вещества. В кремнии при той же темпе ратуре число свободных электронов n,-«0,5-109 см"3, т. е. намного меньше, чем у германия. Это объясняется тем, что у кремния ширина запрещенной зоны заметно больше. Таким образом, электрическая проводимость чистых полупроводников весьма низкая из-за относительно малого числа носителей.

Разрешенные энергетические зоны кристаллов состоят из большого количество близких друг к другу подуровней. Количество таких подуровней в несколько раз превышает количество атомов в кристалле, число которых достигает К)23 в одном кубическом сантиметре. Если ширину разрешенной зоны разделить на количество подуровней, то окажется, что раз-

Заряженные частицы в газовом промежутке могут возникать, например, под действием ультрафиолетовых, рентгеновских или космических лучей: если газовый промежуток между двумя электродами, к которым приложено напряжение, облучить рентгеновскими лучами, то в каждом кубическом сантиметре газа будет образовываться около 107 пар/сек заряженных частиц. Под действием электрического поля эти частицы устремляются: положительно заряженные — к катоду, отрицательно заряженные — к аноду. Некоторая их доля достигнет электродов и нейтрализуется на них,

Полупроводниковые приборы по сравнению с электровакуумными имеют небольшие размеры и массу, потребляют мало электроэнергии и, кроме того, имеют более высокий КПД, срок службы и большую надежность. Все это способствовало переходу на уплотненный печатный монтаж и созданию малогабаритных узлов в виде модулей и микромодулей, в которых плотность упаковки достигла 5—20 элементов в кубическом сантиметре.

Учитывая, что в каждом кубическом сантиметре объема германия находится примерно 4,4 • 1022 атомов, можно заключить, что один свободный электрон приходится на миллиард атомов вещества.

В соответствии с принятой терминологией микросхема — это микроэлектронное изделие, имеющее плотность монтажа не менее пяти элементов в одном кубическом сантиметре объема, занимаемого схемой, и рассматриваемое как единое конструктивное целое.

Микросхемой1) называют микроэлектронное изделие, имеющее эквивалентную плотность монтажа не менее пяти элементов в одном кубическом сантиметре объема, занимаемого схемой, и рассматриваемое как единое конструктивное целое. В интегральной микросхеме все или часть элементов нераздельно связаны и электрически соединены между собой. Плотность упаковки элементов (степень интеграции) в микросхеме может достигать десятков тысяч элементов в одном кубическом сантиметре.

14,1 МэВ получает нейтрон. Эта реакция происходит при нагреве до сверхвысокой температуры с удержанием ее некоторое время, в течение которого должна прореагировать определенная доля тяжелых ядер водорода. Скорость реакции также растет с увеличением плотности вещества, которая определяется числом ядер в кубическом сантиметре. Для того чтобы мощность, выделенная в плазме при термоядерных реакциях, покрывала мощность, потребляемую реактором, необходимо иметь определенный параметр (произведение плотности на время удержания) при рабочей температуре. Это условие называется критерием Лоусона.

изолированным ядром более понятно с помощью ядерного сечения, в то время как изучение ядерного взаимодействия нейтрона, движущегося в куске урана, легче проводить с помощью понятия средней длины свободного пробега. Для последнего случая иногда используется понятие макроскопического ядерного сечения, величина которого равняется произведению микроскопического ядерного сечения (то есть обычного ядерного сечения для отдельного ядра) на число ядер, содержащихся в одном кубическом сантиметре данного вещества (урана). Теперь давайте вернемся к выводу, приведенному ранее без каких-либо обоснований,— о том, что в природном уране свободные нейтроны вероятнее всего должны поглощаться (без последующего ядерного расщепления) ядрами урана-238. Дело все в том, что для нейтронов с энергиями порядка 1000 эВ и выше ядерное сечение их поглощения ядрами урана-238 почти сравнимо с ядерным сечением расщепления ядер ура-на-235, вызываемого этими же нейтронами. А поскольку

по сравнению с энергией, которую приобретают частицы в современных ускорителях. Все дело в том, что случайные флюктуации (колебания) могут придать отдельному протону энергию, намного превосходящую среднее значение при таких температурах. Благодаря этой энергии протон при последующем столкновении уже с большей вероятностью вступит в реакцию ядерного синтеза, чем рассеется. Но прежде чем вступить в реакцию синтеза, каждый отдельный протон может «ожидать» своей флюктуации миллионы лет (столько же времени мы должны ожидать случайной реакции синтеза в ускорителе). Поскольку в центре Солнца плотность вещества превосходит плотность воды более чем в 100 раз, то в каждом кубическом сантиметре солнечного вещества должно содержаться более 1025 протонов. Из них лишь ничтожная часть вступает в реакцию ядерного синтеза, и это обстоятельство, а также то, что скорость выделения энергии в данном процессе очень мала для одного протона (миллионы лет «ожидания»), обеспечивает постоянство солнечного излучения на время, начиная с момента образования Солнечной системы и кончая истощением водородного топлива (по крайней мере через несколько миллиардов лет). При этом «ничтожная часть» солнечных протонов на самом деле составляет огромную величину — несколько миллионов в секунду, что и объясняет огромное энерговыделение Солнца за столь малый промежуток времени. Таким образом, чрезвычайно высокая реальная скорость выделения энергии солнечным веществом достигается благодаря сочетанию исключительно больших значений плотности и температуры в недрах Солнца. С помощью различных оригинальных приспособлений ученые научились воссоздать на очень короткое время температуры, существующие внутри Солнца. Однако достигнуть в лабораториях еще и плотности порядка 1025 протонов в кубическом сантиметре — это далеко от наших возможностей.

(дейтронов и электронов) в одном кубическом сантиметре за одну секунду или при удержании плаз-мы с большей плотностью в те-

Кулачковые контроллеры способны осуществлять до 600 коммутационных операций в час. Их отключающая способность и износоустойчивость выше, чем у барабанных контроллеров. Как видно из 9.2, б, на валу контроллера 6 посажены кулачковые шайбы 4 и 4а с фигурным профилем. При повороте вала ролики 3 и За, оси вращения которых укреплены на деталях 5 и 5а, сбегают с выступов на кулачковых шайбах (или набегают на них). При этом детали 5 и 5а, поворачиваясь вокруг своих осей вращения О\ и Oz, замыкают (или размыкают) связанные с ними контактные системы 1—2 и 1а—2а. Движение контактов в сторону замыкания происходит под действием пружин F.

Силовые кулачковые контроллеры выпускаются для переключений как в цепях постоянного тока напряжением 220 и 440 El (типов ККП и КВ1), так и в цепях переменного тока (типа ККТ) на стандартные напряжения— 220 и 380 В. Электроприводы с контроллерами без динамического торможения обеспечивают диапазон регулирования частоты вращения в пределах 2,5:1... ...4:1, а при наличии динамического торможения с самовозбуждением — до 8:1. Каждый контроллер, как правило, управляет одним двигателем. Исключение составляет контроллер ККТ62, с помощью которого производится управление двумя двигателями механизмов перемещения.

Силовые кулачковые контроллеры выпускаются для переключений как в цепях постоянного тока напряжением 220 и 440 El (типов ККП и КВ1), так и в цепях переменного тока (типа ККТ) на стандартные напряжения— 220 и 380 В. Электроприводы с контроллерами без динамического торможения обеспечивают диапазон регулирования частоты вращения в пределах 2,5:1... ...4:1, а при наличии динамического торможения с самовозбуждением — до 8:1. Каждый контроллер, как правило, управляет одним двигателем. Исключение составляет контроллер ККТ62, с помощью которого производится управление двумя двигателями механизмов перемещения.

Контактная система состоит из перекатывающихся контактов / и 2. Положение контактов зависит от положения ролика 5; контакты замкнуты, если ролик перекатывается по участку шайбы с большим радиусом, и разомкнуты, когда ролик перемещается на участке с меньшим радиусом. В последнем случае рычаг 6 под действием приводной пружины 7 перемещается в направлении, указанном стрелкой. При замкнутых контактах надлежащая сила взаимного прижатия контактных элементов обеспечивается при помощи нажимной пружины 4. Вследствие набора кулачковых шайб 3 различного профиля при повороте вала контроллера соблюдается нужная последовательность замыканий и размыканий отдельных элементов управляемой цепи. В связи с установкой износоустойчивых перекатывающихся контактов кулачковые контроллеры допускают большее число включений в час, чем барабанные (до 600 включений в час при номинальном напряжении). В кулачковых контроллерах, как и в барабанных, применяется дугогашение посредством сочетания дугогасительной катушки /, камеры 2 и защитных рогов 3 ( 8-15).

В настоящее время выпускаются только кулачковые контроллеры. Командоконтроллеры также имеют эту конструкцию. Они устанавливаются взамен кнопочных станций главным образом в цепях управления реверсивными электродвигателями, работающими в повторно-кратковременном режиме. Пользование рукояткой командоконтроллера при этом проще и удобнее оперирования с кнопочными элементами. На 10-3 приведена конструктивная схема коман-доконтроллера.

Устройство контроллера кулачкового типа для управления двигателями переменного тока показано на 17-14. Подвижный контакт 9 укреплен на рычаге 5 и может вращаться относительно центра вращения рычага. Контакт 9 соединяется с зажимом вывода с помощью гибкой связи 4. Замыкание контактов и необходимое нажатие обеспечиваются пружиной 6, которая воздействует на рычаг 5 через шток 7. При повороте рукоятки контроллера кулачок 1 нажимает на ролик 2. При этом сжимается пружина 5 и контакты 8 и 9 размыкаются. Момент замыкания и размыкания контактов зависит от профиля кулачковой шайбы 3. Таким образом, в контроллере контакты замыкаются пружиной, а размыкаются кулачком, что обеспечивает разрыв контактов в случае их приваривания. Кулачковые контроллеры могут выполняться с числом кулачков до 15 — 16 или 30 — 32 при двух кулачках на контакт.

Кулачковые контроллеры допускают до 600 переключений в час. Они могут выполняться на большие токи по сравнению с барабанными. Контактное устройство их работает аналогично контактному устройству контакторов, т. е. каждый коммутационный элемент имеет дугогасительную систему. Поэтому они обладают высокой отключающей способностью. Управление контактами осуществляется фигурными кулачками. Передача движения через вращающийся ролик обеспечивает малый износ.

Кулачковые контроллеры ( 94) имеют контакты, на которые воздействуют фасонные кулачковые шайбы. При повороте вала / вращается кулачковая шайба 2, по которой скользит ролик 3, удерживая контакты 6 (подвижный) и 7 (неподвижный) в разомкнутом состоянии. Когда ролик 3 попадает в вырез на шайбе 2, он опускается и под действием пружин 4 и 5 контакты 6 и 7 замыкаются. Когда ролик 3 выйдет из выреза шайбы 2, он поднимается и контакты 6 и 7 вновь размыкаются.

Кулачковые контроллеры применяют в цепях электродвигателей больших мощностей с числом включений до 600 в час. Каждый кон-* тактный элемент имеет дугогасительное сопротивление.

Командоконтроллеры представляют собой небольшие кулачковые контроллеры, предназначенные для переключений в цепях управления с небольшими токами. Командоконтроллеры заменяют кнопки включения контакторов или пускателей, непосредственно включающих силовые цепи электродвигателей. Они позволяют одной рукояткой производить операции, которые осуществлялись тремя кнопками (Пуск — вперед, Пуск — назад и Стоп). Командоконтроллеры выпускают с разным числом контактов и рукояток. К схемам управления с командоконтроллерами прилагают таблицу включения его контактов при различных положениях рукояток.

Кулачковые контроллеры ( 17-9) допускают до 600 включений в час. Они могут выполняться на большие токи по сравнению с барабанными. Контактное устройство их работает аналогично контактному устройству контакторов, т. е. каждый коммутационный элемент снабжается дугогасительной системой. Поэтому они обладают высокой отключающей способностью. Управление контактами осуществляется фигурным кулачком. Передача движения через вращающийся ролик обеспечивает малый износ. Возможные выполнения: