Силы и моменты в цилиндрическом электростатическом подвесе - page 9

оценить коэффициентом, %
η
1
=
|
c
3
1
c
3
2
|
|
c
3
1
+
c
3
2
| ·
100 %
.
При отклонении зазоров подвесов в разные стороны от номиналь-
ного зазора на 5% коэффициент перекрестной связи
η
1
принимает
значение 14,9%, если же подвесы сделаны некачественно и отклоне-
ние составляет 10%, то
η
1
= 26
,
6
%.
При
c
1
=
c
2
перекрестная связь исчезает и
F
X
1
можно представить
как
F
X
1
=
c
X
1
¯
x
;
c
X
1
= 2
A
1
k
1
=
4
k
1
h
C
¯
y
11
2
C
¯
x
y
13
ϕ
0
э
,
где
c
X
1
<
0
. Сила и перемещение здесь имеют разные знаки, поэтому
можно говорить о том, что
F
X
1
стремится ликвидировать смещение.
В связи с этим составляющую
F
X
1
будем называть стабилизирующей.
В противоположность
F
X
1
составляющая
F
X
2
всегда имеет поло-
жительную крутизну по
¯
x
, т.е. является дестабилизирующей составля-
ющей. Естественно, одним из условий устойчивости подвеса являет-
ся преобладание стабилизирующей составляющей над дестабилизи-
рующей, т.е. должно выполняться соотношение
|
F
X
2
/F
X
1
|
<
1
. Если
учесть, что
k
1
= Δ
ϕ/
¯
x
=
ϕ
0
э
/
¯
x
max
, где
¯
x
max
— линейная зона подвеса,
на границе которой
Δ
ϕ
=
ϕ
0
э
, то при
c
1
=
c
2
получаем (в процентах)
η
2
=
F
X
2
F
X
1
·
100 =
= ¯
x
max
C
¯
x
2
11
+
C
¯
y
2
11
+
C
¯
x
2
12
+
C
¯
y
2
12
4
C
¯
x
2
y
2
13
C
¯
y
11
2
C
¯
x
y
13
·
100
.
(16)
Из выражения (16) видно, что дестабилизирующая составляющая
увеличивается с ростом линейной зоны
¯
x
max
; с этой точки зрения наи-
более выгодным является подвес с нулевой линейной зоной (релейное
управление).
Коэффициенты электростатической индукции, входящие в выра-
жение (16), сложным образом зависят от таких параметров подвеса,
как зазор, линейные и угловые размеры электродов, их взаимного рас-
положения, и проследить аналитическую зависимость
η
2
от этих пара-
метров не представляется возможным. Учитывая это, оценим влияние
зазора
h
(как одного из основных параметров, определяющих макси-
мальную силу подвеса) на
η
2
для конкретных типоразмеров опытного
образца прибора с цилиндрическим подвесом (см. рис. 2):
L
= 55
мм
;
l
1
= 1
мм
;
l
0
= 11
мм
;
θ
0
= 50
;
a
= 7
,
5
мм
.
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2009. № 1 45
1,2,3,4,5,6,7,8 10,11,12,13
Powered by FlippingBook