Электродвигатели как исполнительные механизмы автоматических систем

Общие характеристики. Конструктивно электродвигательные механизмы обычно выполняются с вращательным движением выходного вала и реже с поступательным перемещением выходного штока. Однооборотные исполнительные механизмы с углом поворота выходного вала 120°.. 270° используются в приводе таких регулирующих органов: упоров, заслонок, кранов, шиберов. Многооборотные электродвигательные механизмы применяются для привода запорных вентилей, дросселей, задвижек, перекладчиков, сбрасывателей. Выходной вал, кроме вращательного, при помощи устройства гайка-винт может обеспечить поступательное движение, например, для привода сбрасывателя. У постоянно вращающихся исполнительных механизмов крутящий момент от вала электродвигателя к регулирующему органу передается через электромагнитные муфты, редукторы и другие преобразователи.

Двухфазные асинхронные электродвигатели. Двухфазные асинхронные электродвигатели нашли применение в АСР и маломощных следящих системах приборного типа. Они входят в комплект некоторых автоматических потенциометров и мостов, бытовой техники.

Однооборотные исполнительные механизмы (ИМ). На базе двухфазных, трехфазных, асинхронных электродвигателей строится широкий класс однооборотных исполнительных механизмов типа МЭО на 220 В, на 380 В и др. Используются они для привода задвижек, заслонок, шиберов, сбрасывателей. В частности, исполнительный механизм МЭО (рис. 3) представляет собой асинхронный двухфазный электродвигатель М, который через редуктор Р приводит во вращение регулирующий орган РО кривошипного типа, воздействующий на объект управления. На противоположном валу ротора установлен кулачок К, воздействующий при крайних положениях регулирующего органа на концевые выключатели S2, S3, отключая двигатель М. Показывающий и сигнализирующий прибор ПС_Т указывает положение регулирующего органа РО. Прибор ПС_Г включен с потенциометром R3, движок которого кинематически связан с ротором

двигателя М. Величина угла поворота, при котором срабатывают конечные выключатели S2, S3, задается соответствующей установкой кулачка К. Включение, реверсирование и отключение двигателя М осуществляется ключом S1 автоматического или ручного устройства управления. Сопротивления R1, R2 уменьшают выбег двигателя при его остановке.

Электрические исполнительные механизмы с электродвигателями постоянного тока. Электродвигатель постоянного тока имеет преимущества перед другими типами электроприводов по величине диапазона плавного регулирования скорости и больших пусковых моментах. Особенно целесообразно использовать эти электродвигатели для объектов, где нагрузка имеет ударный или толчкообразный характер и где необходим широкий диапазон плавного регулирования скорости. Двигатели имеют достаточно высокое быстродействие, высокий КПД. Это и обусловило широкое применение электродвигателей постоянного тока с комплектными тиристорными преобразователями в системах регулирования подачи шпалорезных установок, лесопильных рам, деревообрабатывающих станков.

Рис. 3. Однооборотный исполнительный механизм

Электродвигатели постоянного тока классифицируются на двигатели с электромагнитным возбуждением и с возбуждением от постоянных магнитов.

Шаговые двигатели бывают с кинематической связью между ротором и статором (храповые устройства), они имеют невысокое быстродействие и малый срок службы, применяются редко.

ШД с электромагнитной связью между ротором и статором (синхронные электродвигатели). Эти ШД относятся к системам частотного регулирования синхронного электродвигателя с широким диапазоном изменения скорости. В ШД обмотки возбуждаются, питаются прямоугольными или ступенчатыми импульсами напряжения с изменяющейся частотой, что обеспечивает дискретное вращение электромагнитного поля и вращение ротора в виде дискретной последовательности элементарных угловых перемещений.

ШД с электронным коммутатором осуществляет преобразование унитарного кода управления в угол поворота вала, каждому импульсу управления соответствует поворот вала на фиксированный угол. Скорость вращения и суммарный угол поворота вала пропорциональны соответственно частоте и числу импульсов управления.

Регулирующие органы (клапаны, задвижки, заслонки, краны) составляют часть объектов регулирования, вследствие чего их характеристики существенно влияют на характеристики объектов. При автоматизации производства требуется заказывать регулирующий орган, определив предварительно его тип, диаметр

и характеристику, или приспосабливать имеющийся на объекте. Установленные на производственных агрегатах вентили, задвижки и т. д. используются обычно для запирания трубопроводов, поэтому их размеры и характеристики часто не удовлетворяют требованиям автоматического регулирования.

Пропускной характеристикой регулирующего органа называют зависимость между расходом через него жидкости или газа G (по отношению к максимальному расходу) и ходом затвора 1, перекрывающего поток (по отношению к полному ходу), а конструктивной характеристикой–зависимость между площадью проходного сечения и ходом затвора. При постоянном

перепаде давления на регулирующем органе эти характеристики совпадают. Возможные характеристики представлены на рис. 1, а.

Характеристика 1 показывает, что регулирующее воздействие уменьшается с возрастанием расхода и при постоянной скорости перемещения затвора скорость регулирования при малых расходах во много раз больше, чем при больших. Это неблагоприятно для регулирования и может заметно ухудшить его качество.

Рис 1. Регулирующие клапаны: а – характеристики, б – устройство

При характеристиках 3 и 4 увеличению расхода соответствует возрастание регулирующего воздействия, поэтому, если скорость перемещения затвора постоянна, при больших нагрузках скорость регулирования оказывается более высокой, чем при малых расходах. Подобные характеристики широко используют на практике так же, как и прямолинейные 2. Наиболее широко при автоматическом регулировании применяют регулирующие клапаны, устройство которых показано на рис. 1, б. Клапан состоит из корпуса 1, фигурной перегородки 2 с седлом 3 и затвора (плунжера) 4, укрепленного на штоке 5, перемещающемся в сальнике 6. В односедельном клапане 1 регулируемая среда действует на плунжер с одной стороны и усилие для перемещения штока, равное произведению площади плунжера на перепад давлений в закрытом состоянии, может оказаться большим, что потребует применения довольно мощного исполнительного механизма. В двухседельном клапане // давление среды действует на верхнюю и нижнюю полости затвора, силы взаимно уравновешиваются и перемещение затвора не требует значительных усилий.

Для волокнистой массы, а также вязких и волокнистых сред применяются шланговые /// и диафрагмовые IV регулирующие органы, имеющие резиновый шланг 7 или мембрану 8. Их основным преимуществом является отсутствие помех движению среды. Шланговое устройство пригодно только для регулирования, а диафрагмовое может служить и для запирания трубопровода. Регулирующие клапаны изготовляют с логарифмической параболической и прямолинейной характеристиками.

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: