Игумнов Н. П. Типовые элементы и устройства систем автоматического управления (стр. 23 из 33)
Недостатки муфты: низкий КПД из-за значительных потерь на вихревые токи, низкие габаритно-массовые показатели.
Контрольные вопросы:
1. Чем отличаются электромагниты постоянного и переменного токов?
2. Что такое тяговая характеристика электромагнита?
3. Каково назначение электромагнитных муфт в автоматических системах?
4. Приведите классификацию электромагнитных муфт?
5. Какие существуют типы фрикционных муфт и как они работают?
6. Как устроены и работают ферропорошковые муфты?
7. Каковы назначения и особенности работы муфт скольжения?
Глава 6. Электрические исполнительные механизмы постоянной скорости
Электродвигательные исполнительные механизмы постоянной скорости по характеру действия делят на позиционные и пропорциональные. В качестве исполнительных двигателей таких механизмов используют одно-, двух- и трехфазные короткозамкнутые асинхронные двигатели.
6.1 Позиционные исполнительные механизмы
К таким механизмам относятся механизмы типа ДР (поворотные или прямолинейные), ДР-1 (поворотные) и др.
Схема исполнительного механизма ДР, рисунок 6.1 включает однофазный конденсаторный двигатель с редуктором 1, устройство старт-контактов с блокирующей шиной 2 и скользящего контакта 3, который приводится в движение рабочим валом. Исполнительный механизм имеет два фиксированных положения рабочего вала соответственно при левом и правом положениях скользящего контакта. Пусть скользящий контакт 3 расположен на левом старт-контакте. При этом исполнительный механизм работает только при включении управляющего контакта К1. после начала работы двигателя скользящий контакт переходит на блокирующую шину и двигатель работает, минуя блок управления контактов, до тех пор, пока скользящий контакт не перейдет на правый старт-контакт. В этом случае цепь двигателя разрывается. Для повторного включения двигателя необходимо включение управляющего контакта К2. Контакты К1 и К2 включаются с помощью релейного блока управления РБУ или кнопочных станций оператором.
Рисунок 6.1 – Схема исполнительного механизма типа ДР
Технические данные исполнительных механизмов ДР, ДР-1: мощность двигателя р = 60 Вт; частота вращения n = 1500 об/мин; шесть пар сменных шестерен; перестановочный момент Мпс = 3,2 ÷ 10 Н·м; время одного оборота Тс = 20 ÷ 240 с; ДР; ДР-1 используют в системах автоматики с двухпозиционными регуляторами.
6.2 Пропорциональные исполнительные механизмы
Такими являются механизмы с резисторными или индуктивными устройствами обратной связи типа ПР, ИМ, КДУ, МЭО, МЭМ, МЭК и др.
В электрических схемах исполнительных механизмов типа ПР-1М используется двухфазный асинхронный двигатель, блок управляющих контактов, конечные выключатели SQ1, SQ2 и резисторное устройство обратной связи, рисунок 6.2, а. При замыкании контакта К1 напряжение на одну из обмоток двигателя подается непосредственно от сети, а на другую – через конденсатор С (емкость конденсатора обеспечивает сдвиг 900 между фазами тока в обмотках). Двигатель вращается в одном направлении. При замыкании контакта К2 двигатель реверсируется. Контакты SQ1 и SQ2 включаются последовательно с соответствующими контактами К1 и К2, обеспечивая разрыв цепи питания двигателя при подходе регулирующего органа к крайним положениям.
Ниже приведены технические данные исполнительных механизмов:
| ПР-1М | ИМ | |
| Мощность, Гном, Вт……………………………………….. | 60 | 25 |
| Частота вращения, n, об/мин……………………………… | 1500 | 3000 |
| Данные редуктора (передаточное отношение i)………….. | 6 пар сменных шестерен | |
| Перестановочный момент М, Н м………………………… | 3,2 – 10 | 20 |
| Время одного оборота Тс, с………………………………… | 20 – 240 | 120 |
| Сопротивление резисторного датчика Rос обратной связи, Ом……………………………………………………….. | 185 | 120 |
| Напряжение U, В…………………………………………… | 24 | 12 |
| Угол поворота вала φ, град………………………………… | 0 - 180 | 5 - 120 |
У исполнительных механизмов типа КДУ (колонки дистанционного управления) используют трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель с редуктором, реверсивный магнитный пускатель с ключом управления КУ и дистанционным указателем положения ДУП. В КДУ-1 используют резисторный, а в КДУ-2 - индуктивный указатели положения.
Принципиальная схема КДУ приведена на рисунке 6.2, б. Ключом управления КУ включают цепи трехфазного реверсивного магнитного пускателя, обеспечивая требуемое направление вращения исполнительного двигателя (вперед, назад). Движок резистивного датчика указателя ДУП связан с рабочим валом. Резистор указателя ДУП с сопротивлением R образует мостовую измерительную схему, в диагональ которой включен миллиамперметр, проградуированный в процентах от максимального угла поворота рабочего вала. Для ограничения угла поворота в колонке используют концевые выключатели SQ1 – SQ4. Выключатели SQ1 и SQ3 служат для предупреждающей сигнализации. При приближении к крайнему положению размыкается SQ1 и зажигается сигнальная лампа. Если ключ управления не выключен, то исполнительный механизм продолжает работать до отключения SQ2. теперь движение исполнительного механизма возможно при противоположном положении ключа КУ с использованием в цепи управления выключателей SQ2 и SQ4. В КДУ предусмотрен штурвал ручного поворота рабочего вала.
а – типа ПР-1М; б – типа КДУ
Рисунок 6.2 – Схемы исполнительных механизмов
Электрический исполнительный механизм постоянной скорости типа МЭО однооборотный и предназначен для перемещения регулирующего органа в системах релейного регулирования и дистанционного управления.
Принципиальная электрическая схема исполнительного механизма типа МЭО приводится на рисунке 6.3. На клеммы 1 – 2 выведены концы обмотки возбуждения электродвигателя ОВ, последовательно с которой включен конденсатор С. Обмотка управления ОУ выведена на клеммы 3 – 4. параллельно с обмоткой управления включена обмотка электромагнита ЭМ тормозного механизма.
Преобразователи предельной информации по своему назначению бывают концевыми и предельных моментов. Первые выключают электродвигатели при достижении исполнительным устройством заданного положения, вторые – при превышении заданного предельного момента в системе «электродвигатель - редуктор». Основой этих устройств являются различного рода контактные и бесконтактные переключатели; из них наиболее распространены контактные микропереключатели. Переключатель (В1 – В4) имеет один размыкающий и один замыкающий контакты с независимыми цепями.
Микропереключатели конструктивно объединены в один узел, унифицированный для различных исполнительных механизмов; таким узлом является блок типа БДИ-6. На передней его стенке находится шкала местного указателя положения со стрелкой и флажки для указания пределов настройки конечных положений.
Дифференциально – трансформаторный датчик состоит из корпуса, внутри которого помещены две одинаковые катушки. Внутри катушек находится сердечник, перемещение которого вызывает перераспределение падений напряжений на катушках датчика. Датчики положения используются для подачи сигналов на дистанционные указатели положения регулирующего органа и в качестве отрицательной обратной связи на вход регулятора.
Рисунок 6.3 – Электрическая схема исполнительного механизма типа МЭО
В механизмах МЭО могут устанавливаться и другие модификации датчиков положения: реостатный БДР или токовый БСПТ. В БДР встроены четыре реостата на 120 Ом с токосъемниками и контактными кольцами, в БСПТ – блоки магнитных датчиков и усилителей.
Рассмотрим блок сигнализации положения реостатный БСПР-12. Блок предназначен для установки в электрические исполнительные механизмы с целью преобразования положения выходного органа механизма в электрический сигнал, сигнализации и блокирования в крайних положениях или промежуточных положениях выходного органа. Для визуального наблюдения положения выходного органа блок может иметь шкалу со стрелкой.
Блок состоит из следующих основных составных частей: блока микропереключателей в составе 4-х микропереключателей и блока датчика, рисунок 6.4.
1- корпус; 2 – микропереключатели; 3 – кулачок; 4 – вал; 5 – гайка; 6 - шарик;
7 – резистор; 8, 9 – шестерни;
Рисунок 6.4 – Блок без шкалы
Блок микропереключателей состоит из корпуса 1 с установленными на нем микропереключателями 2.
Микропереключатели предназначены для ограничения перемещения и сигнализации положения выходного вала механизма. Микропереключатели расположены компактно и образуют собственно блок концевых выключателей БКВ. Каждый микропереключатель имеет размыкающийся и замыкающийся контакты с раздельными выводами на контакты штепсельного разъема механизма.