Игумнов Н. П. Типовые элементы и устройства систем автоматического управления (стр. 24 из 33)
Четыре кулачка закреплены на валу 4 с помощью гайки 5.
При повороте вала кулачка через шарики 6, упор, пружину нажимают на толкатели микропереключателей и вызывают их срабатывание.
Блок датчика предназначен для преобразования углового перемещения выходного механизма в пропорциональный электрический сигнал.
Блок датчика состоит из закрепленного на корпусе 1 резистора 7, соединенного с валом 4 посредством зубчатой передачи, состоящей из шестерен 8 и 9.
При повороте вала 4 на полный рабочий ход валик резистора проходит полный диапазон.
Блок может быть изготовлен в одном из двух исполнений: с указателем положения выходного вала, состоящим из шкалы 10 и стрелки 11, рисунок 6.5 и 6.6 или без указателя положения рисунок 6.4. Шкала крепится к корпусу блока винтами 12.
Схема электрическая принципиальная блока приведена на рисунке 6.7.
10 – шкала; 11 – стрелка; 12 - винт
Рисунок 6.5 – Блок со шкалой
Рисунок 6.6 – Блок со шкалой на диапазон регулирования 1800
Рисунок 6.7 – Схема электрическая принципиальная БСПР-12
Рисунок 6.8 – Схема управления исполнительным механизмом типа МЭО
На рисунке 6.8 и приведены схемы соединений регулирующих приборов с пускателями и исполнительными механизмами.
Если регулируемая величина отклоняется от заданного значения за пределы зоны нечувствительности регулирующего прибора, на выходе электронного блока прибора появляется сигнал, в результате чего пускатель срабатывает и включает электродвигатель исполнительного механизма, который начинает перемещать регулирующий орган в сторону восстановления заданного значения регулируемой величины. В этот момент, когда воздействие устройства обратной связи уравновесит воздействие внешнего сигнала, поступающего от преобразователей, катушки пускателей обесточатся и электродвигатель остановится. Периодические включения электродвигателя будут происходить до тех пор, пока значение регулируемой величины не станет равным заданному.
Чтобы уменьшить угол выбега исполнительного механизма, после отключения электродвигателя от сети параллельно одной из фаз обмотки двигателя через нормально замкнутые блок-контакты магнитного пускателя включается электрический тормоз ЭМ. Тормоз имеет электромагнитный привод в виде соленоида, включаемого параллельно с обмоткой управления двигателя. При обесточенном электромагните с помощью рабочей пружины обеспечивается необходимое усилие торможения. При появлении силового напряжения на управляющей обмотке электродвигателя появляется ток и в обмотке соленоида. Якорь втягивается и отводит тормозную колодку от вала электродвигателя. При исчезновении напряжения на управляющей обмотке соленоид обесточивается, и вал электродвигателя тормозится с помощью пружины и тормозной колодки.
Исполнительные механизмы МЭО выпускаются в различных модификациях, отличающихся номинальным крутящим моментом на выходном валу (первая цифра), номинальным временем полного хода выходного вала исполнительного механизма в секундах (вторая цифра), номинальным полным ходом выходного вала в оборотах (третья цифра).
Примеры обозначений исполнительных механизмов МЭО:
| МЭО-16/25-0,25 | МЭО-250/25-0,25 |
| МЭО-16/63-0,25 | МЭО-250/63-0,25 |
| МЭО-40/10-0,25 | МЭО-400/160-0,63 |
| МЭО-100/10-0,25 | МЭО-630/25-0,25 |
| МЭО-100/25-0,25 | МЭО-630/63-0,25 |
Примеры обозначений выпускаемых исполнительных механизмов типа МЭОБ и МЭОК:
| МЭОБ-25/100-1 | МЭОК-25/100-1 |
| МЭОБ-25/100-2 | МЭОК-25/100-2 |
| МЭОБ-25/100-3 | МЭОК-25/100-3 |
| МЭОБ-63/100-1 | МЭОК-63/100-1 |
| МЭОБ-63/100-2 | МЭОК-63/100-2 |
| МЭОБ-63/100-3 | МЭОК-63/100-3 |
Последняя цифра означает тот или иной вариант использования блока сервомотора.
6.3 Исполнительные механизмы переменной скорости
Электрические исполнительные механизмы переменной скорости используют в системах автоматики непрерывного действия. Скорость управления через управляющее устройство непрерывного действия плавно изменяет скорость перестановки исполнительного органа механизма. В таких исполнительных механизмах используют двухфазные и трехфазные асинхронные двигатели, частота вращения которых изменяется регулированием подведенного напряжения переменного тока. Широко используются исполнительные механизмы с бесконтактным управлением ИМ-Б, БИМ, МЭК-Б и др., так как они наиболее полно отвечают современным требованиям улучшения качества и надежности работы систем автоматического управления.
Рассмотрим схему бесконтактного управления исполнительным механизмом переменной скорости с двухфазным асинхронным двигателем, рисунок 6.3.1, а. В управляющую часть схемы входят ФЧУВ, магнитные усилители МУ1 и МУ2 и цепь обратной связи по частоте вращения исполнительного двухфазного асинхронного двигателя, использующая косвенный метод измерения частоты вращения двигателя, использующая косвенный метод измерения частоты вращения двигателя путем введения положительной обратной связи по току от трансформатора тока ТА и отрицательной обратной связи по напряжению от трансформатора напряжения ТV. Рабочие обмотки усилителей МУ1 и МУ2 включают последовательно с обмотками двухфазного асинхронного двигателя. Сдвиг по фазе в 900 между токами в обмотках двигателя обеспечивается за счет конденсатора С, включенного параллельно обмоткам двигателя. Вращение двигателя через редуктор воздействует на регулирующий орган РО.
В зависимости от значения и фазы управляющего сигнала переменного тока U~вх изменяются токи в выходных цепях ФЧУВ, а следовательно, и сопротивления рабочих обмоток МУ. Если при одной фазе управляющего сигнала открывается МУ1 и запирается МУ2, то при изменении фазы входного сигнала на 1800 запирается МУ1 и открывается МУ2. При этом двухфазный асинхронный двигатель реверсируется. Если U~вх = 0, то МУ1 и МУ2 не подмагничены, сопротивление рабочих обмоток МУ одинаковы и значительно превосходят сопротивления обмоток двигателя. На конденсаторе С напряжение равно нулю и двигатель неподвижен. Частота вращения двухфазного асинхронного двигателя в рассматриваемой схеме зависит от значения управляющего сигнала Uвх.
Для расширения диапазона пропорциональной зависимости между частотой вращения двигателя и управляющим сигналом используют отрицательную обратную связь по частоте вращения. Коэффициент пропорциональности определяется значением обратной связи в зависимости от положения движка делителя напряжения сопротивления Roc. Конечные выключатели SQ1, SQ2, включенные в цепях управления усилителя МУ, обеспечивают останов двигателя при подходе исполнительного органа механизма к крайним положениям.
Следует отметить, что в крайних положениях исполнительного органа возможны колебательные процессы из-за нелинейности характеристик МУ и особенностей их балансировки.
Рисунок 6.9 – Схемы бесконтактного управления исполнительными механизмами
переменной скорости с двухфазным (а) и трехфазным (б) двигателями
На рисунке 6.9, б приведена принципиальная схема бесконтактного управления исполнительного механизма с трехфазным асинхронным двигателем. В управляющую часть схемы входят: ФЧУВ – для управления магнитными усилителями МУ1 и МУ2 в зависимости от входного сигнала переменного тока U~вх; МУ1 и МУ2 – для усиления сигналов постоянного тока, управляющие блоком из пяти дросселей насыщения БДН; цепь обратной связи по частоте вращения исполнительного трехфазного асинхронного двигателя, использующей косвенный метод с сигналами от ТА и TV.
В отличии от предыдущей схемы здесь выходной ток усилителей МУ1 и МУ2 выпрямляется. Он является током управления пятью дросселями насыщения. В зависимости от значения и фазы управляющего сигнала на входе ФЧУВ устанавливаются частота и направление вращения вала двигателя. Для расширения диапазона пропорциональной зависимости между частотой вращения двигателя и управляющим сигналом настраивается отрицательная обратная связь по частоте с помощью делителя напряжения сопротивления Roc. Конечные выключатели SQ1 и SQ2, ограничивающие перемещение исполнительного органа механизма, включены в цепи управления соответственно магнитных усилителей МУ1 и МУ2.
При увеличении тока Iу1 через управляющую обмотку усилителя МУ1 подмагничивается группа дросселей (1, 2, 5) и на статорные обмотки двигателя подается напряжение, обеспечивающее вращение двигателя. При увеличении тока Iу2 через управляющую обмотку усилителя МУ2 подмагничивается другая группа дросселей (3, 4, 5) и на обмотки двигателя подается напряжение, вызывающее вращение двигателя в обратном направлении. Вращение двигателя через редуктор Ред воздействует на регулирующий орган РО объекта управления.