Изучение исполнительных механизмов с регулирующими органами

Изучение исполнительных механизмов с регулирующими органами.

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1.1. Изучить исполнительные механизмы с регулирующими органами, разобраться с конструкцией и принципом действия.

2.  ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ.

2.1. Исполнительные механизмы иногда называют сервомеханизмами, сервоприводами и даже сервомоторами. Предназначены для силового воздействия на конечное звено автоматических систем – регулирующие органы (РО).

2.2. Классификация исполнительных механизмов. По назначению:

- двухпозиционные (выполняют операцию типа «открыто – закрыто»);

- многопозиционные (выполняют ступенчатое или плавное (аналоговое) регулирование).

По принципу действия:

- электрические (электромагнитные, электродвигатели);

- пневматические (мембранные, поршневые);

- гидравлические.

По конструктивному признаку:

- поршневые (с поступательным и вращающим приводами);

- электромагнитные;

- мембранные;

- электромоторные;

- комбинированные.

По принципу воздействия на регулирующий орган:

- силовые (воздействие осуществляется с применением определенного усилия);

- параметрические (воздействие связано с изменением какого-либо параметра или состояния вещества).

Основными показателями исполнительных механизмов характеризующих их регулирующую способность является: коэффициент усиления, а также скорость на выходе исполнительного механизма.

По скорости на выходе, исполнительные механизмы делятся:

- сервомоторы с постоянной скоростью;

- сервомоторы с пропорциональной скоростью (синхронный двигатель).

2.3. Электрические серводвигатели (электродвигатели). Чаще всего представляют собой трех фазный асинхронный двигатель с рабочим напряжением 220 или 380 В и частотой вращения до 1400 об/мин. Обычно сочленяются с редукторами (то есть часто двигатель и редуктор объединяются в одном корпусе). На выходном валу сервопривода крепится рычаг для соединения с регулирующим органом, который может работать с кулачком. Полный ход сервопривода такого рода соответствует повороту выходного вала на 90°. Время полного хода выходного вала называется временем сервопривода. Электрический сервопривод выпускают нескольких модификаций с двигателями разной мощности. Сервоприводами малой мощности типа РМ и РМБ. У них мощность на выходном валу – от 0,15 до 0,25 кВт. Вращающий момент выходного вала до 25 кг·м. Сервоприводы большой мощности (РБ) могут создать на выходном валу до 100-400 кг·м.

2.4. Однооборотные ИМ. Состоят из электродвигателя и силового редуктора; чаще всего в их состав входят концевые переключатели, датчик положения (индуктивный и потенциометрические преобразователи).

Концевые выключатели – это контактные устройства, которые должны срабатывать при крайнем положении выходного вала, положение срабатывания обычно задается кулачками, связанными с этим валом.

Датчиком положения называется преобразователь, по изменению параметров которого можно определить угол поворота выходного вала ИМ.

По построению схемы управления, бывают:

- механизмы с контактным управлением (реле, контакторы, магнитные пускатели).

- механизмы с бесконтактным управлением (магнитные усилители, тиристорные пусковые устройства).

Наиболее широко распространенными электрическим механизмом поворотного действия является МЭО (механизм электрический однооборотный). Принцип действия его рассмотрен в лабораторной работе «Принцип действия механизма однооборотного МЭО, конструкция, схема включения».

2.5. Пусковые устройства. Являются исполнительными устройствами, предназначенными для пуска, остановок и реверса устройств типа МЭО. Рассмотрим бесконтактные пусковые устройства, коммутация цепей. Встречаются схемы на тиристорах и симисторах. Так как тиристор не позволяет управлять переменным током, управление осуществляется диодной ячейкой (рис. 1), она представляет собой по сути двуполупериодный выпрямительный мост, в диагональ которого вместо сопротивления нагрузки включается тиристор. Задача ячейки обеспечить подачу питания на R_н (реально электродвигатель).