Clasificarea acționărilor electrice

Un actuator electric în sistemele de control este denumit în mod obișnuit un dispozitiv conceput pentru a mișca corpul de lucru în conformitate cu semnalele de la dispozitivul de control.

Corpurile de lucru pot fi diferite tipuri de supape de accelerație, supape, supape, porți, palete de ghidare și alte corpuri de reglare și închidere capabile să modifice cantitatea de energie sau substanță de lucru care intră în obiectul de control. În acest caz, mișcarea corpurilor de lucru poate fi atât de translație, cât și de rotație în cadrul uneia sau mai multor rotații. Prin urmare, mecanismul de antrenare, cu ajutorul corpului de lucru, afectează direct obiectul controlat.

Actuatoarele sunt dispozitive care afectează mecanic procesele fizice prin conversia semnalelor electrice în acțiunea de control necesară. La fel ca senzorii, actuatoarele trebuie să fie adecvate pentru fiecare aplicație. Actuatoarele pot fi binare, discrete sau analogice.Tipul specific pentru fiecare sarcină este selectat luând în considerare puterea și viteza de ieșire necesare.

În general, actuatorul electric constă dintr-un actuator electric, un reductor, o unitate de feedback, un senzor indicator de poziție a elementului de ieșire și întrerupătoare de limită.

Ca acționare electrică în acționări electromagneti, sau motoare electrice cu reductor pentru a reduce viteza de deplasare a elementului de iesire la o valoare care sa permita conectarea directa a acestui element (arbore sau tija) cu corpul de lucru.

Nodurile de feedback sunt concepute pentru a introduce în bucla de control o acțiune proporțională cu mărimea deplasării elementului de ieșire al actuatorului și deci a elementului de lucru articulat cu acesta. Cu ajutorul întrerupătoarelor de limită, acţionarea electrică a acţionării este oprită atunci când elementul de lucru atinge poziţiile finale, pentru a evita eventualele deteriorări ale conexiunilor mecanice, precum şi pentru a limita mişcarea elementului de lucru.

De regulă, puterea semnalului generat de dispozitivul de reglare este insuficientă pentru mișcarea directă a elementului de lucru, prin urmare actuatorul poate fi considerat ca un amplificator de putere, în care un semnal de intrare slab, amplificat de multe ori, este transmis către element de lucru.

Toate acționările electrice, utilizate pe scară largă în diferite ramuri ale tehnologiilor moderne de automatizare a proceselor industriale, pot fi împărțite în două grupe principale:

1) electromagnetic

2) motor electric.

Prima grupă include în principal acționări electromagnetice concepute pentru a controla diferite tipuri de supape de control și închidere, supape, scripete etc. actuatoare cu diferite tipuri de cuplaje electromagnetice... O trăsătură caracteristică a actuatoarelor electrice din acest grup este că forța necesară pentru a rearanja corpul de lucru este creată de un electromagnet, care este parte integrantă a actuatorului.

În scopuri de control, mecanismele solenoide sunt utilizate în general numai în sistemele pornit-oprit. În sistemele de control automate sunt adesea folosite ca elemente de capăt ambreiaje electromagnetice, care sunt împărțite în ambreiaje cu frecare și ambreiaje cu alunecare.

Al doilea grup, cel mai comun în prezent, include actuatoarele electrice cu motoare electrice de diferite tipuri și modele.

Motoarele electrice constau de obicei dintr-un motor, o cutie de viteze și o frână (uneori, aceasta din urmă poate să nu fie disponibilă). Semnalul de control merge la motor și frână simultan, mecanismul este eliberat și motorul antrenează elementul de ieșire. Când semnalul dispare, motorul se oprește și frâna oprește mecanismul. Simplitatea circuitului, numărul mic de elemente implicate în formarea acțiunii de reglementare și proprietățile operaționale ridicate au făcut ca actuatoarele cu motoare controlate să fie baza pentru crearea de acționări pentru sistemele industriale moderne de control automat.

Există, deși nu sunt utilizate pe scară largă, actuatoare cu motoare necontrolate care conțin un ambreiaj mecanic, electric sau hidraulic controlat printr-un semnal electric.Caracteristica lor este că motorul din ele funcționează continuu pe toată durata de funcționare a sistemului de control, iar semnalul de control de la dispozitivul de control este transmis corpului de lucru prin ambreiajul controlat.

Acționările cu motoare controlate, la rândul lor, pot fi împărțite în funcție de metoda de construcție a sistemului de control al mecanismelor cu control de contact și fără contact.

Activarea, dezactivarea și inversarea motoarelor electrice ale acționărilor controlate prin contact se realizează folosind diverse relee sau dispozitive de contact. Aceasta definește principala caracteristică distinctivă a actuatoarelor cu control prin contact: în astfel de mecanisme, viteza elementului de ieșire nu depinde de mărimea semnalului de control aplicat la intrarea actuatorului, iar direcția de mișcare este determinată de semn. (sau faza) acestui semnal. Prin urmare, actuatoarele cu control prin contact sunt de obicei numite actuatoare cu o viteză constantă de mișcare a corpului de lucru.

Pentru a obține o viteză medie variabilă de mișcare a elementului de ieșire al unității cu control de contact, modul de funcționare în impuls al motorului său electric este utilizat pe scară largă.

Majoritatea actuatoarelor proiectate pentru circuite controlate de contact folosesc motoare reversibile. Utilizarea motoarelor electrice care se rotesc doar într-un singur sens este foarte limitată, dar se întâmplă totuși.

Acționările electrice fără contact se caracterizează printr-o fiabilitate crescută și permit atingerea relativ ușor atât de viteză constantă, cât și de viteză variabilă de mișcare a elementului de ieșire.Amplificatoarele electronice, magnetice sau semiconductoare, precum și combinația lor, sunt utilizate pentru controlul fără contact al unităților. Când amplificatoarele de control funcționează în modul releu, viteza de mișcare a elementului de ieșire al actuatoarelor este constantă.

Atât acționările electrice controlate prin contact, cât și cele fără contact pot fi, de asemenea, împărțite în funcție de următoarele caracteristici.

Prin acord prealabil: cu mișcare de rotație a arborelui de ieșire — o singură tură; cu mișcare de rotație a arborelui de ieșire — multi-turn; cu mișcarea incrementală a arborelui de ieșire — drept înainte.

După natura acțiunii: acțiune pozițională; acţiune proporţională.

După proiectare: în design normal, în design special (rezistent la praf, la explozie, tropical, marin etc.).

Arborele de ieșire al acționărilor cu o singură tură se poate roti într-o rotație completă.Astfel de mecanisme sunt caracterizate prin cantitatea de cuplu a arborelui de ieșire și timpul de rotație completă a acestuia.

Spre deosebire de mecanismele multi-turnări cu o singură tură, al căror arbore de ieșire se poate mișca în mai multe, uneori un număr semnificativ de rotații, este caracterizat și de numărul total de rotații ale arborelui de ieșire.

Mecanismele liniare au o mișcare de translație a tijei de ieșire și sunt evaluate de forța asupra tijei, valoarea cursei complete a tijei, timpul de mișcare a acesteia în secțiunea de cursă completă și viteza de mișcare a corpului de ieșire în rotații pe minut pentru o singură tură și mai multe ture și în milimetri pe secundă pentru mecanisme liniare.

Proiectarea dispozitivelor de poziție este astfel încât, cu ajutorul lor, corpurile de lucru pot fi reglate numai în anumite poziții fixe.Cel mai adesea există două astfel de poziții: „deschis” și „închis”. În cazul general este posibilă și existența mecanismelor cu mai multe poziții. Unitățile de poziție de obicei nu au dispozitive pentru a primi un semnal de feedback de poziție.

Actuatoarele proporționale sunt structural astfel încât să asigure, în limitele specificate, instalarea corpului de lucru în orice poziție intermediară, în funcție de mărimea și durata semnalului de comandă. Astfel de actuatoare pot fi utilizate atât în ​​sistemele de control automat pozițional, cât și P, PI și PID.

Existența acționărilor electrice atât de design normal, cât și special extinde foarte mult domeniile posibile de aplicare practică a acestora.