Ταξινόμηση ηλεκτροκινητήρων

Ένας ηλεκτρικός ενεργοποιητής στα συστήματα ελέγχου αναφέρεται συνήθως ως μια συσκευή σχεδιασμένη να κινεί το σώμα εργασίας σύμφωνα με τα σήματα από τη συσκευή ελέγχου.

Τα σώματα εργασίας μπορεί να είναι διάφοροι τύποι βαλβίδων πεταλούδας, βαλβίδες, βαλβίδες, πύλες, πτερύγια οδήγησης και άλλα σώματα ρύθμισης και κλεισίματος ικανά να αλλάξουν την ποσότητα ενέργειας ή ουσίας εργασίας που εισέρχεται στο αντικείμενο ελέγχου. Σε αυτή την περίπτωση, η κίνηση των σωμάτων εργασίας μπορεί να είναι τόσο μεταφορική όσο και περιστροφική μέσα σε μία ή περισσότερες περιστροφές. Επομένως, ο μηχανισμός κίνησης, με τη βοήθεια του σώματος εργασίας, επηρεάζει άμεσα το ελεγχόμενο αντικείμενο.

Οι ενεργοποιητές είναι συσκευές που επηρεάζουν μηχανικά τις φυσικές διεργασίες μετατρέποντας τα ηλεκτρικά σήματα στην απαιτούμενη δράση ελέγχου. Όπως οι αισθητήρες, οι ενεργοποιητές πρέπει να ταιριάζουν κατάλληλα για κάθε εφαρμογή. Οι ενεργοποιητές μπορεί να είναι δυαδικοί, διακριτοί ή αναλογικοί.Ο συγκεκριμένος τύπος για κάθε εργασία επιλέγεται λαμβάνοντας υπόψη την απαιτούμενη ισχύ εξόδου και ταχύτητα.

Γενικά, ο ηλεκτρικός ενεργοποιητής αποτελείται από έναν ηλεκτρικό ενεργοποιητή, έναν μειωτήρα, μια μονάδα ανάδρασης, έναν αισθητήρα ένδειξης θέσης στοιχείου εξόδου και διακόπτες ορίου.

Ως ηλεκτρική κίνηση στους κινητήρες ηλεκτρομαγνήτες, ή ηλεκτροκινητήρες με μειωτήρα για μείωση της ταχύτητας κίνησης του στοιχείου εξόδου σε μια τιμή που επιτρέπει την άμεση σύνδεση αυτού του στοιχείου (άξονας ή ράβδου) με το σώμα εργασίας.

Οι κόμβοι ανάδρασης έχουν σχεδιαστεί για να εισάγουν στον βρόχο ελέγχου μια δράση ανάλογη με το μέγεθος της μετατόπισης του στοιχείου εξόδου του ενεργοποιητή και επομένως του μέλους εργασίας που αρθρώνεται με αυτόν. Με τη βοήθεια τερματικών διακοπτών, η ηλεκτρική κίνηση του ηλεκτροκινητήρα απενεργοποιείται όταν το στοιχείο εργασίας φτάσει στις τελικές του θέσεις, για να αποφευχθεί πιθανή ζημιά στις μηχανικές συνδέσεις, καθώς και να περιοριστεί η κίνηση του στοιχείου εργασίας.

Κατά κανόνα, η ισχύς του σήματος που παράγεται από τη ρυθμιστική συσκευή είναι ανεπαρκής για την άμεση κίνηση του στοιχείου εργασίας, επομένως ο ενεργοποιητής μπορεί να θεωρηθεί ως ενισχυτής ισχύος, στον οποίο ένα αδύναμο σήμα εισόδου, ενισχυμένο πολλές φορές, μεταδίδεται στο στοιχείο εργασίας.

Όλοι οι ηλεκτροκινητήρες, που χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους κλάδους των σύγχρονων τεχνολογιών για την αυτοματοποίηση των βιομηχανικών διεργασιών, μπορούν να χωριστούν σε δύο κύριες ομάδες:

1) ηλεκτρομαγνητική

2) ηλεκτροκινητήρας.

Η πρώτη ομάδα περιλαμβάνει κυρίως ηλεκτρομαγνητικούς κινητήρες σχεδιασμένους για τον έλεγχο διαφόρων τύπων βαλβίδων ελέγχου και διακοπής, βαλβίδων, τροχαλιών κ.λπ. ενεργοποιητές με διάφορους τύπους ηλεκτρομαγνητικών συνδέσμων... Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα των ηλεκτρικών ενεργοποιητών αυτής της ομάδας είναι ότι η δύναμη που απαιτείται για την αναδιάταξη του σώματος εργασίας δημιουργείται από έναν ηλεκτρομαγνήτη, ο οποίος αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του ενεργοποιητή.

Για λόγους ελέγχου, οι μηχανισμοί ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας χρησιμοποιούνται γενικά μόνο σε συστήματα on-off. Στα αυτόματα συστήματα ελέγχου ως ακραία στοιχεία χρησιμοποιούνται συχνά ηλεκτρομαγνητικούς συμπλέκτες, οι οποίοι υποδιαιρούνται σε συμπλέκτες τριβής και συρόμενους συμπλέκτες.

Η δεύτερη, επί του παρόντος πιο κοινή ομάδα περιλαμβάνει eElectric ενεργοποιητές με ηλεκτρικούς κινητήρες διαφόρων τύπων και σχεδίων.

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες αποτελούνται συνήθως από έναν κινητήρα, ένα κιβώτιο ταχυτήτων και ένα φρένο (μερικές φορές το τελευταίο μπορεί να μην είναι διαθέσιμο). Το σήμα ελέγχου πηγαίνει στον κινητήρα και στο φρένο ταυτόχρονα, ο μηχανισμός απελευθερώνεται και ο κινητήρας οδηγεί το στοιχείο εξόδου. Όταν εξαφανιστεί το σήμα, ο κινητήρας σβήνει και το φρένο σταματά τον μηχανισμό. Η απλότητα του κυκλώματος, ο μικρός αριθμός στοιχείων που εμπλέκονται στη διαμόρφωση της ρυθμιστικής δράσης και οι υψηλές λειτουργικές ιδιότητες έχουν κάνει τους ενεργοποιητές με ελεγχόμενους κινητήρες τη βάση για τη δημιουργία κινητήρων για σύγχρονα βιομηχανικά συστήματα αυτόματου ελέγχου.

Υπάρχουν, αν και δεν χρησιμοποιούνται ευρέως, ενεργοποιητές με μη ελεγχόμενους κινητήρες που περιέχουν μηχανικό, ηλεκτρικό ή υδραυλικό συμπλέκτη που ελέγχεται από ηλεκτρικό σήμα.Το χαρακτηριστικό τους χαρακτηριστικό είναι ότι ο κινητήρας σε αυτά λειτουργεί συνεχώς καθ 'όλη τη διάρκεια λειτουργίας του συστήματος ελέγχου και το σήμα ελέγχου από τη συσκευή ελέγχου μεταδίδεται στο σώμα εργασίας μέσω του ελεγχόμενου συμπλέκτη

Οι κινητήρες με ελεγχόμενους κινητήρες, με τη σειρά τους, μπορούν να χωριστούν ανάλογα με τη μέθοδο κατασκευής του συστήματος ελέγχου μηχανισμών με έλεγχο επαφής και χωρίς επαφή.

Η ενεργοποίηση, η απενεργοποίηση και η αντιστροφή των ηλεκτρικών κινητήρων των ηλεκτροκινητήρων ελεγχόμενων από επαφή πραγματοποιείται με χρήση διαφόρων συσκευών ρελέ ή επαφής. Αυτό καθορίζει το κύριο διακριτικό χαρακτηριστικό των ενεργοποιητών με έλεγχο επαφής: σε τέτοιους μηχανισμούς, η ταχύτητα του στοιχείου εξόδου δεν εξαρτάται από το μέγεθος του σήματος ελέγχου που εφαρμόζεται στην είσοδο του ενεργοποιητή και η κατεύθυνση της κίνησης καθορίζεται από το σύμβολο (ή φάση) αυτού του σήματος. Επομένως, οι ενεργοποιητές με έλεγχο επαφής ονομάζονται συνήθως ενεργοποιητές με σταθερή ταχύτητα κίνησης του σώματος εργασίας.

Προκειμένου να επιτευχθεί μια μέση μεταβλητή ταχύτητα κίνησης του στοιχείου εξόδου του ηλεκτροκινητήρα με έλεγχο επαφής, χρησιμοποιείται ευρέως ο παλμικός τρόπος λειτουργίας του ηλεκτροκινητήρα του.

Οι περισσότεροι ενεργοποιητές που έχουν σχεδιαστεί για κυκλώματα ελεγχόμενης επαφής χρησιμοποιούν αναστρέψιμους κινητήρες. Η χρήση ηλεκτρικών κινητήρων που περιστρέφονται μόνο προς μία κατεύθυνση είναι πολύ περιορισμένη, αλλά εξακολουθεί να συμβαίνει.

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες χωρίς επαφή χαρακτηρίζονται από αυξημένη αξιοπιστία και επιτρέπουν σχετικά εύκολη επίτευξη τόσο σταθερής όσο και μεταβλητής ταχύτητας κίνησης του στοιχείου εξόδου.Ηλεκτρονικοί, μαγνητικοί ή ημιαγωγικοί ενισχυτές, καθώς και ο συνδυασμός τους, χρησιμοποιούνται για έλεγχο χωρίς επαφή των ηλεκτροκινητήρων. Όταν οι ενισχυτές ελέγχου λειτουργούν σε λειτουργία ρελέ, η ταχύτητα κίνησης του στοιχείου εξόδου των ενεργοποιητών είναι σταθερή.

Τόσο οι ηλεκτροκινητήρες με ελεγχόμενη επαφή όσο και οι ηλεκτροκινητήρες χωρίς επαφή μπορούν επίσης να χωριστούν σύμφωνα με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά.

Κατόπιν προηγούμενης συμφωνίας: με περιστροφική κίνηση του άξονα εξόδου — μονή στροφή. με περιστροφική κίνηση του άξονα εξόδου — πολλαπλή στροφή. με σταδιακή κίνηση του άξονα εξόδου — ευθεία.

Από τη φύση της δράσης: δράση θέσης. αναλογική δράση.

Με σχεδιασμό: σε κανονική σχεδίαση, σε ειδική σχεδίαση (αντοχή στη σκόνη, αντιεκρηκτική, τροπική, θαλάσσια κ.λπ.).

Ο άξονας εξόδου των ηλεκτροκινητήρων μονής στροφής μπορεί να περιστραφεί μέσα σε μία πλήρη περιστροφή.Τέτοιοι μηχανισμοί χαρακτηρίζονται από την ποσότητα της ροπής του άξονα εξόδου και τον χρόνο πλήρους περιστροφής του.

Σε αντίθεση με τους μηχανισμούς πολλαπλών στροφών μιας στροφής, ο άξονας εξόδου των οποίων μπορεί να κινηθεί μέσα σε πολλές, μερικές φορές σημαντικό αριθμό στροφών, χαρακτηρίζεται επίσης από τον συνολικό αριθμό στροφών του άξονα εξόδου.

Οι γραμμικοί μηχανισμοί έχουν μεταφορική κίνηση της ράβδου εξόδου και εκτιμώνται από τη δύναμη στη ράβδο, την τιμή της πλήρους διαδρομής της ράβδου, τον χρόνο της κίνησής της στο τμήμα πλήρους διαδρομής και την ταχύτητα κίνησης του σώματος εξόδου στο στροφές ανά λεπτό για μονή στροφή και πολλαπλή στροφή και σε χιλιοστά ανά δευτερόλεπτο για γραμμικούς μηχανισμούς.

Ο σχεδιασμός των οδηγών θέσης είναι τέτοιος που με τη βοήθειά τους τα σώματα εργασίας μπορούν να ρυθμιστούν μόνο σε ορισμένες σταθερές θέσεις.Τις περισσότερες φορές υπάρχουν δύο τέτοιες θέσεις: "ανοιχτή" και "κλειστή". Στη γενική περίπτωση είναι δυνατή και η ύπαρξη μηχανισμών πολλαπλών θέσεων. Οι μονάδες δίσκου θέσης συνήθως δεν διαθέτουν συσκευές για τη λήψη σήματος ανάδρασης θέσης.

Οι αναλογικοί ενεργοποιητές είναι δομικά τέτοιοι ώστε να εξασφαλίζουν, εντός των καθορισμένων ορίων, την εγκατάσταση του σώματος εργασίας σε οποιαδήποτε ενδιάμεση θέση, ανάλογα με το μέγεθος και τη διάρκεια του σήματος ελέγχου. Τέτοιοι ενεργοποιητές μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συστήματα αυτόματου ελέγχου θέσης και P, PI και PID.

Η ύπαρξη ηλεκτροκινητήρων τόσο κανονικής όσο και ειδικής σχεδίασης διευρύνει σημαντικά τους πιθανούς τομείς της πρακτικής εφαρμογής τους.