Εκτελεστικοί κινητήρες συνεχούς ρεύματος και ταχογεννήτριες

Εκτελεστικοί κινητήρες συνεχούς ρεύματος

Οι ενεργοποιητές συνεχούς ρεύματος είναι μηχανές χαμηλής ισχύος που χρησιμοποιούνται στον αυτοματισμό και την τηλεμηχανική, σε συστήματα αυτόματου ελέγχου, ρύθμισης και ελέγχου αυτοματοποιημένων εγκαταστάσεων, όπου μετατρέπουν το ηλεκτρικό σήμα μιας συσκευής μέτρησης —μια τάση ελέγχου— σε γωνιακή κίνηση ενός άξονα για να επηρεάσει της συσκευής ελέγχου, ρύθμισης ή ελέγχου... Σε περιπτώσεις όπου το σήμα εισόδου δεν επαρκεί για την κίνηση του κινητήρα μετάδοσης κίνησης, χρησιμοποιείται ένας μαγνητικός ή ημιαγωγικός ενισχυτής ισχύος.

Οι κινητήρες μετάδοσης κίνησης λειτουργούν συνήθως με συχνές εκκινήσεις, σταματήματα και αντιστροφές. Διαθέτουν σημαντική ροπή εκκίνησης και ταχύτητα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι εξαρτήσεις της ροπής και της ταχύτητας του οπλισμού από την τάση ελέγχου είναι σχεδόν γραμμικές.

Ανάλογα με το σύστημα τροφοδοσίας των ηλεκτρικών κυκλωμάτων, γίνεται διάκριση μεταξύ κινητήρων μετάδοσης κίνησης που ελέγχονται με οπλισμό και ελεγχόμενους με πόλο.Στον έλεγχο οπλισμού, η περιέλιξη ελέγχου είναι η περιέλιξη οπλισμού σε σχέση με την οποία η τάση ελέγχου τροφοδοτείται στους ακροδέκτες του και το σταθερό ρεύμα διέγερσης παρέχει μια ανεξάρτητη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας σταθερής τάσης. Στην περίπτωση ελέγχου πόλων, το πηνίο ελέγχου χρησιμεύει ως το πηνίο διέγερσης του πρωτεύοντος πόλου και η τάση ελέγχου τροφοδοτείται στους ακροδέκτες του και η τάση ακροδεκτών οπλισμού που έχει ρυθμιστεί από μια ανεξάρτητη πηγή τάσης συνεχούς ρεύματος παραμένει αμετάβλητη.

Συνήθως χρησιμοποιείται σύστημα διεύθυνσης αγκύρωσης. Η αντιστροφή της πολικότητας της τάσης ελέγχου προκαλεί την περιστροφή του οπλισμού προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Οι εκτελεστικοί κινητήρες συνεχούς ρεύματος κατασκευάζονται με ονομαστικές τιμές ισχύος από ένα κλάσμα του watt έως 600 W κανονικού και ειδικού σχεδιασμού.

Οι κινητήρες κανονικού σχεδιασμού είναι παρόμοιοι με μηχανές συνεχούς ρεύματος για γενική χρήση, αλλά διαφέρουν από αυτούς στο ότι το πλαίσιο με τους κύριους πόλους, όπως ο οπλισμός, συναρμολογείται από λεπτά φύλλα ηλεκτρικού χάλυβα μονωμένα μεταξύ τους, γεγονός που βελτιώνει τις ιδιότητες αυτών των μηχανών σε μεταβατικές συνθήκες. Επιπλέον, δεν υπάρχουν επιπλέον πόλοι σε αυτά τα μηχανήματα, αφού η αντίδραση οπλισμού είναι μικρή και οι διαδικασίες μεταγωγής είναι απολύτως ικανοποιητικές. Δεδομένου ότι η ταχύτητα του οπλισμού είναι χαμηλή, δεν υπάρχει ανεμιστήρας στον άξονα τέτοιων κινητήρων.

Οι κινητήρες ειδικού σχεδιασμού περιλαμβάνουν μαγνητοηλεκτρικές μηχανές με διέγερση του κύριου μαγνητικού πεδίου με χρήση μόνιμων μαγνητών, καθώς και μηχανές χαμηλής αδράνειας που διαφέρουν ως προς το σχεδιασμό του οπλισμού.Τα τελευταία περιλαμβάνουν: κινητήρες με κοίλο μη μαγνητικό οπλισμό - έναν κοίλο πλαστικό κύλινδρο με λεπτό τοίχωμα με συμπιεσμένο πηνίο από σύρμα χαλκού με εσωτερικό σταθερό σιδηρομαγνητικό μαγνητικό κύκλωμα τοποθετημένο σε θωράκιση ρουλεμάν και λιγότερο ανθεκτικούς κινητήρες με οπλισμό δίσκου - Λεπτός μη μαγνητικός δίσκος από κεραμικό, textolite, γυαλί και μερικές φορές αλουμίνιο με τυπωμένο πηνίο, το οποίο είναι ένα σετ συρμάτων από φύλλο χαλκού, ακτινικά τοποθετημένα και στις δύο πλευρές του δίσκου, πάνω στα οποία ολισθαίνουν βούρτσες ασημιού-γραφίτη. χαρακτηρίζονται από χαμηλή ροπή αδράνειας του οπλισμού, η οποία παρέχει υψηλή ταχύτητα του εκτελεστικού κινητήρα.

Η μάζα των εκτελεστικών κινητήρων συνεχούς ρεύματος είναι 2 — 4 φορές μικρότερη από τη μάζα των ασύγχρονων εκτελεστικών κινητήρων με την ίδια ονομαστική ισχύ και η απόδοσή τους στην ονομαστική ισχύ 5 ... 10 W είναι περίπου 0,3 και φτάνει σε τιμή 0,65 και λίγο υψηλότερη για κινητήρες με ονομαστική ισχύ 200 — 300 W.

Ταχογεννήτριες συνεχούς ρεύματος

Οι ταχογεννήτριες συνεχούς ρεύματος είναι μηχανές χαμηλής ισχύος που έχουν σχεδιαστεί για να μετατρέπουν μια μηχανική τιμή σε ηλεκτρικό σήμα - τάση εξόδου. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο και τη μέτρηση της ταχύτητας του άξονα μετάδοσης κίνησης στον οποίο είναι συνδεδεμένος ο άξονας της ταχογεννήτριας, οι σφιγκτήρες οπλισμού του οποίου συνδέονται με τη συσκευή μέτρησης. Επιπλέον, οι ταχογεννήτριες χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρομηχανικές υπολογιστικές συσκευές για την εκτέλεση υπολογιστικών λειτουργιών, καθώς και σε συσκευές αυτόματης επεξεργασίας των παραγόμενων σημάτων επιτάχυνσης και απόσβεσης.

Οι γεννήτριες Tacho είναι μαγνητοηλεκτρικές με διέγερση του κύριου μαγνητικού πεδίου μέσω μόνιμων μαγνητών και ηλεκτροδυναμικές με ηλεκτρομαγνητική διέγερση λόγω του μαγνητικού πεδίου. πηνίο διέγερσης που τροφοδοτείται από μια ανεξάρτητη πηγή τάσης συνεχούς ρεύματος.

Η τάση εξόδου της ταχογεννήτριας σε κατάσταση αδράνειας ποικίλλει γραμμικά ανάλογα με την ταχύτητα του οπλισμού και υπό φορτίο αυτή η γραμμικότητα διαταράσσεται κάπως και όσο περισσότερη, τόσο λιγότερη αντίσταση έχει η συσκευή μέτρησης που συνδέεται με τους σφιγκτήρες οπλισμού. Ωστόσο, για οποιαδήποτε ταχογεννήτρια υπάρχει ένα σχετικά μικρό εύρος μετρούμενων ταχυτήτων εντός του οποίου, δεδομένης μιας αρκετά μεγάλης αντίστασης συσκευής μέτρησης και των συνθηκών σταθερού κυκλώματος διέγερσης, το χαρακτηριστικό εξόδου μπορεί να θεωρηθεί πρακτικά γραμμικό.

Σχηματική συμπερίληψη ταχογεννήτριας συνεχούς ρεύματος ανεξάρτητης διέγερσης

Ένα σημαντικό μειονέκτημα των ταχογεννήτριων συνεχούς ρεύματος είναι η διακύμανση της τάσης εξόδου λόγω μιας ελαφριάς περιοδικής αλλαγής στη μαγνητική ροή λόγω του ανομοιόμορφου διακένου αέρα και της άνισης αγωγιμότητας του οπλισμού σε διαφορετικές ακτινικές κατευθύνσεις, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που προκαλούνται από τη δομή των δοντιών του. μαγνητικό κύκλωμα, καθώς και λόγω των κραδασμών των βουρτσών, της τραχύτητας και της ελλειπτικότητας του συλλέκτη και των διαδικασιών μεταγωγής — εξαλείφονται σε μεγάλο βαθμό σε μια ταχογεννήτρια κοίλου οπλισμού, η οποία έχει σχεδιαστεί με τον ίδιο τρόπο όπως ένας εκτελεστικός κινητήρας DC χαμηλής αδράνειας με παρόμοιο οπλισμό.

Η ανακρίβεια της τοποθέτησης των βουρτσών στη γεωμετρική ουδετερότητα του συλλέκτη του στροφόμετρου οδηγεί σε ασυμμετρία της τάσης εξόδου, δηλ.να δημιουργήσει δύο διαφορετικές τάσεις στην περιέλιξη του οπλισμού σε αντίθετες κατευθύνσεις της περιστροφής του με την ίδια ταχύτητα. Με τη σωστή διάταξη των βουρτσών, η ασυμμετρία τάσης κυμαίνεται από 0,3 έως 1% της ονομαστικής τάσης της ταχογεννήτριας.