Sähkökäyttöjen luokitus

Ohjausjärjestelmien sähköistä toimilaitetta kutsutaan yleisesti laitteeksi, joka on suunniteltu liikuttamaan työkappaletta ohjauslaitteen signaalien mukaisesti.

Työkappaleet voivat olla erilaisia ​​kuristusventtiilejä, venttiileitä, venttiileitä, portteja, ohjaussiipiä ja muita säätö- ja sulkukappaleita, jotka pystyvät muuttamaan ohjausobjektiin tulevan energian tai työaineen määrää. Tässä tapauksessa työkappaleiden liike voi olla sekä translaatiota että pyörimistä yhden tai useamman kierroksen sisällä. Siksi käyttömekanismi vaikuttaa suoraan ohjattavaan kohteeseen työkappaleen avulla.

Toimilaitteet ovat laitteita, jotka vaikuttavat mekaanisesti fyysisiin prosesseihin muuntamalla sähköiset signaalit vaadituiksi ohjaustoiminnoiksi. Kuten anturit, toimilaitteet on sovitettava oikein jokaiseen sovellukseen. Toimilaitteet voivat olla binäärisiä, diskreettejä tai analogisia.Jokaisen tehtävän erityinen tyyppi valitaan ottaen huomioon vaadittu lähtöteho ja nopeus.

Yleisesti sähköinen toimilaite koostuu sähkötoimilaitteesta, alennussäätimestä, takaisinkytkentäyksiköstä, lähtöelementin asennonosoitinanturista ja rajakytkimet.

Sähkökäyttönä käytöissä sähkömagneetit, tai sähkömoottorit, joissa on vähennysventtiili, joka vähentää lähtöelementin liikenopeutta arvoon, joka mahdollistaa tämän elementin (akselin tai tangon) suoran liittämisen työkappaleeseen.

Takaisinkytkentäsolmut on suunniteltu tuomaan ohjaussilmukkaan toiminto, joka on verrannollinen toimilaitteen lähtöelementin ja siten sen kanssa nivelletyn työosan siirtymän suuruuteen. Rajakytkimien avulla käyttölaitteen sähköinen käyttö kytketään pois päältä, kun työelementti saavuttaa pääteasentojaan, jotta vältetään mekaanisten liitosten mahdolliset vauriot sekä rajoitetaan työelementin liikettä.

Pääsääntöisesti säätölaitteen tuottaman signaalin teho on riittämätön työelementin suoralle liikkeelle, joten toimilaitetta voidaan pitää tehovahvistimena, jossa heikko, monta kertaa vahvistettu tulosignaali välittyy toimiva elementti.

Kaikki sähkökäytöt, joita käytetään laajalti modernin teknologian eri aloilla teollisuusprosessien automatisoimiseksi, voidaan jakaa kahteen pääryhmään:

1) sähkömagneettinen

2) sähkömoottori.

Ensimmäiseen ryhmään kuuluvat pääasiassa sähkömagneettiset käyttölaitteet, jotka on suunniteltu ohjaamaan erilaisia ​​ohjaus- ja sulkuventtiilejä, venttiilejä, hihnapyöriä jne. toimilaitteet erityyppisillä sähkömagneettisilla kytkennöillä... Tämän ryhmän sähkötoimilaitteille on ominaista, että työkappaleen uudelleenjärjestelyyn tarvittava voima syntyy sähkömagneetilla, joka on kiinteä osa toimilaitetta.

Ohjaustarkoituksiin solenoidimekanismeja käytetään yleensä vain on-off-järjestelmissä. Automaattisissa ohjausjärjestelmissä päätyelementteinä käytetään usein sähkömagneettiset kytkimet, jotka on jaettu kitkakytkimiin ja liukukytkimiin.

Toiseen, tällä hetkellä yleisimpään ryhmään kuuluvat eSähkötoimilaitteet erityyppisillä ja -rakenteisilla sähkömoottoreilla.

Sähkömoottorit koostuvat yleensä moottorista, vaihteistosta ja jarrusta (joskus jälkimmäistä ei ehkä ole saatavilla). Ohjaussignaali menee samanaikaisesti moottorille ja jarrulle, mekanismi vapautuu ja moottori käyttää lähtöelementtiä. Kun signaali katoaa, moottori sammuu ja jarru pysäyttää mekanismin. Piirin yksinkertaisuus, säätötoiminnan muodostukseen osallistuvien elementtien pieni määrä ja korkeat toimintaominaisuudet ovat tehneet ohjatuilla moottoreilla varustetut toimilaitteet perustan nykyaikaisten teollisten automaattisten ohjausjärjestelmien käyttöjen luomiselle.

On olemassa, vaikkakaan ei laajalti käytettyjä, ohjaamattomilla moottoreilla varustettuja toimilaitteita, jotka sisältävät mekaanisen, sähköisen tai hydraulisen kytkimen, jota ohjataan sähköisellä signaalilla.Niiden ominaispiirre on, että niissä oleva moottori toimii jatkuvasti koko ohjausjärjestelmän toiminta-ajan ja ohjauslaitteen ohjaussignaali välittyy ohjatun kytkimen kautta työkappaleeseen.

Ohjatuilla moottoreilla varustetut käytöt voidaan puolestaan ​​jakaa kosketus- ja ei-kosketusohjattujen mekanismien ohjausjärjestelmän rakennetavan mukaan.

Kosketinohjattujen käyttölaitteiden sähkömoottoreiden aktivointi, deaktivointi ja suunnanvaihto suoritetaan erilaisilla rele- tai kosketinlaitteilla. Tämä määrittelee kosketinohjauksella varustettujen toimilaitteiden pääpiirteen: tällaisissa mekanismeissa lähtöelementin nopeus ei riipu toimilaitteen sisäänmenoon syötetyn ohjaussignaalin suuruudesta, vaan liikesuunta määräytyy etumerkin avulla. (tai vaiheen) tämän signaalin. Siksi kosketusohjattuja toimilaitteita kutsutaan yleensä toimilaitteiksi, joiden työkappaleen liikenopeus on vakio.

Kosketinohjauksella varustetun taajuusmuuttajan lähtöelementin keskimääräisen muuttuvan liikenopeuden saamiseksi sen sähkömoottorin pulssitoimintatilaa käytetään laajalti.

Useimmat kosketusohjatuille piireille suunnitellut toimilaitteet käyttävät käännettäviä moottoreita. Vain yhteen suuntaan pyörivien sähkömoottoreiden käyttö on hyvin rajallista, mutta sitä kuitenkin esiintyy.

Kosketuksettomille sähkökäytöille on ominaista lisääntynyt luotettavuus ja niiden avulla voidaan suhteellisen helposti saavuttaa sekä tasainen että muuttuva lähtöelementin liikenopeus.Asemien kosketuksettomaan ohjaukseen käytetään elektronisia, magneettisia tai puolijohdevahvistimia sekä niiden yhdistelmiä. Kun ohjausvahvistimet toimivat reletilassa, toimilaitteiden lähtöelementin liikenopeus on vakio.

Sekä kosketusohjatut että kosketuksettomat sähkökäytöt voidaan jakaa myös seuraavien ominaisuuksien mukaan.

Etukäteen sovittaessa: ulostuloakselin kiertoliikkeellä — yksikierros; ulostuloakselin pyörivällä liikkeellä - monikierros; ulostuloakselin asteittaisella liikkeellä - suoraan eteenpäin.

Toiminnan luonteen mukaan: asematoiminta; suhteellinen toiminta.

Suunnittelun mukaan: normaalissa suunnittelussa, erikoissuunnittelussa (pölytiivis, räjähdyssuojattu, trooppinen, merellinen jne.).

Yksikierroskäytön toisioakseli voi pyöriä yhden täyden kierroksen sisällä.Tällaisille mekanismeille on tunnusomaista ulostuloakselin vääntömomentin määrä ja sen täydellisen pyörimisaika.

Toisin kuin yksikierrosisille monikierrosmekanismeille, joiden ulostuloakseli voi liikkua useiden, joskus huomattavan määrän kierroksia, on myös tunnusomaista ulostuloakselin kierrosten kokonaismäärä.

Lineaarisissa mekanismeissa on ulostulotangon translaatioliike, ja ne arvioidaan tankoon kohdistuvan voiman, tangon täyden iskun arvon, sen liikkeen ajan koko iskun osassa ja ulostulokappaleen liikenopeuden perusteella. kierrosta minuutissa yksi- ja monikierroksissa ja millimetreinä sekunnissa lineaarisissa mekanismeissa.

Asentokäyttöjen rakenne on sellainen, että niiden avulla työkappaleet voidaan asettaa vain tiettyihin kiinteisiin asentoihin.Useimmiten tällaisia ​​​​asentoja on kaksi: "avoin" ja "suljettu". Yleisessä tapauksessa myös moniasentoisten mekanismien olemassaolo on mahdollista. Asentokäytöissä ei yleensä ole laitteita, jotka vastaanottavat asennon palautesignaalia.

Suhteelliset toimilaitteet ovat rakenteeltaan sellaisia, että ne varmistavat määrätyissä rajoissa työkappaleen asennuksen mihin tahansa väliasentoon ohjaussignaalin suuruudesta ja kestosta riippuen. Tällaisia ​​toimilaitteita voidaan käyttää sekä asento- että P-, PI- ja PID-automaattiohjauksissa.

Sekä normaali- että erikoismuotoisten sähkökäyttöjen olemassaolo laajentaa huomattavasti niiden käytännön sovellusalueita.