Klasifikacija električnih pogona

Električni aktuator u sustavima upravljanja obično se naziva uređaj dizajniran za pomicanje radnog tijela u skladu sa signalima iz upravljačkog uređaja.

Radna tijela mogu biti različiti tipovi prigušnih ventila, ventila, zasuna, zasuna, vodećih lopatica i drugih regulacijskih i zatvaračkih tijela koja mogu mijenjati količinu energije ili radne tvari koja ulazi u objekt upravljanja. U ovom slučaju, kretanje radnih tijela može biti i translatorno i rotacijsko unutar jednog ili nekoliko okretaja. Stoga pogonski mehanizam, uz pomoć radnog tijela, izravno utječe na kontrolirani objekt.

Aktuatori su uređaji koji mehanički utječu na fizikalne procese pretvarajući električne signale u željeno upravljačko djelovanje. Poput senzora, aktuatori moraju biti ispravno usklađeni za svaku primjenu. Aktuatori mogu biti binarni, diskretni ili analogni.Specifična vrsta za svaki zadatak odabire se uzimajući u obzir potrebnu izlaznu snagu i brzinu.

Općenito, električni aktuator sastoji se od električnog aktuatora, reduktora, povratne jedinice, senzora indikatora položaja izlaznog elementa i granične sklopke.

Kao električni pogon u pogonima elektromagneti, ili električni motori s reduktorom za smanjenje brzine kretanja izlaznog elementa na vrijednost koja omogućuje izravnu vezu ovog elementa (osovina ili šipka) s radnim tijelom.

Čvorovi povratne sprege su dizajnirani da uvedu u upravljačku petlju djelovanje proporcionalno veličini pomaka izlaznog elementa aktuatora, a time i radnog člana koji je s njim zglobno povezan. Uz pomoć krajnjih sklopki, električni pogon pogona se isključuje kada radni element dođe u svoje krajnje položaje, kako bi se izbjegla moguća oštećenja mehaničkih spojeva, kao i da bi se ograničilo kretanje radnog elementa.

U pravilu, snaga signala koji generira regulacijski uređaj je nedovoljna za izravno kretanje radnog elementa, stoga se aktuator može smatrati pojačalom snage, u kojem se slabi ulazni signal, pojačan više puta, prenosi na radni element.

Svi električni pogoni, naširoko korišteni u raznim granama moderne tehnologije za automatizaciju industrijskih procesa, mogu se podijeliti u dvije glavne skupine:

1) elektromagnetski

2) elektromotor.

Prva skupina uglavnom uključuje elektromagnetske pogone dizajnirane za upravljanje raznim vrstama regulacijskih i zapornih ventila, ventila, remenica itd. aktuatori s raznim vrstama elektromagnetskih spojnica... Karakteristična značajka električnih aktuatora ove skupine je da silu potrebnu za preuređivanje radnog tijela stvara elektromagnet koji je sastavni dio aktuatora.

U svrhu upravljanja, solenoidni mehanizmi općenito se koriste samo u on-off sustavima. U sustavima automatskog upravljanja često se koriste krajnji elementi elektromagnetske spojke, koji se dalje dijele na tarne spojke i klizne spojke.

U drugu, trenutno najzastupljeniju skupinu spadaju eElectric aktuatori s elektromotorima različitih tipova i izvedbi.

Elektromotori se obično sastoje od motora, mjenjača i kočnice (posljednja ponekad nije dostupna). Upravljački signal ide do motora i kočnice istovremeno, mehanizam se oslobađa i motor pokreće izlazni element. Kada signal nestane, motor se gasi i kočnica zaustavlja mehanizam. Jednostavnost kruga, mali broj elemenata uključenih u formiranje regulatornog djelovanja i visoka radna svojstva učinili su aktuatore s kontroliranim motorima osnovom za stvaranje pogona za moderne industrijske automatske sustave upravljanja.

Postoje, iako nisu široko korišteni, aktuatori s nekontroliranim motorima koji sadrže mehaničku, električnu ili hidrauličku spojku upravljanu električnim signalom.Njihova karakteristika je da motor u njima radi neprekidno tijekom cijelog vremena rada upravljačkog sustava, a upravljački signal s upravljačkog uređaja prenosi se na radno tijelo preko upravljane spojke.

Pogoni s upravljanim motorima, pak, mogu se podijeliti prema načinu izgradnje sustava upravljanja mehanizama s kontaktnim i beskontaktnim upravljanjem.

Aktivacija, deaktivacija i reverziranje elektromotora kontaktno upravljanih pogona provodi se pomoću različitih relejnih ili kontaktnih uređaja. Ovo definira glavnu značajku razlikovanja aktuatora s kontaktnom kontrolom: u takvim mehanizmima brzina izlaznog elementa ne ovisi o veličini upravljačkog signala koji se primjenjuje na ulaz aktuatora, a smjer kretanja određen je znakom (ili faza) ovog signala. Stoga se aktuatori s kontaktnim upravljanjem obično nazivaju aktuatori s konstantnom brzinom kretanja radnog tijela.

Da bi se dobila prosječna promjenjiva brzina kretanja izlaznog elementa pogona s kontaktnim upravljanjem, naširoko se koristi pulsni način rada njegovog elektromotora.

Većina aktuatora dizajniranih za kontaktno kontrolirane krugove koristi reverzibilne motore. Primjena elektromotora koji se vrte samo u jednom smjeru vrlo je ograničena, ali se ipak javlja.

Beskontaktni električni pogoni karakteriziraju povećana pouzdanost i omogućuju relativno lako postizanje konstantne i promjenjive brzine kretanja izlaznog elementa.Za beskontaktno upravljanje pogonima koriste se elektronička, magnetska ili poluvodička pojačala, kao i njihove kombinacije. Kada upravljačka pojačala rade u relejnom načinu rada, brzina kretanja izlaznog elementa aktuatora je konstantna.

I kontaktno upravljani i beskontaktni električni pogoni također se mogu podijeliti prema sljedećim karakteristikama.

Po prethodnom dogovoru: s rotacijskim kretanjem izlazne osovine — jednookretno; s rotacijskim kretanjem izlazne osovine - s više okretaja; s inkrementalnim kretanjem izlazne osovine — ravno naprijed.

Po prirodi radnje: položajna radnja; proporcionalno djelovanje.

Prema izvedbi: u normalnoj izvedbi, u posebnoj izvedbi (otporna na prašinu, protueksploziju, tropska, pomorska, itd.).

Izlazna osovina jednookretnih pogona može se okretati unutar jednog punog okretaja.Takvi mehanizmi karakterizirani su količinom zakretnog momenta izlazne osovine i vremenom njenog potpunog okretanja.

Za razliku od jednookretnih mehanizama s više okretaja, čija se izlazna osovina može kretati unutar nekoliko, ponekad značajnog broja okretaja, karakterizira i ukupni broj okretaja izlazne osovine.

Linearni mehanizmi imaju translatorno kretanje izlaznog štapa i ocjenjuju se silom na štapu, vrijednošću punog hoda štapa, vremenom njegovog kretanja u presjeku punog hoda i brzinom kretanja izlaznog tijela u okretaja u minuti za jednookretne i višeokretne i u milimetrima u sekundi za linearne mehanizme.

Izvedba pozicionih pogona je takva da se uz njihovu pomoć radna tijela mogu postaviti samo u određene fiksne položaje.Najčešće postoje dva takva položaja: "otvoreno" i "zatvoreno". U općem slučaju moguće je i postojanje mehanizama s više položaja. Pozicijski pogoni obično nemaju uređaje za primanje povratnog signala položaja.

Proporcionalni aktuatori su konstrukcijski takvi da u zadanim granicama osiguravaju postavljanje radnog tijela u bilo koji međupoložaj, ovisno o veličini i trajanju upravljačkog signala. Takvi aktuatori mogu se koristiti iu položajnim i P, PI i PID sustavima automatske regulacije.

Postojanje električnih pogona normalne i posebne izvedbe uvelike proširuje moguća područja njihove praktične primjene.