7.6.2. Исполнительные механизмы и регулирующие органы

Для управления объектами в соответствующих системах автома­тики предусматривают исполнительные элементы (ИЭ), в состав которых входят исполнитель­ные механизмы (ИМ) и регулирующие органы.

По виду потребляемой энергии ИМ подразделяют на электри­ческие, гидравлические и пневматические.

Электрические исполнительные механизмы (ЭИМ) получили наиболее широкое распространение. Их выпускают постоянной и переменной скорости.

В системах управления технологическими процессами чаще всего применяют ЭИМ постоянной скорости. В результате повтор­но-кратковременного включения асинхронного электродвигателя ЭИМ реализует закон перемещения регулирующего органа (РО), формируемый управляющим элементом системы.

ЭИМ подразделяют также по характеру перемещения РО на

следующие виды:

- механизмы электрические однооборотные (МЭО);

- механизмы электрические многооборотные (МЭМ);

- механизмы электрические прямоходные (МЭП) с поступатель­ным движением РО.

Обычно ЭИМ состоит из электродвигателя, редуктора, аппара­туры контроля и управления, а также приставки, формирующей пе­ремещение выходного вала. Для улучшения динамических характеристик и фиксации вы­ходного вала ЭИМ применяют тормоз. Для обратной связи и контроля положения выходного вала слу­жит датчик положения.

При управлении ЭИМ используют контактные и бесконтакт­ные системы. В первом случае трехфазным асинхронным электро­двигателем управляют посредством релейно-контактной аппара­туры, а во втором - применяют тиристорное управление специ­альными двухфазными конденсаторными электродвигателями.

В сельскохозяйственной автоматике распространены электро­магнитные клапаны, в которых в качестве привода используют электромагниты (соленоиды). Они отличаются простотой конст­рукции, высокой надежностью, небольшими размерами и массой. Электромагнитные клапаны - МЭП систем двухпозиционного управления, конструктивно выполненные совместно с регулирую­щими органами. РО занимает два устойчивых положения - «От­крыто» и «Закрыто». Катушки соленоида питаются от источников постоянного тока.

Другим примером конструктивного выполнения ЭИМ совмес­тно с РО является фрикционная муфта с электромагнитным управ­лением (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Схема фрикционной муфты с электромагнитным управлением.

Она состоит из электромагнита 1, якоря 2 и фрик­ционного кольца 3. При подаче сигнала управления электромагнит 1 перемещает якорь 2, который находится на одном валу с фрикционным кольцом 3 муфты. Это кольцо прижимается к вращающемуся кольцу 4 двигателя 5. Ввиду трения между кольцами 3 и 4 вращение передается на отборное устройство.

Рис. 7.3. Схемы регулирующих органов: а – однодроссельного РО;

б – двухдроссельного РО.

Для управления механическими потоками применяют также муфты скольжения, сухого и вязкого трения.

Схемы РО расхода жидкости показаны на рисунке 16.2. В одно­дроссельном РО (рис. 7.3,а) изменение пропускной способности дос­тигается поступательным перемещением затвора 2 вдоль оси седла 1 корпуса 3. В двухседельном РО (рис. 16.2, б) изменение пропускной способности достигается перемещением затвора 2 вдоль оси прохо­дов двух седел 1 и 3 корпуса 4. Преимущество двухседельных РО - наличие разгруженного затвора.

Исполнительные элементы систем в пожаро- и взрывоопасных цехах выполняют на базе пневматических исполнительных меха­низмов (ПИМ). В сельскохозяйственной автоматике чаще других применяют мембранные ПИМ. В них энергию сжатого воздуха вос­принимает мембрана. Она преобразует ее в усилие, преодолеваю­щее сопротивление пружины для перемещения, например, затвора РО (см. рис. 7.3). Затем усилие пружины используется для переме­щения золотника в обратном направлении, что достигается сниже­нием давления воздуха.

С помощью гидравлических исполнительных механизмов (ГИМ) можно наиболее надежно и просто реализовать преобразо­вание управляющих сигналов-команд в перемещение РО, осуще­ствляемое с большой скоростью и мощностью. ГИМ надежно ра­ботают в неблагоприятных условиях (при высокой влажности, по­вышенных температурах, вибрациях). Вот почему их широко ис­пользуют для привода рабочих органов комбайнов и других мобильных сельскохозяйственных машин и агрегатов. Однако указанные ранее недостатки пневматических средств свойствен­ны и ГИМ.