45 Исполнительные механизмы

по виду энергии для питания данных устройств применяются:

1. электрические исполнительные механизмы;

2. пневмотические исполнительные механизмы.

Электромагнитные исполнительные механизмы

По виду питающего напряжения бывают:

1. э/магн исполн механизмы переменного тока;

2. э/магн испол механизмы постоянного тока.

По величине перемещения исполнительной части:

1. короткоходовые(рис1);

2. длинноходовые (рис2).

1 – сердечник, на котором - катушка 3;

2 – якорь (подвижная часть).

Принцип действия:

При подаче напряжения в катушку возникает магнитодвижущая сила, которая создает тяговое усилие между 2 и 1. Следовательно якорь притягивается к сердечнику. Величина тягового усилия определяется по формуле:

,

где I – ток в катушке

W – число витков

G – магнитная проводимость в зазоре между 2 и 1

Х – расстояние между 2 и 1.

Для короткоходовых (рис1) х =3 5мм.

Для рис2 х =50 150мм.

46 Электродвигательные исполнительные мехагнизмы

W1, w2 – обмотки двигателя.

С – фазодвигающий конденсатор

- ротор двигателя

- механические связи.

Угол поворота ротора 0 - 120 .

Для контроля угла поворота применяются конечные выключатели S1 и S2. на эти выключатели воздействует кулачек К, который поворачивается вместе с валом ротора. С валом ротора связан редуктор R и РО.

Для изменения направления поворота ротора применяется переключатель 1. для сокращения времени свободного выбега вала ротора при отключении питания применяется R1 и R2.

Вал ротора связан со стрелкой реостата обратной связи Rос. При вращении ротора перемещается стрелка относительно центра данного реостата. При этом в цепи между средней точкой и положением стрелки возникает ток, пропорциональный величине перемещения данной стрелки.

Данный ток измеряется амперметром. Его величина описывает положение вала ротора данного э/лектродвигателя. Поэтому данный амперметр называется измерителем положения вала ротора И.М.

Основные характеристики:

1. макс. Момент на валу двигателя (Мmax)

2. время поворота ротора двигателя на макс угол (Тmax). По характеристикам можно описать данный И.М.

~ КПД э/двигателя.

47 Исполнительные устройства

Устройство автоматической системы управления или регули­рования, воздействующее на процесс в соответствии с получае­мой командной информацией, называется исполнительным устройством. Оно предназначено для изменения притока или расхода вещества либо энергии и приближения регулируемой величины к заданному значению. Исполнительные устройства состоят из пневматического, электрического или гидравлического исполнительного ме­ханизма и регулирующего органа. В химической промышленности в автоматических системах часто используют пневматические мембранный и поршневой исполнительные механизмы, а в качестве регулирующих органов—регулирующий клапан и заслонку.

Наибольшее распространение получил пневматический мембранный исполнительный механизм (рис. III-19, а), выполненный из прорезиненной мембраны, зажатой между двумя крышками так, что в верхней части образуется герметически закрытая полость. Снизу через жесткий центр, связанный со штоком, мембрана опирается на пружину. Сжатый воздух от автоматического регулятора направляется в верхнюю полость над мембраной и перемещает ее вместе со штоком вниз. При этом пружина сжимается и уравновешивает усилие, действующее на мембрану сверху. Перемещение штока передается на регулирующий орган. В отличие от мембранного, в порш­невом пневматическом исполнительном механизме (рис. III. 19,б) сжатый воздух от регулятора подается в цилиндр и перемещает поршень со штоком и регулирующий орган.

Схемы регулирующих органов показаны на рис. III-20. В регулирующем клапане шток исполнительного механизма жестко связан с затвором (рис. 111-20, а). При перемещении последнего относительно седла изменяется проходное сечение и соответственно расход вещества, проходящего через регулирующий орган. В заслоночном регулирующем органе (рис. Ш-20, б) шток привода через рычаг, соединенный с осью, вращает заслонку, которая изменяет расход вещества.

Исполнительное устройство, состоящее из пневматического мембранного исполнительного механизма и регулирующего органа, называют пневматическим регулирующим клапаном (рис. III-21).

По виду запорпого устройства пары затвор—седло пневматические регулирующие клапаны делят наодноседельные и двухседельные. Первые имеют неуравновешенный затвор, так как на него действует выталкивающая сила среды, и поэто­му применяются в исполнительных устройствах малых размеров при низких давлениях среды. Вторые имеют уравновешенный затвор и используются в исполнительных устройствах больших размеров и при высоких давлениях среды.

Рис. III.19. Схемы мембранного (а) и поршневого (б) исполнительных ме­ханизмов: 1 _ шток; 2 — пружина; 3 — мембрана; 4 — поршень.

Рис. Ш-20. Схемы регулирующих органов:

а — одкоседельного; б— заслоночного; 1 — корпус; 2 — затвор; 3 — шток; 4 — заслонка.

Рис. Ш-21. Схемы пневматических регулирующих клапанов:

а — нормально открытого (НО): б—нормально закрытого (НЗ)- 1—корпус; 3 — аатвми 3 — шток; 4 — пружина; 5—мембрана.

При расчете АСР пневматический регулирующий клапан представляют апериодическим звеном 1-го порядка.

Динамическая характеристика где Т-время зависит от жосткости, Q-велична потока K-величина усиления, Р-давления воздуха.