6.4. Класифікація виконавчих елементів
Виконавчі елементи (ВЕ) систем автоматики призначені для створення керуючого впливу на регулювальний орган (РО) об'єкта керування (ОК). При цьому змінюється положення або стан РО, що приводить в остаточному підсумку до зміни положення або стану ОК відповідно до алгоритму керування. Один з варіантів класифікації виконавчих елементів АСК представлений на рис.6.16.
Рис. 6.16. Один з варіантів класифікації ВЕ АСК.
Залежно від керуючого впливу на виході ВЕ діляться на два види: силові й параметричні. Зміна просторового положення РО можливо в тому випадку, якщо ВЕ створюють керуючий вплив у вигляді сили або моменту. Такі ВЕ одержали назву силових. До них ставляться електромагніти, електромеханічні муфти, різні види двигунів.
В АСК траєкторією машино-тракторного агрегату є двигун, що змінює положення керма при відхиленні дійсного значення курсу від заданого. Пристрій, що містить двигун, редуктор і елементи керування двигуном (підсилювач, реле, контактор, золотниковий розподільник і т.п.), називають силовим приводом, або просто приводом. Залежно від виду енергії живлення розрізняють електро-, пневмо- , гідро- і комбіновані приводи.
Ще одним варіантом ВЕ є привод, що стежить, який відтворює на виході задане на вході переміщення, але з більшим механічним зусиллям, тобто момент або сила на виході його суттєво більше, чим на вході. привод, що стежить, широко застосовується в автоматичних маніпуляторах (роботах), верстатах із числовим програмним керуванням (ЧПК), для керування прокатними станами і т.д. привод, Що Стежить, є часткам случаємо систем, що стежать, формально цей привод ставиться не до елементів автоматики, а до пристроїв, тому що в ньому поєднуються кілька елементів. Але в складні (комплексних) АСК привод може розглядатися як один функціональний елемент - виконавчий.
Зміна стану РО пов'язане зі зміною його параметрів (опору, магнітного потоку, температури, швидкості й т.п.) або параметрів енергії живлення (напруги, струму, частоти, фази - в електричних пристроях; тиску робочого середовища - у пневматичних і гідравлічних пристроях).
ВЕ, що змінюють стан РО – параметричні (електромагнітні реле, контактори, тиристорні й транзисторні реле). Наприклад, в автоматичному керуючому пристрої термостата ВЕ є підсилювач, навантаженням якого служить нагрівальний елемент РО термостата. При відхиленні температури від заданого значення змінюється вхідна напруга підсилювача; при цьому змінюється й вихідна напруга, а отже, і струм у нагрівальному елементі й температура в термостаті. У цьому пристрої підсилювач сполучає в собі функції й підсилювача, і ВЕ. Він створює керуючий вплив (напруга, струм), що змінює температуру нагрівального елемента, наприклад РО. Таке використання підсилювачів досить часто зустрічається в пристроях автоматики. Підсилювачі можуть бути й параметричним ВЕ.
Силові ВЕ залежно від характеру руху їх вихідного вала можна розділити на три види: з лінійним, поворотним (кут повороту менше 360°) і обертальним (кут повороту більше 360°) рухами. Статистична характеристика ВЕ може бути лінійної, нелінійної, реверсивної, нереверсивної і т.д.
До силових ВЕ пред'являється ряд вимог, які обумовлені конструкцією й алгоритмом роботи ОК, умовами експлуатації й т.п. Основними вимогами, яким повинні задовольняти характеристики й параметри ВЕ, є наступні:
максимальна сила або момент, що розвиває ВЕ, повинні бути більше аналогічних величин РО, необхідних для переміщення об'єкта керування у всіх режимах роботи;
висока швидкодія;
максимальний ККД;
статична характеристика ВЕ повинна бути близька до лінійної, якщо в процесі роботи керуючий вплив, створюваний ВЕ, повинне плавно регулюватися;
мінімальний поріг чутливості; невелика потужність керування ВЕ; висока надійність і довговічність; невеликі розміри й маса.