Исполнительные контактно-коммутационные устройства
Исполнительные контактно-коммутационные устройства (ИККУ) по типу управления подразделяются на устройства с электромагнитным (электромагнитные реле, герконы) и механическим (микровыключатели, кнопки и др.) управлением. В измерительных и автоматических системах применяют также ИККУ с управлением по теплоэнергетическим параметрам (давление, температура и т. п.).
Электромагнитное реле - это ИККУ с разрывными контактами, скачкообразно срабатывающее при достижении управляющим током или напряжением определенного значения. ЭР состоит из трех основных частей: электромагнитной системы, преобразующей энергию электрического тока в энергию магнитного поля; промежуточного органа (якоря), преобразующего энергию магнитного поля в механическую энергию подвижных частей; контактной системы.
По назначению реле подразделяют на:
- пусковые - для ввода в действие различных устройств;
- максимальные и минимальные - для отключения или включения цепей при токе или напряжении, больших или меньших определеного значения;
- для создания требуемой выдержки времени при включении цепи.
По мощности управления реле подразделяют на:
- маломощные (Ру 1 Вт);
- средней мощности (1...10 Вт);
- мощные (> 10 Вт).
По времени срабатывания реле подразделяют на:
- безынерционные ( 0,001 с);
- быстродействующие (0,005...0,05 с);
- нормальные (0,05...0,15 с);
- замедленные (0,1…1,0 с).
Микровыключатель (MB) - это ИККУ разрывного типа с механическим управлением, характеризующееся релейной зависимостью между управляющей силой и ходом приводного элемента и отличающееся практической независимостью времени коммутации (времени срабатывания) от скорости перемещения приводного элемента.
MB имеют малые удельный вес и объем, обладают высокой надежностью. MB широко используют во многих областях техники.
Основными техническими характеристиками MB являются:
- номинальные значения тока и напряжения;
- характер нагрузки (омическая, индуктивная, и т.п.);
- значение коммутируемой мощности;
- электрическая и механическая износоустойчивость в миллионах циклов, гарантируемых при заданных условиях эксплуатации, степень защищенности от окружающей среды.
10) Иэмм. Классификация и примеры. Структурная схема.
Исполнительным электромагнитным механизмом (ИЭММ) называется устройство, предназначенное для перемещения рабочего органа в соответствии с сигналом и приводимое в движение электромагнитом (ЭМ). ИЭММ служат для преобразования электрического тока в механическое перемещение с целью воздействия на регулирующий орган объекта управления. ИЭММ нашли широкое применение в приборостроении.
Можно выделить следующие устройства, построенные на иэмм:
- устройства для управления клапанами, вентилями, задвижками, т.п.;
- устройства для создания удерживающей или тормозящей сил;
- коммутационные устройства электроавтоматики, телефонии, телеметрии;
- управляемые электромагнитные муфты, служащие для включения и отключения исполнительных механизмов, их реверса, регулирования скорости, ограничения момента и т. д.;
- электромагнитные шаговые приводы, электромагнитные устройства вибрационного и ударного действия.
Классификация ИЭММ. ИЭММ классифицируют по назначению, особенностям конструкции, роду тока и другим признакам. В зависимости от рода питающего тока различают три основные группы ИЭММ:
- ИЭММ постоянного тока нейтральные, они питаются постоянным током, а их действие не зависит от направления тока;
- ИЭММ постоянного тока поляризованные, их действие зависит от направления тока;
- ИЭММ переменного тока, питающиеся переменным током.
В электромагнитах переменного тока питание обмотки осуществляется от источника переменного тока. Магнитный поток, создаваемый обмоткой, по которой проходит переменный ток, периодически изменяется по величине и направлению, в результате чего сила электромагнитного притяжения пульсирует от нуля до максимума с удвоенной частотой по отношению к частоте питающего тока. Поэтому ИЭММ переменного тока применяются в различных приборах и системах, использующих данный эффект, а так же использующих возможность плавного регулирования колебаний.
Несмотря на многообразие выполняемых функций и конструктивных решений, в любом ИЭММ можно выделить две основные части: электромагнит (ЭМ), который играет роль двигателя, и передаточный механизм (ПМ).
На рис. 1 а, б изображено электромагнитное реле. Электромагнит - 1. Передаточный механизм (ПМ) состоит из двуплечего рычага 3, одним из плеч которого служит якорь 2 ЭМ, и тангенсной передачи, где коромыслом является другое плечо рычага 3, а толкателем - гребенка 5.
На рис. 2 а, б показан силовой ИЭММ. Якорь 2 его ЭМ 1 играет роль ползуна кривошипно-ползунной передачи, в которой кривошипом является участок ОВ зубчатого сектора 3, а ползуном - якорь.
Кроме этой передачи в состав ПМ (передаточного механизма) входит также зубчатая передача сектор 3 – зубчатое колесо 4. При включении устройства якорь 2, втягиваясь в ЭМ, тянет за рычаг ВС, который, в свою очередь, заставляет поворачиваться сектор 3 и в конечном счете приводит к повороту элемента ПМ на оси зубчатого колеса 4.
При этом преодолевается момент полезного сопротивления Мп.с. устройства, приложенный к этой оси. В исходное положение ПМ (передаточный механизм) устанавливается после отключения ЭМ винтовой пружиной 5.
На рис. 3 а, б представлено шаговое поворотное устройство. Его ПМ -двуплечий рычаг 3, одним из плеч которого является ПЭ 2 ЭМ 1, и храповая передача, состоящая из храпового колеса 5, рабочей 6 и стопорной 4 собачек с прижимными пружинами 7. При включении ЭМ 1 его ПЭ 2 поворачивается относительно опоры О. Это движение передается рычагом 3 рабочей собачке 6, которая поворачивает храповое колесо 5 на определенный угол. В исходное положение ПМ возвращается пружиной 8. Стопорная собачка 4 не препятствует повороту храпового колеса 5 при рабочем ходе собачки 6 и фиксирует его при обратном ходе этой собачки. Момент нагрузки приложен к КЭПМ (конечный элемент ПМ) - оси храпового колеса.
Обязательным элементом любого ИЭММ с нейтральным ЭМ является возвратная пружина. При включении ИЭММ она создает сопротивление в дополнение к силам нагрузки, а при отключении работает как движущий элемент. Структурная схема любого ИЭММ показана на рис. 4. Входной ток i ЭМ возбуждает силу электромагнитного притяжения , действующую на ПЭ, движение которого преобразуется в ПМ в поступательное х или угловое перемещение (фи) его КЭ. Последний совершает механическую работу по преодолению сил Fп.с или моментов Мп.с полезного сопротивления, т. е. полезной нагрузки, приложенной к этому элементу.
