46 Электрические исполнительные механизмы: электродвигательные и электромагнитные

В системах автоматического регулирования и управления позиционного принципа действия довольно широкое распространение в качестве исполнительных механизмов получили электромагнитные приводы, преобразующие энергию электрического тока в поступательное движение рабочего органа - так называемые исполнительные электромагнитные механизмы (ЭМИМ). ЭМИМ служат для преобразования электрического тока в механическое перемещение с целью воздействия на регулирующий орган объекта управления. ЭМИМ способны работать как на постоянном, так и на переменном токе. Однако электромагниты постоянного тока применяются намного шире, чем электромагниты переменного тока, поскольку при одинаковых размерах они развивают большее тяговое усилие, имеют более высокую стабильность параметров, конструктивно проще и дешевле. Для их питания используется сеть переменного тока и встроенный выпрямитель.

Электромагниты постоянного и переменного тока. Прямоходовые электромагниты могут быть переменного (однофазные и трехфазные) и постоянного тока. Их основные характеристики – ход якоря, зависимость между перемещением якоря и тяговым усилием, зависимость между положением якоря (его перемещением) и расходом электроэнергии и время срабатывания. Эти характеристики зависят от формы магнитопровода, состоящего из ярма и якоря, расположения намагничивающих обмоток и рода питающего тока (переменного или постоянного).

Электромагниты должны отвечать следующим требованиям:1. Выбираемая конструкция должна соответствовать длине хода, тяговой силе и заданной тяговой характеристике. Для больших тяговых сил и малой длины хода якоря используют короткоходовые (рис. 4.1 а), а для небольших тяговых сил и значительных ходов якоря - длинноходовые электромагниты (рис. 4.1 b), для больших перемещений якоря - электромагниты с замкнутым цилиндрическим магнитопроводом и квазипостоянной тяговой силой (рис. 4.1 c).2. Для быстродействующих систем необходимо применять электромагниты с шихтованным магнитопроводом, а для замедленных систем - с не шихтованным магнитопроводом и поворотным якорем с массивной медной гильзой.3. Число циклов срабатывания должно быть меньше допустимого.4. Электромагниты переменного тока при одинаковых совершенных механических работах потребляют электроэнергии больше, чем электромагниты постоянного тока.5. Электромагниты должны быть удобными в эксплуатации и простыми в обслуживании. Выбор электромагнита осуществляют по напряжению, току и потребляе­мой мощности. После выбора электромагнита рассчитывают его обмотки на нагрев, считая, что средняя допустимая температура нагрева 85...90°С.

54 Ультразвуковые расходомеры, устройство, принцип действия, достоинства и недостатки

Принцип действия ультразвуковых расходомеров основан на измерении зависящего от расхода того или иного акустического эффекта, возникающего при прохождении ультразвуковых колебаний через контролируемый поток жидкости или газа. Наибольшее распространение получила первая группа приборов. В таких расходомерах ультразвуковые колебания, создаваемые пьезоэлементами, направляются по потоку жидкости и против него. Разность времен прохождения ультразвуковыми импульсами расстояния между излучателем и приемником по потоку и против потока пропорциональна скорости потока, т.е. скорость ультразвука относительно стенок трубы зависит от скорости потока. Основные трудности использования ультразвукового метода связаны с тем, что скорость ультразвука в среде зависит от физико-химических свойств последней: температуры, давления, и она значительно больше скорости среды, так что действительная скорость ультразвука в движущейся среде мало отличается от скорости в неподвижной среде.

Ультразвуковые расходомеры в последние годы получают все более широкое распространение благодаря следующим положительным чертам:

•             значительному динамическому диапазону, достигающему 25—30;

•             высокой точности измерения, составляющей ±(1;2) %;

•             возможности измерения расхода неэлектропроводных сред (нефтепродукты), загрязненных сред, суспензий;

•             широкому диапазону диаметров трубопроводов от 10 мм и выше без ограничений;

•             малой инерционности;

•             отсутствию потери давления;

•             широкому диапазону температур (от -220 до 600 °С) и давлений.

К недостаткам этого метода измерения расхода следует отнести:

•             необходимость значительных длин линейных участков до и после преобразователя;

•             влияние на показания пузырьков воздуха в потоке;

•             необходимость контроля отложений в трубопроводе на его рабочем участке;

•             сложность и высокая стоимость приборов, которая при прочих равных условиях в 3—4 раза превышает стоимость тахометрических и электромагнитных расходомеров;

•             ограничения по минимальной скорости потока.