8.4. Гидравлические исполнительные механизмы.

Из гидравлических исполнительных механизмов наиболее распространены поршневые и мембранные устройства.

Поршневой исполнительный механизм применяется, например, для дистанционного и автоматического регулирования положением крана-задатчика скорости дождевальной машины «Фрегат». В качестве рабочей жидкости используется вода, поступающая не­посредственно от трубопровода машины.

В мембранных исполнительных механизмах, используемых в мелиорации, рабочей средой является вода. Такие механизмы применяются для привода затворов, а также в гидравлических регуляторах

На рисунке показана схема гидравлического регулятора уровня с мембранным исполнительным механизмом, разработанная УкрНИИГиМ. Уровень воды регулируется за счет изменения подачи через впускную трубу 1. Вода, поступающая снизу, выливается в резервуар через кольцевую щель между верхним концом трубы и рабочим клапаном 4. Он соединен с гибкой мембраной 3. Одновре­менно вода поступает в дроссельную трубку 5. При низком уровне в резервуаре поплавок 9, находящийся в поплавковой камере 8, опус­кается вниз и открывает сливное отверстие гибкой трубки 7. Вода из дроссельной трубки сливается в резервуар. В результате под дав­лением воды снизу он поднимается, увеличивая кольцевую щель и поступление воды в резервуар возрастает. При повышении уровня поплавок 9 перекрывает сливное отверстие трубки и вода заполняет рабочую камеру 2. За счет большой площади, на которую воздействует давление воды сверху, мембрана 3 прогибается вниз и рабочий клапан 4 прикрывает выход из трубы 1. Как видно, в регулято­ре конструктивно совмещены исполнительный механизм и регули­рующий орган. Достоинством регулятора является отсутствие постороннего источника энергии, так как исполнительный механизм работает за счет энергии регулируемого водяного потока.

Контрольные вопросы к теме 8.

1. Электромагнитные реле, их устройство.

2. Реле выдержки времени – где его применяют?

3. Электрические исполнительные механизмы – как они устроены?

4. Электродвигательные исполнительные механизмы – как они устроены?

5. Гидравлические исполнительные механизмы – где они применяются?

Тема 9. Электроприводы в системах автоматизации.

9.1. Устройство трехфазных асинхронных машин

Трехфазные асинхронные машины впервые были разработаны в конце 80-х и в начале 90-х годов XIX в. выдающимся русским элек­тротехником М. О. Доливо-Добровольским, который создал несколько типов этих машин. Статоры у них устроены одинаково и отличаются эти машины друг от друга лишь конструкцией ротора.

Конструктивные элементы статора

Основными частями статора являются неподвижный пакет магнитопровода и трехфазная обмотка (рис. 9.1). Пакет магнитопровода изготовлен в виде полого цилиндра, набранного, так же как и магнитопровод трансформатора, из тонких листов электротехнической стали (рис. 9.2). Листы имеют форму колец с пазами, симметрично расположенными вдоль внутренней окружности. В пазы пакета ста тора уложены стороны многовитковых мягких катушек, образующих три фазы обмотки. Пакет статора с обмоткой запрессован в алюминиевый или чугунный корпус-оболочку, неподвижно закрепляемый при установке машины на фундаментной плите. С корпусом прочно соединены два боковых литых щита со сквозными центральными отверстиями для подшипников, в которых вращается вал ротора.

Начала и концы фаз обмотки статора присоединены к зажимам, расположенным в коробке выводов, укрепленной на корпусе. Большинство машин имеет коробку выводов с шестью зажимами, что позволяет соединять фазы обмотки треугольником или звездой. Обмотку статора таких машин можно включать либо в сеть с линейным напряжением, равным номинальному напряжению на фазе обмотки, либо в сеть с напряжением, превышающим в раз номинальное фазное напряжение обмотки. Оба линейных напряжения указаны на паспортном щитке, укрепленном на корпусе.

Часть трехфазных асинхронных машин снабжена коробкой выводов с тремя зажимами. Соответствующие соединения фаз обмотки статора сделаны внутри этих машин. Они рассчитаны на включение обмотки в сеть с линейным напряжением, указанным в качестве номинального на паспортном щитке.

Конструктивные элементы ротора

Роторы трехфазных асинхронных машин состоят из пакета магнитопровода цилиндрической формы, набранного из тонких стальных дисков с пазами, и обмотки, расположенной в этих пазах. Пакет магнитопровода с обмоткой насажен на вал. Пакет ротора отделен от пакета статора небольшим равномерным зазором.

Различают два типа обмоток ротора.

Первый тип обмоток был разработан М. О. Доливо-Добровольским в 1889 г. Он предложил в пазы пакета ротора вставлять медные стержни, лишенные изоляции, а все концы стержней на обоих торцах пакета замыкать накоротко при помощи двух медных колец (рис. 9.3, а). Такие медные стержни и кольца применяют в современных асинхронных машинах мощностью более 100 кВт (рис. 9.3, б). В менее мощных машинах стержни изготовляют прямой заливкой пазов роторов расплавленным алюминием. Заодно со стержнями на обоих торцах пакета отливают кольца, а также вентиляционные лопасти (рис. 3.3, в).

Обмотку ротора в виде жесткой системы стержней с кольцами автор назвал «беличьей клеткой». Так как «беличья клетка» не имеет каких-либо соединений с внешней сетью и представляет собой короткозамкнутую систему проводников, ротор с этим типом обмотки принято называть короткозамкнутым.

Трехфазные асинхронные машины с короткозамкнутым ротором являются основной продукцией электромашиностроительных заводов. Поэтому их относят к типу машин основного исполнения. На электрических схемах трехфазные асинхронные машины основного исполнения обозначают стандартным символом, приведенным на рис. 9.3 г.

Второй тип обмоток был разработан М. О. Доливо-Добровольским в 1890 г. Он предложил в пазы пакета ротора укладывать такую же катушечную трехфазную обмотку, какая уложена на статоре; фазы обмотки соединять звездой и три свободных ее конца присоединять к трем медным контактным кольцам, насаженным на вал и изолированным как от него, так и друг от друга (рис. 9.4, а); на боковом подшипниковом щите укреплять щеткодержатель, причем так, чтобы расположенные в нем три группы угольных щеток надежно соприкасались с контактными кольцами ротора. Ротор с катушечной трехфазной обмоткой и контактными кольцами называют фазным.

Машины с контактными кольцами допускают включение реостатов или дросселей в цепи роторов, чем обеспечивается возможность улучшения их пусковых и регулировочных свойств. Однако они дороже и менее надежны, чем машины основного исполнения; область их применения ограничена теми особыми случаями, когда поставленные задачи не могут быть разрешены применением машин с короткозамкнутым ротором. На электромашиностроительных заводах трехфазные асинхронные машины с контактными кольцами считают машинами, имеющими специализированное исполнение. Условное графическое обозначение таких машин на электрических схемах приведено на рис. 9.4, б.