2. Двигатели

Исполнительными двигателями называются управляемые двигатели небольшой мощности, работающие в системах автоматики и предназначенные для преобразования электрического сигнала в механическое перемещение вала. В настоящее время в качестве исполнительных используются либо двухфазные асинхронные двигатели, либо синхронные – шаговые двигатели, либо двигатели постоянного тока.

А

синхронные исполнительные двигатели- это двухфазные двигатели, имеющие на статоре две сдвинутые в пространстве на электрический угол 90⁰обмотки. Эти двигатели управляются путем изменения амплитуды напряжения управления, либо путем изменения его фазы, либо путем одновременного изменения амплитуды и фазы напряжения управления. С целью обеспечения устойчивости работы двигателя во всем диапазоне частот вращения, расширения зоны регулирования, а также устранения самохода, асинхронные исполнительные двигатели выполняются с роторами, имеющими большое активное сопротивление. Увеличение активного сопротивления ротора, обеспечивая необходимые исполнительному двигателю свойства, приводит к уменьшению механической мощности на валу и КПД. Номинальная мощность исполнительного двигателя при одних и тех же габаритах примерно в 2-3 раза меньше номинальной мощности обычного двигателя.

Кположительным свойствам двигателей постоянного тока, способствующим их широкому распространению, можно отнести следующее: они позволяют получать теоретически любые частоты вращения, обеспечивая устойчивую работу в широком диапазоне; имеют линейные механические, а при определенных схемах включения и регулировочные характеристики, высокий КПД; не имеют самохода; по габаритам и массе в 2-3 раза меньше асинхронных исполнительных двигателей; обладают значительным пусковым моментом.

К недостаткам исполнительных двигателей постоянного тока можно отнести наличие скользящих контактов – коллектора и щеток, что уменьшает надежность работы, стабильность характеристик, приводит к возникновению радиопомех.

Шаговые исполнительные двигатели - это электромеханические устройства, преобразующие электрические импульсы напряжения управления в дискретные угловые или линейные перемещения ротора с возможной его фиксацией в нужных положениях. Современные быстродействующие ШД- это по своему существу специальные многофазные многополюсные синхронные двигатели, у которых в отличие от обычных синхронных двигателей нет пусковой короткозамкнутой обмотки, что объясняется частотным, а не асинхронным их пуском.

П

ри потенциальном управлении напряжение на обмотках изменяется в момент поступления управляющего сигнала- команды. При отсутствии последующего управляющего сигнала обмотки остаются под напряжением, и ротор занимает вполне определенное положение. При импульсном управлении обмотки, возбужденные сигналом- импульсом, по истечении некоторого времени автоматически обесточиваются.

Ротор современного шагового двигателя имеет минимальные диаметры, не имеют пусковых обмоток, двигатели рассчитываются на большие электромагнитные нагрузки, выполняются с большой степенью точности.

Проведенный анализ системы показа возможность применения следующих элементов:

1. Кнопка с пружинно толкательным механизмом тип ПЛ 5300

• ток питания, I₁, А 2,5;

• номинальное напряжение питания, U_ном, 380;

• передаточный коэффициент к_кн=1.

2. Шкаф управления. Выключатель автоматический силовой цепи тип

АЕ2036-10Р-00У3-А

• напряжение питания выключателя, U₁, В 380;

• номинальный ток в цепи питания, I_ном, А 25;

или I_ном = 12,5А (при запитке магнита тормоза, температурного расцепителя)

• ток при остановке кабины, I_ост=12I_ном.

Передаточная функция шкафа будет определяться коэффициентом передачи сигнала.

3. Двигатель серии ШД. Марка П2-26/51,2,25. Тип ДШ-10А

При работе шаговый двигатель подъемника работает в трех режимах: пуск, движение и торможение. В нашем случае двигатель работает в режиме торможения, причем система должна обеспечить точность остановки подъемника на нужной высоте.

• номинальное напряжение питания обмоток двигателя, U₂, В 27;

• ток обмоток двигателя, I₂A3565;

• шаг,18⁰;

• частота преемственности, f_пршаг/с 100;

• м

  

  омент инерции ротора, J_рот10^-5кг*м²5,8*10³;

• номинальная мощность, Р Вт 300;

• масса, m кг 14,8;

• габаритные размеры, мм 155*248.

k_м=0.95 – магнитная постоянная двигателя;

k_=0.2 – коэффициент вязкого трения;

k_c=2- постоянная противо- ЭДС;

R_a=450 Ом – сумма сопротивлений обмоток якоря соединительных проводов и выходной цепи усилителя;

J_n=3.810^-2кгм²–приведенный к валу двигателя момент инерции вращающихся частей и исполнительного механизма;

T_д== 5 с –постоянная времени, где L_а= 2250 Гн- индуктивное сопротивление.

4. Электромагнитный тормоз тип МП-201У3.

• напряжение питания, U,В 220;

• потребляемая мощность, Р, Вт 180/255;

• время срабатывания, t, с 0,5;

• ПВ=25%

• N = 6285,7 Н –реакция опоры;

• габаритные размеры, мм 160*260*594;

• ход якоря, мм 120;

• =0,35 –коэффициент трения колодок;

• температурный предел работоспособности,⁰С до +200 и >

• вес якоря, кг 23,5;

4. ДчТо - датчик точной остановки.

Индуктивный датчик тип ИКВ-30

• напряжение питания U,B 127;

• полное сопротивление катушки без шунта R_k, Ом 40;

• п

  

  олное сопротивление катушки датчика с шунта R_кя, Ом 6835.

Отношение полных сопротивлений=1,7

Воздушный зазор между магнитопроводом и якорем (минимальный размер якоря), ℓ, мм 6,5.

Якорь - стальной корпус движущегося объекта.

Количество витков 600, марка и диаметр провода ПЭЛ 1,68

Максимальный тол питания, I_max, А 3,20,16.

Вес датчика, кг, 8.

Сопротивление изоляции,R, МОм 5.

= 300 Вт выходная мощность датчика

= -сопротивление зазора

₀=410^-7– магнитная проницаемость воздушного зазора

G=ℓ- площадь взаимодействия шунта и магнитопровода датчика