Виконавчі двигуни

Виконавчі пристрої (ВП) широко використовуються у системах автоматики міського господарства - це регульовані електродвигуни постійного та змінного струму. Вони призначені для перетворення електричного сигналу кута повороту чи частоти обертання валу.

Двигуни постійного струму

Двигуни постійного струму використовуються у силових приводах.

Вони класифікуються:

- за способом збудження - двигуни з незалежним збудженням (послідовним, паралельним, мішаним) і двигуни з збудженням від постійних магнітів.

- за способом керування - двигуни з якірним керуванням і двигуни з полюсним керуванням.

- за конструктивним виконанням - двигуни з звичайним виконанням і швидкодіючі двигуни.

Двигуни змінного струму.

Принцип дії двигунів змінного струму заснований на використанні енергії обертового магнітного поля, що створюється ротором.

Електродвигуни, в яких частота обертання ротора дорівнює частоті обертання магнітного поля статора, називають синхронними.

Електродвигуни, в яких частота обертання ротора менша за частоту обертання магнітного поля статора, називаються асинхронними. В пристроях автоматики часто використовуються асинхронні електродвигуни, що поділяються на однофазні, двофазні і трифазні.

Однофазні електродвигуни мають невелику потужність і використовуються головним чином у пристроях нерегульованого електроприводу.

Трифазні електродвигуни використовуються, як правило, у пристроях нерегульованого електроприводу з потужністю від одиниць ват (Вт) до декількох тисяч ват (Вт). Інколи вони використовуються у регульованому електроприводі, але це ускладнює схему вмикання двигуна. Вони також використовуються як привод потужних вентиляторів у пристроях пам'яті ЕОМ на магнітних дисках і магнітних барабанах.

Найбільш широке застосування у САУ знайшли двофазні асинхронні електродвигуни, як правило - в пристроях регульованого електроприводу середньої потужності (від десятих до сотень ват (Вт)).

В залежності від конструкції ротора двофазні асинхронні двигуни діляться на двигуни з коротко замкнутим ротором і порожнистим (фазним) немагнітним ротором. У швидкодіючих пристроях регульованого електропривода використовуються електродвигуни з порожнистим немагнітним ротором (виконаним з алюмінію), тобто яка має мінімальний момент інерції.

Принцип роботи двофазного асинхронного двигуна заснований на утворенні обертового магнітного поля при подачі на обмотку збудження і обмотку керування статора змінних напруг зсунутих за фазою на 90⁰.

Питання та завдання для самоконтролю

1. Яке призначення виконавчих елементів в системах автоматики?

2. Що являє собою виконавчий пристрій, класифікація ВП?

3. Дайте визначення, що являють собою виконавчі двигуни, та їх класифікація?

2.3.4. Реле

Реле – це прилади, які реагують на зміни струму, напруги, температури, швидкості і замикають або розмикають свої контакти при досягненні певного значення величини струму, напруги, температури і т. д.

Розрізняють реле:

- за характером вхідного сигналу: реле струму, напруги, потужності, швидкості, тиску та інше, вихідною величиною зазвичай є електричний сигнал;

- за принципом дії: електромагнітні, магнітоелектричні, індукційні, напівпровідникові, теплові і ін. Існують реле, що реагують на різницю будь-яких величин (диференційні).

- за дією на керуюче коло: контактні і безконтактні.

Контактні - замикають або розмикають електричне коло контактами, які називають замикаючими або розмикаючими.

Безконтактні - можуть різко змінювати свій внутрішній опір від нуля до нескінченості, що приводить до стрибкоподібної зміни струму.

При виборі реле для конкретного пристрою автоматики і при порівнянні реле різних типів користуються рядом параметрів, що характеризують властивості реле.

До них відносяться наступні параметри:

Струм спрацьовування I_сп (потужність спрацьовування Р_сп) - струм (або потужність), який потрібно подати на обмотку реле для його надійного спрацьовування.

Струм відпускання I_в (потужність відпускання Р_в) - струм ( або потужність) в ланцюзі обмотки, при якому реле вимикається - відпускає.

Керована потужність (струм, напруга) - параметр електричного кола, яким управляють контакти реле.

Коефіцієнт управління К_у - відношення керованої потужності (струму, напруги) до потужності (струму, напруги) спрацьовування.

Час спрацьовування реле - інтервал часу від моменту подачі струму в обмотку реле до початку дії контактів на кероване коло.

Довговічність - гарантоване число спрацьовувань реле, при номінальному навантаженні в колі контактів.

Комутаційні можливості реле - число і тип контактів реле.