Однооборотные эим.

Однооборотные ИМ применяются для перемещения различных РО в системах дистанционного и автоматического управления. Однооборотные ИМ работают с контактными и бесконтактными пусковыми устройствами. Выпускается много типов и разновидностей однооборотных ИМ.

Им типа мэр.

Выпускается несколько модификаций этих ИМ, которые характеризуются тремя параметрами:

• М_кр - номинальным крутящим моментом на выходном валу, н-м;

• Т_им - номинальным временем полного хода выходного вала ИМ - от минимума до максимума, с;

• _им - номинальным полным ходом выходного вала ИМ, об. Иногда дополнительно указывается год модификации.

Например, обозначение МЭО-4/25-0,63-68 расшифровывается так: момент 4 н•м, Тим - 25 с, им - 0,63 об, год модификации 1968 (механизм электрический однооборотный с крутящимся моментом на выходном валу 4

Н•м, время полного хода механизма составляет 25с, за это время выходной вал механизма повернется на 0.63 от одного оборота).

ИМ типа МЭО рассчитаны на бесконтактное управление с помощью реверсивного тиристорного пускателя ПБР-2 или магнитного усилителя типа УМД.

В МЭО применяется однофазный асинхронный конденсаторный двигатель типа ДАУ, отличающийся малой инерционностью, высокой надежностью и способностью длительно работать на упор, что позволило исключить из схемы управления МЭО защитные концевые выключатели, роль которых отдана настраиваемым концевым механическим упорам.

Тормозное устройство в МЭО имеет электромагнитный привод в виде соленоида,

включенный параллельно обмотке управления двигателя. Соленоид воздействует на тормозную колодку вала электродвигателя.

МЭО оснащается двумя индуктивными датчиками положения, располагаемыми в блоке датчиков БДИ-6, в котором, кроме того, находятся четыре микровыключателя с двумя независимыми цепями каждый.

Выпускаются МЭО и с другими модификациями датчиков положения: реостатным, индуктивным, с устройством люфт, токовым.

Устройство и принцип действия ЭИМ.

ИМ состоит из электродвигателя, редуктора, тормозного устройства, датчиков положения выходного вала, устройства ручного управления, упоров, рычага-кривошипа, местного указателя положения выходного вала.

В качестве двигателя в ЭИМ используются асинхронные конденсаторные электродвигатели с полным ротором. Это малоинерционные однофазные двигатели, способные длительное время находиться под напряжением в заторможенном состоянии. В контактных ЭИМ применяются

обычные трехфазные асинхронные электродвигатели. Редукторы служат для уменьшения скорости вращения двигателя.

Применяются различные виды передач: цилиндрические шестерни, планетарные и червячные передачи. Последние обладают свойством самоторможения и механизмы с такой передачей не нуждаются в тормозных устройствах. При шестеренчатой передаче применяются электромагнитные тормоза.

Для сочленения с РО выходной вал снабжен рычагом или кривошипом. На другом конце выходного вала укрепляется местный указатель положения выходного вала. Для дистанционного контроля за положением выходного вала механизмы снабжены датчиками положения. Они представляют собой устройство, вырабатывающее электрическое напряжение или ток, который пропорционален углу поворота выходного вала. Второй такой же датчик используется для организации жесткой отрицательной обратной связи, необходимой для формирования П-закона регулирования.

Динамические свойства ЭИМ.

Способность отрабатывать короткие импульсы является важным свойством механизма. Это определяет точность регулирования релейными

_{регуляторами. Пример: пусть Тс=100с. Поворот на 1° производится за:}

₁⁰ _100с

_0,28с

_{0 (1.11)}

¹ ₃₆₀ ⁰

Если ИМ может отрабатывать импульсы длительностью 0.2с, то

_{максимальная точность регулирования составит 0.75°:}

0,21⁰

_0,28

0,75⁰

(1.12)

Если ИМ отрабатывает импульсы 0.1с, то точность регулирования будет 0.35°. К динамическим характеристикам относят также время разгона — время, в течение которого двигатель достигнет

номинальной скорости, и время выбега - время с момента прекращения управляющего импульса до полной остановки двигателя. Работа ЭИМ постоянной скорости в релейной системе регулирования происходит следующим образом: релейный регулирующий блок выдает серию импульсов (при включении реле - есть сигнал, при выключении - нет). Каждый импульс вызывает поворот выходного вала механизма на некоторый угол (рис. 1.24).

Рис.1.24. Графическое представление работы ЭИМ постоянной скорости в релейной системе.

Скорость перемещения выходного вала ИМ определяется скоростью электродвигателя и передаточным отношением редуктора (для идеальных

_{ИМ). Назовем эквивалентной скоростью реального ИМ отношение:}

_S ^xвых экв _t

(1.13)

^и

т.е. отношение перемещения выходного вала механизма Δх_вых, вызванного действием одного импульса определенной длительности t_и, к длительности этого импульса.

В реальном ИМ при наличии конечных значений выбега и разгона S_экв будет зависеть от длительности импульсов. Чем меньше t_и , тем больше будут сказываться выбеги и разгон ИМ на эквивалентной скорости ИМ (рис. 1.25).

Рис. 1.25. Графическое представление зависимости работы ЭИМ

постоянной скорости от длительности импульса.

Если при длительном включении скорость электродвигателя, а, следовательно, и выходного вала механизма постоянна (т.е. мало зависит от длительности импульсов), то при кратковременных включениях эквивалентная скорость S_экв механизма будет в значительно большей степени зависеть от продолжительности импульсов. Графическое выражение этой зависимости носит название импульсной характеристики исполнительного механизма.

Импульсные характеристики снимаются обычно экспериментально, однако существуют способы аналитического их расчета по параметрам исполнительного механизма и магнитного усилителя.

Рассмотрим, например, импульсную характеристику реального ИМ (рис. 1.26).

Рис.1.26. Импульсная характеристика ИМ.

Здесь по оси абсцисс отложены длительности управляющих импульсов в секундах, а по оси ординат - эквивалентная скорость выходного вала механизма. Импульсные характеристики обычно снимаются для двух режимов: при нагрузке механизма номинальным встречным моментом и минимальном напряжении питания (187В) и при нагрузке механизма сопутствующим моментом, равным 50% номинального при максимальном напряжении (231В).

При длительности управляющих импульсов больше 0.7-0.8с эквивалентная скорость S_экв механизма почти не зависит от t_и. Разница в величине S_экв при нагрузке механизма номинальным встречным (нижняя часть характеристики) моментами определяется только статическими характеристиками электродвигателя, величиной его скольжения.

При коротких импульсах время разгона двигателя и время выбега становятся соизмеримыми с длительностью импульса и начинают оказывать влияние на эквивалентную скорость механизма. При нагрузке механизма встречным моментом время разгона возрастает, выбег уменьшается. Это приводит к уменьшению эквивалентной скорости, поэтому нижняя ветвь характеристики с укорочением импульсов приближается к оси абсцисс.

При сопутствующих нагрузках, поскольку приложенный момент действует в направлении вращения двигателя, время разгона его уменьшается, а выбеги, соответственно увеличиваются. Благодаря этому, эквивалентная скорость с уменьшением t_и, увеличивается. Верхняя ветвь импульсной характеристики в этом случае поднимается и, после достижения максимума резко падает до нуля. Абсцисса точки соприкосновения нижней ветви импульсной характеристики с осью абсцисс называется временем среза t_ср, равным минимальной длительность импульсов, которые может отрабатывать ИМ.

Кроме инерционности движущихся частей ИМ, проявляющейся в конечном времени разгона и выбега, на форму импульсной характеристики оказывает влияние и инерционность усилителя.

Импульсная характеристика используется для оценки динамического качества механизмов. Для выпускаемых в настоящее время механизмов установлены следующие ограничения для импульсной характеристики:

1. Определяется некоторая контрольная продолжительность импульсов, подсчитываемая по эмпирической формуле:

₅

t_и = 0,5 -

Т

с

(1.14)

2. При отработке этих импульсов минимальная эквивалентная скорость

S_{экв. мин.} не должна быть меньше 0.15 (в относительных ед.), т.е.: S_{экв. мин.} ≥ 0,15. (1.15)

3. Максимальная эквивалентная скорость S_{экв. мax.}не должна быть больше

1.5, т.е

S_{экв. мax.} ≤ 1,5. (1.16)

4. «Максимум-максиморум» (высота горба) импульсной характеристики не должен превышать 2.5, т.е.:

S_{экв. мax. мax.} ≤ 2,5. (1.17)

_{Рассмотренный критерий динамического качества поясняется на рис.}

1.27.

Рис.1.27. Графическое представление критерия динамического качества.

Усилительные устройства для ЭИМ

Как известно, промышленные релейные регулирующие блоки выдают на выходе импульсное постоянное (или выпрямленное) напряжение 24В при максимальной силе тока 0.1 А. Такого сигнала недостаточно для управления

промышленными электрическими ИМ постоянной скорости. Для них необходимо напряжение 220В и мощность, соответствующая мощности двигателя ЭИМ. Следовательно, между выходом регулирующего блока и входом ЭИМ должен быть включен усилитель. Для контактных ЭИМ этим усилителем является магнитный пускатель типа МКР-О или другой контактор, работающий от управляющего напряжения 24В. Для бесконтактных ЭИМ используются бесконтактные пускатели. Наиболее распространенным является пускатель бесконтактный реверсивный типа ПБР-2М, выпускаемый «ЗЭиМ». ПБР-2М представляет собой транзисторно- тиристорное устройство. Усилитель выполнен на транзисторах. Его выходной сигнал управляет тиристорными ключами. Большой коммутируемый ток (до 4А) позволяет управлять ИМ любой мощности. Пускатель содержит внутренний источник напряжения для управления через тиристорые ключи ЭИМ. Конструктивно усилитель располагается в кожухе с габаритными размерами 240x205x90. Он может располагаться в любом положении.

Вопросы для самопроверки

классификация исполнительных механизмов по принципу действия и используемой энергии;

конструкция и принцип действия МЭО;

что представляет собой импульсная характеристика МЭО?

каким типовым звеном является МЭО в системе?

дайте определение критерия динамического качества.