Klasifikace elektrických pohonů

Elektrický pohon v řídicích systémech je běžně označován jako zařízení určené k pohybu pracovního těla v souladu se signály z řídicího zařízení.

Pracovními orgány mohou být různé typy škrticích klapek, ventilů, ventilů, šoupátek, vodicích lopatek a dalších regulačních a uzavíracích těles schopných měnit množství energie nebo pracovní látky vstupující do řídicího objektu. V tomto případě může být pohyb pracovních těles jak translační, tak rotační v rámci jedné nebo několika otáček. Pohonný mechanismus proto pomocí pracovního těla přímo ovlivňuje ovládaný objekt.

Akční členy jsou zařízení, která mechanicky ovlivňují fyzikální procesy přeměnou elektrických signálů na požadovanou řídicí činnost. Stejně jako senzory musí být akční členy správně přizpůsobeny pro každou aplikaci. Akční členy mohou být binární, diskrétní nebo analogové.Konkrétní typ pro každý úkol je vybrán s ohledem na požadovaný výstupní výkon a rychlost.

Obecně se elektrický pohon skládá z elektrického pohonu, reduktoru, zpětnovazební jednotky, snímače polohy výstupního prvku a koncové spínače.

Jako elektrický pohon v pohonech elektromagnety, nebo elektromotory s reduktorem pro snížení rychlosti pohybu výstupního prvku na hodnotu, která umožňuje přímé spojení tohoto prvku (hřídele nebo tyče) s pracovním tělesem.

Zpětnovazební uzly jsou navrženy tak, aby zaváděly do regulační smyčky akci úměrnou velikosti posunutí výstupního prvku ovladače a tedy pracovního členu, který je s ním kloubově spojen. Pomocí koncových spínačů se elektrický pohon pohonu vypne, když pracovní prvek dosáhne koncových poloh, aby se předešlo možnému poškození mechanických spojů a také se omezil pohyb pracovního prvku.

Výkon signálu generovaného regulačním zařízením je zpravidla nedostatečný pro přímý pohyb pracovního prvku, proto lze servomotor považovat za výkonový zesilovač, ve kterém je do servomotoru přenášen mnohonásobně zesílený slabý vstupní signál. pracovní prvek.

Všechny elektrické pohony, široce používané v různých odvětvích moderních technologií pro automatizaci průmyslových procesů, lze rozdělit do dvou hlavních skupin:

1) elektromagnetické

2) elektromotor.

Do první skupiny patří především elektromagnetické pohony určené k ovládání různých typů regulačních a uzavíracích ventilů, ventilů, řemenic apod. servomotory s různými typy elektromagnetických vazeb... Charakteristickým znakem servomotorů této skupiny je, že sílu potřebnou k přestavení pracovního tělesa vytváří elektromagnet, který je nedílnou součástí servomotoru.

Pro účely řízení se solenoidové mechanismy obecně používají pouze v systémech on-off. V automatických řídicích systémech se často používají jako koncové prvky elektromagnetické spojky, které se dále dělí na třecí spojky a kluzné spojky.

Do druhé, v současnosti nejrozšířenější skupiny patří eElektrické servomotory s elektromotory různých typů a provedení.

Elektromotory se obvykle skládají z motoru, převodovky a brzdy (ta někdy nemusí být k dispozici). Řídicí signál jde současně do motoru a brzdy, mechanismus se uvolní a motor pohání výstupní prvek. Když signál zmizí, motor se vypne a brzda zastaví mechanismus. Jednoduchost obvodu, malý počet prvků podílejících se na vytváření regulační akce a vysoké provozní vlastnosti učinily z pohonů s řízenými motory základ pro vytváření pohonů pro moderní průmyslové automatické řídicí systémy.

Existují, i když nejsou široce používané, akční členy s neřízenými motory, které obsahují mechanickou, elektrickou nebo hydraulickou spojku ovládanou elektrickým signálem.Jejich charakteristickým znakem je, že motor v nich pracuje nepřetržitě po celou dobu činnosti řídicího systému a řídicí signál z řídicího zařízení je přenášen na pracovní těleso prostřednictvím ovládané spojky.

Pohony s řízenými motory lze zase rozdělit podle způsobu konstrukce řídicího systému mechanismů s dotykovým a bezkontaktním ovládáním.

Aktivace, deaktivace a reverzace elektromotorů dotykově řízených pohonů se provádí pomocí různých reléových nebo kontaktních zařízení. To definuje hlavní rozlišovací znak pohonů s kontaktním ovládáním: u takových mechanismů nezávisí rychlost výstupního prvku na velikosti řídicího signálu přivedeného na vstup pohonu a směr pohybu je určen znakem (nebo fáze) tohoto signálu. Proto se aktuátory s dotykovým ovládáním obvykle nazývají aktuátory s konstantní rychlostí pohybu pracovního tělesa.

Pro získání průměrné proměnlivé rychlosti pohybu výstupního prvku pohonu s kontaktním ovládáním se široce používá pulzní režim provozu jeho elektromotoru.

Většina aktuátorů navržených pro kontaktní řízené obvody používá reverzibilní motory. Použití elektromotorů otáčejících se pouze jedním směrem je velmi omezené, ale stále se vyskytuje.

Bezdotykové elektrické pohony se vyznačují zvýšenou spolehlivostí a umožňují poměrně snadno dosáhnout konstantní i proměnlivé rychlosti pohybu výstupního prvku.Pro bezdotykové ovládání pohonů se používají elektronické, magnetické nebo polovodičové zesilovače a také jejich kombinace. Když řídicí zesilovače pracují v reléovém režimu, je rychlost pohybu výstupního prvku servomotorů konstantní.

Jak dotykově řízené, tak bezkontaktní elektrické pohony lze také rozdělit podle následujících charakteristik.

Po předchozí dohodě: s rotačním pohybem výstupního hřídele — jednootáčkový; s rotačním pohybem výstupního hřídele — víceotáčkový; s postupným pohybem výstupního hřídele — přímo vpřed.

Podle povahy působení: poziční působení; proporcionální opatření.

Provedení: v normálním provedení, ve speciálním provedení (prachuvzdorné, nevýbušné, tropické, mořské atd.).

Výstupní hřídel jednootáčkových pohonů se může otočit během jedné celé otáčky.Takové mechanismy se vyznačují velikostí točivého momentu výstupního hřídele a dobou jeho úplného otočení.

Na rozdíl od jednootáčkových víceotáčkových mechanismů, jejichž výstupní hřídel se může pohybovat v rámci několika, někdy i značného počtu otáček, je také charakterizován celkovým počtem otáček výstupního hřídele.

Lineární mechanismy mají translační pohyb výstupní tyče a jsou hodnoceny silou na tyči, hodnotou plného zdvihu tyče, dobou jejího pohybu v úseku plného zdvihu a rychlostí pohybu výstupního tělesa v otáčky za minutu u jednootáčkových a víceotáčkových a v milimetrech za sekundu u lineárních mechanismů.

Konstrukce polohových pohonů je taková, že s jejich pomocí lze pracovní tělesa nastavit pouze do určitých pevných poloh.Nejčastěji existují dvě takové polohy: "otevřená" a "zavřená". V obecném případě je také možná existence vícepolohových mechanismů. Polohové pohony obvykle nemají zařízení pro příjem signálu zpětné vazby polohy.

Proporcionální aktuátory jsou konstrukčně takové, že v rámci stanovených limitů zajišťují instalaci pracovního tělesa v libovolné mezipoloze v závislosti na velikosti a trvání řídicího signálu. Takové akční členy lze použít jak v polohových, tak v automatických řídicích systémech P, PI a PID.

Existence elektrických pohonů běžného i speciálního provedení značně rozšiřuje možné oblasti jejich praktického uplatnění.