Klassificering af elektriske drev

En elektrisk aktuator i styresystemer omtales almindeligvis som en anordning designet til at bevæge arbejdslegemet i overensstemmelse med signaler fra styreanordningen.

Arbejdslegemer kan være forskellige typer spjældventiler, ventiler, ventiler, porte, ledeskovle og andre regulerings- og lukkelegemer, der er i stand til at ændre mængden af ​​energi eller arbejdsstof, der kommer ind i styreobjektet. I dette tilfælde kan bevægelsen af ​​arbejdslegemerne være både translationel og roterende inden for en eller flere omdrejninger. Derfor påvirker drivmekanismen ved hjælp af arbejdslegemet direkte det kontrollerede objekt.

Aktuatorer er enheder, der mekanisk påvirker fysiske processer ved at konvertere elektriske signaler til den nødvendige kontrolhandling. Ligesom sensorer skal aktuatorer tilpasses korrekt til hver applikation. Aktuatorer kan være binære, diskrete eller analoge.Den specifikke type for hver opgave vælges under hensyntagen til den nødvendige udgangseffekt og hastighed.

Generelt består den elektriske aktuator af en elektrisk aktuator, en reducering, en feedback-enhed, en udgangselementpositionsindikatorsensor og endestopkontakter.

Som elektrisk drev i drev elektromagneter, eller elektriske motorer med en reducering for at reducere bevægelseshastigheden af ​​outputelementet til en værdi, der tillader direkte forbindelse af dette element (aksel eller stang) med arbejdslegemet.

Tilbagekoblingsknuderne er designet til at indføre i kontrolsløjfen en handling, der er proportional med størrelsen af ​​forskydningen af ​​udgangselementet af aktuatoren og derfor af det arbejdselement, der er leddelt med det. Ved hjælp af endestop afbrydes drevets elektriske drev, når arbejdselementet når sine endepositioner, for at undgå mulig beskadigelse af de mekaniske forbindelser, samt for at begrænse arbejdselementets bevægelse.

Som regel er effekten af ​​signalet, der genereres af reguleringsanordningen, utilstrækkelig til direkte bevægelse af arbejdselementet, derfor kan aktuatoren betragtes som en effektforstærker, hvor et svagt indgangssignal, forstærket mange gange, sendes til arbejdselement.

Alle elektriske drev, der er meget udbredt i forskellige grene af moderne teknologier til automatisering af industrielle processer, kan opdeles i to hovedgrupper:

1) elektromagnetisk

2) elmotor.

Den første gruppe omfatter hovedsageligt elektromagnetiske drev designet til at styre forskellige typer kontrol- og afspærringsventiler, ventiler, remskiver osv. aktuatorer med forskellige typer elektromagnetiske koblinger... Et karakteristisk træk ved elektriske aktuatorer af denne gruppe er, at den kraft, der kræves for at omarrangere arbejdslegemet, skabes af en elektromagnet, som er en integreret del af aktuatoren.

Til kontrolformål bruges solenoidemekanismer generelt kun i on-off-systemer. I automatiske styresystemer anvendes som endeelementer ofte elektromagnetiske koblinger, som er opdelt i friktionskoblinger og glidekoblinger.

Den anden, i øjeblikket mest almindelige gruppe, omfatter eElektriske aktuatorer med elektriske motorer af forskellige typer og design.

Elektriske motorer består normalt af en motor, en gearkasse og en bremse (nogle gange er sidstnævnte muligvis ikke tilgængelig). Styresignalet går til motoren og bremsen samtidigt, mekanismen udløses, og motoren driver udgangselementet. Når signalet forsvinder, slukker motoren, og bremsen stopper mekanismen. Kredsløbets enkelhed, det lille antal elementer, der er involveret i dannelsen af ​​den regulatoriske handling, og de høje operationelle egenskaber har gjort aktuatorer med kontrollerede motorer til grundlaget for at skabe drev til moderne industrielle automatiske styresystemer.

Der er, selvom de ikke er udbredt, aktuatorer med ukontrollerede motorer, der indeholder en mekanisk, elektrisk eller hydraulisk kobling styret af et elektrisk signal.Deres karakteristiske træk er, at motoren i dem arbejder kontinuerligt i hele kontrolsystemets driftstid, og styresignalet fra kontrolanordningen overføres til arbejdslegemet gennem den kontrollerede kobling

Drev med kontrollerede motorer kan igen opdeles i henhold til metoden til konstruktion af styresystemet af mekanismer med kontakt og ikke-kontakt kontrol.

Aktivering, deaktivering og reversering af elektriske motorer af kontaktstyrede drev udføres ved hjælp af forskellige relæ- eller kontaktanordninger. Dette definerer det vigtigste kendetegn ved aktuatorer med kontaktstyring: I sådanne mekanismer afhænger hastigheden af ​​udgangselementet ikke af størrelsen af ​​styresignalet, der påføres aktuatorens indgang, og bevægelsesretningen bestemmes af tegnet (eller fase) af dette signal. Derfor kaldes aktuatorer med kontaktstyring normalt aktuatorer med en konstant bevægelseshastighed af arbejdslegemet.

For at opnå en gennemsnitlig variabel bevægelseshastighed af drevets udgangselement med kontaktstyring, er pulsdriftstilstanden for dens elektriske motor meget brugt.

De fleste aktuatorer designet til kontaktstyrede kredsløb bruger reversible motorer. Brugen af ​​elektriske motorer, der kun roterer i én retning, er meget begrænset, men forekommer stadig.

Berøringsfrie elektriske drev er kendetegnet ved øget pålidelighed og tillader relativt let at opnå både konstant og variabel bevægelseshastighed af outputelementet.Elektroniske, magnetiske eller halvlederforstærkere, såvel som deres kombination, bruges til berøringsfri styring af drev. Når styreforstærkerne arbejder i relætilstand, er bevægelseshastigheden af ​​aktuatorernes udgangselement konstant.

Både kontaktstyrede og berøringsfrie elektriske drev kan også opdeles i henhold til følgende karakteristika.

Efter forudgående aftale: med roterende bevægelse af udgangsakslen — enkelt-drejning; med roterende bevægelse af udgangsakslen - multi-turn; med trinvis bevægelse af udgangsakslen - lige frem.

Af handlingens natur: positionel handling; proportional handling.

Ved design: i normalt design, i specialdesign (støvsikker, eksplosionssikker, tropisk, marine osv.).

Udgangsakslen på enkeltomdrejningsdrev kan rotere inden for en hel omdrejning. Sådanne mekanismer er karakteriseret ved mængden af ​​drejningsmoment på udgangsakslen og tidspunktet for dens fuldstændige rotation.

I modsætning til single-turn multi-turn mekanismer, hvis udgangsaksel kan bevæge sig inden for flere, nogle gange et betydeligt antal omdrejninger, er også karakteriseret ved det samlede antal omdrejninger af udgangsakslen.

Lineære mekanismer har en translationsbevægelse af udgangsstangen og evalueres af kraften på stangen, værdien af ​​stangens fulde slag, tidspunktet for dens bevægelse i fuldslagssektionen og bevægelseshastigheden af ​​udgangslegemet i omdrejninger i minuttet for enkelt- og flerdrejninger og i millimeter pr. sekund for lineære mekanismer.

Udformningen af ​​positionsdrevene er således, at med deres hjælp kan arbejdslegemerne kun indstilles i bestemte faste positioner.Oftest er der to sådanne positioner: "åben" og "lukket". I det generelle tilfælde er eksistensen af ​​flerpositionsmekanismer også mulig. Positionsdrev har normalt ikke enheder til at modtage et positionsfeedback-signal.

Proportionelle aktuatorer er strukturelt således, at de inden for de specificerede grænser sikrer installationen af ​​arbejdslegemet i enhver mellemposition, afhængigt af størrelsen og varigheden af ​​styresignalet. Sådanne aktuatorer kan bruges i både positions- og P-, PI- og PID-automatiske styresystemer.

Eksistensen af ​​elektriske drev af både normal og speciel design udvider i høj grad de mulige områder af deres praktiske anvendelse.