Classificatie van elektrische aandrijvingen

Een elektrische actuator in besturingssystemen wordt gewoonlijk een apparaat genoemd dat is ontworpen om het werklichaam te bewegen in overeenstemming met signalen van het besturingsapparaat.

Werklichamen kunnen verschillende soorten smoorkleppen, kleppen, kleppen, poorten, leischoepen en andere regel- en sluitlichamen zijn die in staat zijn om de hoeveelheid energie of werksubstantie die het besturingsobject binnenkomt te veranderen. In dit geval kan de beweging van de werkende lichamen zowel translatie als rotatie zijn binnen een of meerdere omwentelingen. Daarom beïnvloedt het aandrijfmechanisme, met behulp van het werkende lichaam, rechtstreeks het bestuurde object.

Actuators zijn apparaten die fysieke processen mechanisch beïnvloeden door elektrische signalen om te zetten in de vereiste besturingsactie. Net als sensoren moeten actuatoren voor elke toepassing goed op elkaar zijn afgestemd. Actuators kunnen binair, discreet of analoog zijn.Het specifieke type voor elke taak wordt geselecteerd, rekening houdend met het vereiste uitgangsvermogen en de snelheid.

Over het algemeen bestaat de elektrische actuator uit een elektrische actuator, een verloopstuk, een feedbackeenheid, een positie-indicatorsensor van het uitvoerelement en eindschakelaars.

Als elektrische aandrijving in aandrijvingen elektromagneten, of elektromotoren met een verloopstuk om de bewegingssnelheid van het uitvoerelement te verminderen tot een waarde die een directe verbinding van dit element (as of stang) met het werklichaam mogelijk maakt.

De feedbackknooppunten zijn ontworpen om in de regellus een actie in te voeren die evenredig is met de grootte van de verplaatsing van het uitvoerelement van de actuator en dus van het werkorgaan dat ermee is gearticuleerd. Met behulp van eindschakelaars wordt de elektrische aandrijving van de aandrijving uitgeschakeld wanneer het werkelement zijn eindposities bereikt, om mogelijke schade aan de mechanische verbindingen te voorkomen en om de beweging van het werkelement te beperken.

In de regel is het vermogen van het door het regelapparaat gegenereerde signaal onvoldoende voor directe beweging van het werkelement, daarom kan de actuator worden beschouwd als een vermogensversterker, waarin een zwak ingangssignaal, vele malen versterkt, wordt verzonden naar de werkend element.

Alle elektrische aandrijvingen, die veel worden gebruikt in verschillende takken van moderne technologieën voor automatisering van industriële processen, kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdgroepen:

1) elektromagnetisch

2) elektromotor.

De eerste groep omvat voornamelijk elektromagnetische aandrijvingen die zijn ontworpen om verschillende soorten regel- en afsluitkleppen, kleppen, poelies, enz. actuatoren met verschillende soorten elektromagnetische koppelingen... Een kenmerkend kenmerk van elektrische actuatoren van deze groep is dat de kracht die nodig is om het werkende lichaam te herschikken wordt gecreëerd door een elektromagneet, die een integraal onderdeel is van de actuator.

Voor controledoeleinden worden solenoïdemechanismen over het algemeen alleen gebruikt in aan-uit-systemen. In automatische besturingssystemen worden vaak als eindelementen gebruikt elektromagnetische koppelingen, die zijn onderverdeeld in wrijvingskoppelingen en glijdende koppelingen.

De tweede, momenteel meest voorkomende groep omvat eElectric-actuatoren met elektromotoren van verschillende typen en uitvoeringen.

Elektromotoren bestaan ​​meestal uit een motor, een versnellingsbak en een rem (soms is deze laatste niet beschikbaar). Het stuursignaal gaat tegelijkertijd naar de motor en de rem, het mechanisme wordt vrijgegeven en de motor drijft het uitvoerelement aan. Wanneer het signaal verdwijnt, wordt de motor uitgeschakeld en stopt de rem het mechanisme. De eenvoud van het circuit, het kleine aantal elementen dat betrokken is bij de vorming van de regulerende actie en de hoge operationele eigenschappen hebben actuatoren met bestuurde motoren tot de basis gemaakt voor het creëren van aandrijvingen voor moderne industriële automatische besturingssystemen.

Er zijn, hoewel niet algemeen gebruikte, actuatoren met ongecontroleerde motoren die een mechanische, elektrische of hydraulische koppeling bevatten die wordt aangestuurd door een elektrisch signaal.Hun kenmerkende eigenschap is dat de motor daarin continu werkt gedurende de gehele werkingsduur van het besturingssysteem en dat het besturingssignaal van het besturingsapparaat via de gecontroleerde koppeling naar het werklichaam wordt gestuurd

Aandrijvingen met gestuurde motoren kunnen op hun beurt worden verdeeld volgens de constructiemethode van het besturingssysteem van mechanismen met contact- en contactloze besturing.

Het activeren, deactiveren en omkeren van elektromotoren van contactgestuurde aandrijvingen wordt uitgevoerd met behulp van verschillende relais- of contactapparaten. Dit definieert het belangrijkste onderscheidende kenmerk van actuatoren met contactbesturing: bij dergelijke mechanismen hangt de snelheid van het uitvoerelement niet af van de grootte van het stuursignaal dat wordt toegepast op de invoer van de actuator, en wordt de bewegingsrichting bepaald door het teken (of fase) van dit signaal. Daarom worden actuatoren met contactbesturing meestal actuatoren genoemd met een constante bewegingssnelheid van het werklichaam.

Om een ​​gemiddelde variabele bewegingssnelheid van het uitgangselement van de aandrijving met contactbesturing te verkrijgen, wordt de pulsmodus van de elektromotor veel gebruikt.

De meeste actuatoren die zijn ontworpen voor contactgestuurde circuits, gebruiken omkeerbare motoren. Het gebruik van slechts in één richting draaiende elektromotoren is zeer beperkt, maar komt nog steeds voor.

Contactloze elektrische aandrijvingen worden gekenmerkt door verhoogde betrouwbaarheid en maken het relatief eenvoudig om zowel een constante als een variabele bewegingssnelheid van het uitvoerelement te bereiken.Elektronische, magnetische of halfgeleiderversterkers, evenals hun combinatie, worden gebruikt voor contactloze besturing van aandrijvingen. Wanneer de regelversterkers in relaismodus werken, is de bewegingssnelheid van het uitvoerelement van de actuatoren constant.

Zowel contactgestuurde als contactloze elektrische aandrijvingen kunnen ook worden onderverdeeld volgens de volgende kenmerken.

Op afspraak: met draaiende beweging van de uitgaande as - single-turn; met roterende beweging van de uitgaande as - multi-turn; met stapsgewijze beweging van de uitgaande as — rechtdoor.

Door de aard van de actie: positionele actie; proportionele actie.

Door ontwerp: in normaal ontwerp, in speciaal ontwerp (stofdicht, explosieveilig, tropisch, maritiem, enz.).

De uitgaande as van aandrijvingen met één omwenteling kan binnen één volledige omwenteling draaien.Dergelijke mechanismen worden gekenmerkt door de hoeveelheid koppel van de uitgaande as en de tijd van zijn volledige rotatie.

In tegenstelling tot single-turn multi-turn mechanismen, waarvan de uitgaande as binnen enkele, soms een aanzienlijk aantal omwentelingen kan bewegen, wordt ook het totale aantal omwentelingen van de uitgaande as bepaald.

Lineaire mechanismen hebben een translatiebeweging van de uitgaande stang en worden geëvalueerd door de kracht op de stang, de waarde van de volledige slag van de stang, de tijd van zijn beweging in het volledige slaggedeelte en de bewegingssnelheid van het uitgaande lichaam in omwentelingen per minuut voor single-turn en multi-turn en in millimeters per seconde voor lineaire mechanismen.

Het ontwerp van de positieaandrijvingen is zodanig dat met hun hulp de werklichamen alleen in bepaalde vaste posities kunnen worden ingesteld.Meestal zijn er twee van dergelijke posities: "open" en "gesloten". In het algemeen is het bestaan ​​van multipositiemechanismen ook mogelijk. Positieaandrijvingen hebben meestal geen apparaten om een ​​positieterugkoppelingssignaal te ontvangen.

Proportionele actuatoren zijn structureel zodanig dat ze, binnen de gespecificeerde limieten, de installatie van het werklichaam in elke tussenpositie verzekeren, afhankelijk van de grootte en duur van het stuursignaal. Dergelijke actuatoren kunnen worden gebruikt in zowel positionele als P-, PI- en PID-automatische besturingssystemen.

Het bestaan ​​van elektrische aandrijvingen van zowel normaal als speciaal ontwerp breidt de mogelijke toepassingsgebieden aanzienlijk uit.