Besturingsapparaten en programmeerbare lusbesturingsapparaten
De cyclische aard van de productieprocessen van veel mechanismen leidde tot de opkomst van een speciale klasse besturingsapparaten die zorgen voor de uitvoering van het werkprogramma van de uitvoerende apparaten in een bepaalde volgorde. Dergelijke apparaten worden commando-apparaten of commando-controllers genoemd.
De commandant is een mechanisch apparaat dat periodiek inwerkt op elektrisch gevoelige elementen die besturingssignalen genereren. Het belangrijkste onderdeel van zo'n apparaat is een as of trommel die beweging ontvangt van het mechanisme van een werktuigmachine of een elektromotor. In het eerste geval wordt de besturing uitgevoerd in de functie van het verplaatsen van de werktuigmachines, en in het tweede - in de functie van de tijd.
Een voorbeeld is een regelbare nokkenregelaar, serie KA21, waarvan het schematische diagram wordt getoond in afb. 1. Microschakelaars 5 worden gebruikt als schakelelementen in de controller, bevestigd op de isolatierail 2 met twee schroeven: 3 en 6.Schroef 3 is een stelschroef, deze kan worden gebruikt om de positie van de microschakelaar ten opzichte van de rollenduwer 4 te wijzigen.
Rijst. 1. Instelbare controller uit de KA21-serie.
Rijst. 2. Camcontroller uit de KA4000-serie.
As 7 met nokken 1, dit zijn schijven met twee beweegbare sectoren, dient als verdeelelement van de controller. Door de relatieve positie van de sectoren te wijzigen en de nok ten opzichte van de as te draaien, is het mogelijk om de duur van de aan-stand van de microschakelaar en het moment van bediening te wijzigen.
De commandant wordt in een afgesloten behuizing geplaatst en is in sommige gevallen uitgerust met een versnellingsbak die de lengte van de besturingscyclus verandert. Van 3 tot 12 nokken en het overeenkomstige aantal microschakelaars zijn op de besturingsas gemonteerd.
Bedieningsapparaten uit de KL21-serie ontworpen voor het schakelen van AC 380 V, 4 A en DC 220 V, 2,5 A. De levensduur van de schakelaar is 1,6 miljoen cycli, het mechanische uithoudingsvermogen bereikt 10 miljoen cycli.
Gebruik voor het softwarematig schakelen van circuits met hoog vermogen bedieningsapparaten van de KA4000-serie met onmiddellijke ontkoppeling van contacten, waarvan de constructie wordt getoond in afb. 2. As 1 van de controller heeft een vierkante dwarsdoorsnede, waarop u regelringen 2 kunt bevestigen, bestaande uit twee helften. De onderlegringen zijn voorzien van gaten voor het bevestigen van de nokken 3 en 14, die aan weerszijden van de onderlegring zijn gemonteerd. De nokkenbehuizing heeft een langwerpige groef waardoor deze kan schuiven ten opzichte van het montagegat. De as met poelies en nokken vormt een nokkenastrommel, die het programma van het commando-apparaat bepaalt.
Het contactsysteem van de brugbesturing bestaat uit vaste contacten 5 gemonteerd op een isolerende bus 4 en een beweegbaar contactdeel 6 dat is verbonden met de hefboom 7. Wanneer de trommel draait, stroomt de schakelnok 14 op de contactrol 11 en draait de hendel 7, sluit het contactsysteem en druk op de terugstelveer 10. Tegelijkertijd overschrijdt het slot 13 van de stophendel 9 onder invloed van de veer 12 het uitsteeksel van de hendel 7, waardoor het contactsysteem in de gesloten positie wordt vastgezet nadat de nok 14 draait en geen contact meer maakt met de rol 11.
Het contactsysteem wordt uitgeschakeld door de tweede nok 3, die op de rol 8 beweegt, de ontkoppelingshendel 9 draait en de hendel 7 loslaat, die onder invloed van de terugstelveer 10 onmiddellijk de contacten van de controller opent. Hierdoor kunnen stroomcircuits worden geschakeld terwijl de trommel langzaam draait.
Voor complexere bedrijfscycli kunnen maximaal drie aan- en drie uit-nokken op één poelie worden gemonteerd. De commando-apparaten van deze serie hebben een ingebouwde spiraal- of wormwieloverbrenging met een overbrengingsverhouding van 1:1 tot 1:36; soms zijn ze uitgerust met een elektrische aandrijving. Het aantal meegeleverde circuits is van 2 tot 6. Bij een groter aantal circuits worden er twee drums in de controller geïnstalleerd. De maximale rotatiesnelheid van de trommel is maximaal 60 tpm Elektrisch uithoudingsvermogen van de commandant 0,2 miljoen cycli, mechanisch uithoudingsvermogen 0,25 miljoen cycli.
Als commando-apparaat gebruiken ze vaak een stappenteller, waarvan het apparaat in afb. 3. Het contactsysteem van de getrapte zoeker is een set vaste contacten (lamellen) 1 in een cirkel. Een beweegbare borstel 2 glijdt langs de lamellen, die langs as 3 zijn vastgezet.De borstel is verbonden met het externe circuit door middel van een beweegbare stroomgeleider 10. De geleidelijke beweging van de borstel wordt uitgevoerd door een ratelmechanisme bestaande uit een ratelwiel 5, een werkhond 6 en een vergrendelingshond 9. Het ratelmechanisme heeft een elektromagnetische aandrijving 7. Wanneer een besturingspuls wordt toegepast op de elektromagneetspoel, wordt het anker aangetrokken door de kern en draait het ratelwiel met één tand. Hierdoor beweegt de borstel van de ene lamel naar de andere en maakt een omschakeling in het externe circuit.
De stepper heeft meerdere rijen messen en borstels die op één as zijn gemonteerd. Hiermee kunt u het aantal geschakelde circuits vergroten.
Rijst. 3. Stap zoekapparaat.
De beweegbare elementen van de stappenteller kunnen maar in één richting bewegen. Daarom is het terugbrengen van de borstel naar zijn oorspronkelijke positie alleen mogelijk nadat deze een volledige omwenteling heeft gemaakt. Als het aantal slagen in de werkcyclus van het bedieningsapparaat kleiner is dan het aantal lamellen, is een versnelde beweging van de borstel naar de beginpositie mogelijk. Hiervoor wordt een speciale rij lamellen 4 gebruikt, waarin alle lamellen, behalve de nul één, elektrisch met elkaar zijn verbonden. Het omgekeerde circuit wordt getoond in Fig. 3 met stippellijn. Het wordt gevormd door lamellen 4, een elektromagnetische spoel en zijn hulpverbreekcontacten 8.
Elke keer dat de elektromagneet wordt bediend, openen de contacten 8 en wordt het retourcircuit verbroken. Contacten 8 sluiten weer enz. lamel, het retourcircuit gaat open en de beweging van de borstel stopt. Trapcontacten zijn ontworpen voor lage stromen (tot 0,2 A). Stappenapparaten met thyristorschakelaars worden gebruikt om stroomcircuits te schakelen.
Contactloze bedieningsapparaten zijn ontworpen volgens hetzelfde principe als contactloze bedieningsapparaten. De besturingseenheid heeft een centrale as met schijven waarop besturingselementen (nokken, schermen, optische afdekkingen, etc.) zijn gemonteerd. De gevoelige elementen van het commando-apparaat zijn geïnstalleerd aan de rand van de schijven op het stationaire lichaam. Inductieve, foto-elektrische, capacitieve en andere converters worden als laatste gebruikt. Op basis van de contactcontroller KA21 (zie afb. 1) wordt bijvoorbeeld een contactloze controller van het type KA51 geproduceerd.
Contactloos schakelen wordt uitgevoerd door generatorslagschakelaars, vergelijkbaar in ontwerp met schakelaars van het BVK-type, die zijn geïnstalleerd in plaats van microschakelaars 5. Deze schakelaars worden bestuurd door aluminium sectoren die op een as 7 zijn bevestigd in plaats van nokken 1.
Rijst 4. Schema van een contactloos commando-apparaat op basis van selsyn
In afb. 4a toont een schema van een gemaakt contactloos commando-apparaat gebaseerd op selsin… De statorwikkeling van selsyn Wc is aangesloten op het net. De spanning die ontstaat op de rotorwikkelingen wordt gelijkgericht door diodes V1 en V2, afgevlakt door condensatoren C1 en C2 en toegevoerd aan de belasting via weerstanden R1 en R2. De rotatie van de selsyn-rotor verandert de EMF in zijn wikkelingen, wat resulteert in een verandering in de gelijkgerichte spanning. Wanneer de rotor in de tegenovergestelde richting wordt gedraaid, verandert de gelijkgerichte spanning van teken.
Dergelijke commando-apparaten worden gebruikt in geautomatiseerde elektrische aandrijfsystemen waar het nodig is om drie commando's te geven: starten in voorwaartse en achterwaartse richting en stoppen. Om de elektrische aandrijving tijdens het remmen duidelijker te fixeren, creëren ze een dode zone van de controller.Gebruik hiervoor de niet-lineariteit van de stroomspanningskarakteristieken van diodes V3 en V4, die optreedt bij lage stromen. De grafiek van de verandering van de uitgangsspanning van de controller afhankelijk van de rotatiehoek van de rotor a wordt getoond in Fig. 4, geb.