МОДУЛЬ 3. Розділ 1.5. Виконавчі елементи АС.

Лекція № 8

Розділ 1.5. Виконавчі елементи АС.

Тема:Класифікація виконавчих елементів. Релейні виконавчі елементи.

Параметри реле. Будова нейтральних і поляризованих реле.

План:

1. Класифікація виконавчих елементів.
2. Інтелектуальні виконавчі механізми
3. Релейні виконавчі елементи.

3.1 Параметри реле.

3.2 Будова нейтральних і поляризованих реле.

3.3 Способи створення витримки часу.

Термін часу: 90 хв.

Роздатковий матеріал: реле постійного і змінного струму, плакат №.

1. Виконавчий механізм – це пристрій, який діє безпосередньо, або через керуючий орган на об’єкт керування.

В.М. бувають електричні, механічні, гідравлічні, пневматичні, а також електричні реле і крокові шукачі.

Електричні виконавчі механізми поділяються на електромагнітні і з електродвигунами. Дія електромагнітних виконавчих механізмів грунтується на властивостях електромагнітного притягування, їх застосовують при встановленні вентилів та різноманітних муфт, які призначені для передачі обертального руху.

Особливість електромагнітних (соленоїдних) виконавчих механізмів полягає в тому, що необхідне для перестановки робочого органу зусилля створюється за рахунок електромагніту, що є невід'ємною частиною виконавчого механізму і забезпечує лише поступальний рух вихідної ланки.

Соленоїдні механізми застосовуються в основному в схемах двохпозиційного регулювання («Відкрито - Закрито»). Це пояснюється тим, що регулюючий орган може знаходитися тільки в двох крайніх положеннях. Наприклад, перше - струм включений, осердя притягає і клапан відкритий, друге - струм відключений, осердя відпущене (не притягає) і клапан закритий.

1-котушка 2-осердя 3- клапан

Соленоїдний електромагнітний виконавчий механізм (вентиль)

В електричних виконавчих механізмах з електродвигунами застосовують електродвигуни змінного і постійного струму. Вони можуть бути з регульованою швидкістю обертання.

Гідравлічні виконавчі механізми являють собою гідронасос, який перетворює електричну енергію робочої рідини. Гідро-двигун, використовуючи енергію рідини, приводить в дію керуючі органи. Гідродвигуни бувають поршневі з поступальним рухом і ротаційні з обертальним рухом.

У виконавчих механізмах широко застосовуються поршневі гідродвигуни як односторонньої, так і двосторонньої дії. Гідродвигуни прості в керуванні, дають плавні рухи і можуть створювати велику потужність. Проте при великих тисках рідина витікає, що є їх значним недоліком.

Пневматичні виконавчі механізми за принципом дії аналогічні гідравлічним і також можуть бути односторонньої і двосторонньої дії, поршневими і мембранними (діафрагмовими). Мембран. ні двигуни мають порівняно невелику довжину робочого ходу. При переміщенні штока сила, що розвивається двигуном, зменшується.

Пневмодвигуни мають більший діаметр, ніж гідравлічні, бо тиск повітря значно менший, ніж рідини. Однак пневмодвигуни діють значно швидше, ніж гідродвигуни, тому їх застосовують для виконання швидкодіючих команд. З метою повного використання переваг пневматики й гідравліки часто застосовують пневмогідравлічні виконавчі механізми.

1. Інтелектуальні виконавчі механізми

Інтелектуальний виконавчий механізм - це механізм, здатний здійснювати складні траєкторні рухи, контролювати свій стан і адаптуватися до змін зовнішнього середовища.

Створення інтелектуальних ЇМ нерозривно пов'язано з розвитком мехатроніки (механіко - електронна) – галузі науки і техніки, яка займається управлінням механізмів від ЕОМ.

Основний принцип полягає в перенесенні функціонального навантаження від механічних вузлів до інтелектуальних (електронним, комп'ютерним і інформаційним) компонентам, які набагато легше перепрограмуються. До таких завдань належать зміна і розширення діапазонів регулювання швидкостей, прискорень і моментів, що розвиваються виконавчим механізмом; координація управління просторовим переміщенням даного виконавчого пристрою з управлінням різними зовнішніми пристроями, наприклад конвеєрами і завантажувальними пристроями.

Для інтелектуальних мехатроних пристроїв характерний принцип модульності. Класичними стандартними модулями, з яких може бути виконаний інтелектуальний електромашинний ЇМ, є наступні:

Двигун - електричний двигун, що перетворює електричну енергію в механічну.

Силовий перетворювач - джерело електричної енергії для керованого двигуна. Вхід і вихід в цих модулів електричний; до їх числа відносяться розглянуті вище керовані випрямлячі, широко-імпульсні

перетворювачі, перетворювачі частоти, електронні і магнітні підсилювачі потужності змінного струму.

Передавальний пристрій – механічний пристрій для з'єднання валу двигуна з регулюючим органом об'єкту управління. Вхід і вихід в таких модулів механічний; до їх числа відносяться муфти, кінематичні механізми типа редукторів і гальмівні пристрої.

Датчик - пристрій для перетворення механічних величин (швидкість, переміщення) в електричний сигнал.

Як вимірники швидкості і переміщення в датчиках широко застосовуються розглянуті вище тахогенератори, поворотні трансформатори, сельсини.

Контролер - мікропроцесорна система, призначена для управління силовим перетворювачем з метою реалізації необхідного режиму роботи двигуна, відповідно необхідного закону переміщення регульованого органу об'єкту управління.

Вхід і вихід таких модулів електричний; обмін інформацією контролера з силовим перетворювачем, датчиком і, при необхідності, вищестоящою ЕОМ, що управляє, здійснюється на основі стандартних інтерфейсів.

Об'єднання модулів:

КОНТРОЛЛЕР + СИЛОВИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ + ДВИГУН + МЕХАНІЗМ + ДАТЧИК

інтелектуальний мехатроний виконавчим механізмом.

Інтелектуальні виконавчі механізмі забезпечують:

- надвисокі швидкості руху робочих органів та точність рухів;

- мінімізація габаритних показників (аж до мініатюризації в мікросистемах);

- інтелектуальна поведінка технологічних машин, що працюють в зовнішніх середовищах, що змінюються і невизначених;

- швидке і точне переміщення робочих органів по складних контурах і поверхнях;

- високу надійність і безпека функціонування.

3. Реле – це пристрій, в якому при плавній зміні вхідної величини при досягненні нею деякого значення виникає скачкоподібна зміна вихідної величини.

Реле класифікуються послідуючим ознакам:

- по параметру, від якого вони приходять в дію: струмові, напруги, потужності, часу і т.д.

- виду фізичних величин, на які реагують реле: електричні, механічні, магнітні, теплові, хімічні, акустичні і т.д.

- призначанню: реле захисту, керування, автоматики, зв’язку.

- по способу вмикання: первинні, вторинні, проміжні.

Реле використовуються в системах автоматичного керування, контролю, сигналізації, захисту, комутації.

Контактні електричні реле складаються з трьох основних функціональних елементів: сприймаючий, проміжний, виконавчий.

СЕ – реагує на зовнішній контролюючий параметр і перетворює його в фізичну величину, необхідну для подальшої роботи в контактних реле механічна сила.

ПЕ – (у контактних реле – пружина) отримавши від СЕ перетворений сигнал, порівнює його з заданим у випадку відхилення від нього формує команду на спрацювання реле, тобто передає виконавчому елементу.

ВЕ – (у контактних реле – контактна система) – прийняв команду від проміжного елемента впливає на кероване коло, змінюючи його параметри. При цьому розрізняють реле: прямої дії і реле не прямої дії.

Основною характеристикою реле є статична характеристика (характеристика керування) для більшості реле має гістерезисну петлю.

При поступовому збільшенні вхідного параметра (напруги) спочатку сигналу на виході нема. При досягненні вхідним параметром значення порогу спрацювання (точка 3) на виході отримуємо сигнал У2. Цей процес називається спрацюванням реле. Якщо після цього зменшити вхідний параметр до Х відпускання сигнал на сході зникне. В цей процес називається відпусканням реле.

Дата добавления: 2014-01-05