Az elektromos hajtások osztályozása

A vezérlőrendszerekben található elektromos működtető szerkezetet általában olyan eszköznek nevezik, amely a munkatestet a vezérlőkészüléktől érkező jeleknek megfelelően mozgatja.

A munkatestek különböző típusú fojtószelepek, szelepek, szelepek, kapuk, vezetőlapátok és egyéb szabályozó- és zárótestek lehetnek, amelyek képesek megváltoztatni a vezérlő objektumba belépő energia vagy munkaanyag mennyiségét. Ebben az esetben a munkatestek mozgása egy vagy több fordulaton belül lehet transzlációs és forgó is. Ezért a meghajtó mechanizmus a munkatest segítségével közvetlenül hat a vezérelt tárgyra.

Az aktuátorok olyan eszközök, amelyek mechanikusan befolyásolják a fizikai folyamatokat azáltal, hogy az elektromos jeleket a szükséges vezérlési műveletekké alakítják. Az érzékelőkhöz hasonlóan az aktuátorokat is megfelelően össze kell illeszteni minden alkalmazáshoz. A működtetők lehetnek binárisak, diszkrét vagy analógok.Az egyes feladatok konkrét típusát a szükséges kimeneti teljesítmény és sebesség figyelembevételével választják ki.

Általában az elektromos működtető szerkezet egy elektromos működtetőből, egy reduktorból, egy visszacsatoló egységből, egy kimeneti elem helyzetjelző érzékelőből és egy végálláskapcsolók.

Elektromos hajtásként a hajtásokban elektromágnesek, vagy reduktorral ellátott villanymotorok, amelyek a kimeneti elem mozgási sebességét olyan értékre csökkentik, amely lehetővé teszi ennek az elemnek (tengely vagy rúd) közvetlen csatlakoztatását a munkatesthez.

A visszacsatoló csomópontok úgy vannak kialakítva, hogy a vezérlőhurokba olyan hatást vezessenek be, amely arányos az aktuátor kimeneti elemének és ezáltal a vele csuklós munkatag elmozdulásának nagyságával. A végálláskapcsolók segítségével a hajtás elektromos hajtása kikapcsol, amikor a munkaelem eléri a véghelyzeteit, elkerülendő a mechanikai csatlakozások esetleges károsodását, valamint korlátozza a munkaelem mozgását.

A szabályozókészülék által generált jel teljesítménye általában nem elegendő a munkaelem közvetlen mozgásához, ezért az aktuátor teljesítményerősítőnek tekinthető, amelyben sokszorosan felerősített gyenge bemeneti jelet továbbítanak a működő elem.

Az ipari folyamatok automatizálására szolgáló modern technológiák különböző ágaiban széles körben használt összes elektromos hajtás két fő csoportra osztható:

1) elektromágneses

2) villanymotor.

Az első csoportba elsősorban az elektromágneses hajtások tartoznak, amelyek különféle típusú vezérlő- és elzárószelepek, szelepek, szíjtárcsák stb. különböző típusú elektromágneses csatolású hajtóművek... Az ebbe a csoportba tartozó elektromos működtetők jellemzője, hogy a munkatest átrendezéséhez szükséges erőt egy elektromágnes hozza létre, amely az aktuátor szerves részét képezi.

Szabályozási célokra a mágnesszelepeket általában csak a ki-be kapcsolt rendszerekben használják. Az automatikus vezérlőrendszerekben gyakran használnak végelemeket elektromágneses tengelykapcsolók, amelyek súrlódó tengelykapcsolókra és csúszó tengelykapcsolókra vannak felosztva.

A második, jelenleg legelterjedtebb csoportba tartoznak a különféle típusú és kivitelű villanymotoros eElektromos hajtóművek.

Az elektromos motorok általában egy motorból, egy sebességváltóból és egy fékből állnak (néha előfordul, hogy ez utóbbi nem elérhető). A vezérlőjel egyszerre érkezik a motorhoz és a fékhez, a mechanizmus kiold, és a motor hajtja a kimeneti elemet. Amikor a jel eltűnik, a motor leáll, és a fék leállítja a mechanizmust. Az áramkör egyszerűsége, a szabályozási tevékenység kialakításában részt vevő elemek kis száma és a magas működési tulajdonságok a vezérelt motorral rendelkező hajtóműveket a modern ipari automata vezérlőrendszerek meghajtásának alapjává tették.

Léteznek – bár nem széles körben – olyan vezéreletlen motorral rendelkező hajtóművek, amelyek elektromos jellel vezérelt mechanikus, elektromos vagy hidraulikus tengelykapcsolót tartalmaznak.Jellemzőjük, hogy a bennük lévő motor a vezérlőrendszer teljes működési ideje alatt folyamatosan működik, és a vezérlőkészülék vezérlő jele a vezérelt tengelykapcsolón keresztül jut el a munkatesthez.

A vezérelt motorral rendelkező hajtások pedig az érintkezős és érintésmentes vezérlésű mechanizmusok vezérlőrendszerének felépítési módja szerint oszthatók fel.

Az érintkezővezérlésű hajtások villanymotorjainak aktiválása, deaktiválása és megfordítása különféle relé- vagy érintkezőeszközökkel történik. Ez határozza meg az érintkezővezérlésű hajtóművek fő megkülönböztető jegyét: az ilyen mechanizmusokban a kimeneti elem sebessége nem függ a működtető bemenetére adott vezérlőjel nagyságától, a mozgás irányát pedig az előjel határozza meg. (vagy fázisa) ennek a jelnek. Ezért az érintkezővezérlésű hajtóműveket általában a munkatest állandó mozgási sebességével rendelkező működtetőknek nevezik.

Az érintkezővezérléssel ellátott hajtás kimeneti elemének átlagos változó mozgási sebességének elérése érdekében széles körben használják az elektromos motor impulzus üzemmódját.

A legtöbb érintkezővezérelt áramkörökhöz tervezett aktuátor megfordítható motorokat használ. A csak egy irányba forgó villanymotorok alkalmazása nagyon korlátozott, de még mindig előfordul.

Az érintésmentes elektromos hajtásokat megnövekedett megbízhatóság jellemzi, és viszonylag könnyen lehetővé teszik a kimeneti elem állandó és változó mozgási sebességének elérését.A meghajtók érintésmentes vezérlésére elektronikus, mágneses vagy félvezető erősítőket, valamint ezek kombinációit használják. Amikor a vezérlő erősítők relé üzemmódban működnek, az aktuátorok kimeneti elemének mozgási sebessége állandó.

Mind az érintésvezérlésű, mind az érintésmentes elektromos hajtások az alábbi jellemzők szerint is feloszthatók.

Előzetes egyeztetés alapján: a kimenő tengely forgó mozgásával – egyfordulatú; a kimenő tengely forgó mozgásával - többfordulatú; a kimenő tengely fokozatos mozgásával – egyenesen előre.

A cselekvés jellege szerint: pozíciós cselekvés; arányos cselekvés.

Kivitel szerint: normál kivitelben, speciális kivitelben (por-, robbanásbiztos, trópusi, tengeri stb.).

Az egyfordulatú hajtások kihajtó tengelye egy teljes fordulaton belül elfordulhat, ilyen mechanizmusokat a kihajtó tengely nyomatékának nagysága és teljes forgási ideje jellemzi.

Ellentétben az egyfordulatú többfordulatú mechanizmusokkal, amelyek kimenő tengelye több, esetenként jelentős fordulatszámon belül mozoghat, a kimenő tengely teljes fordulatszáma is jellemzi.

A lineáris mechanizmusoknak a kimeneti rúd transzlációs mozgása van, és a rúdra ható erő, a rúd teljes löketének értéke, a teljes löketszakaszban való elmozdulásának ideje és a kimeneti test mozgási sebessége alapján értékelik. percenkénti fordulatszám egyfordulatú és többfordulatú, illetve milliméter per másodpercben lineáris mechanizmusoknál.

A helyzethajtások kialakítása olyan, hogy segítségükkel a munkatestek csak bizonyos rögzített helyzetekben állíthatók be.Leggyakrabban két ilyen pozíció létezik: „nyitott” és „zárt”. Általános esetben többpozíciós mechanizmusok megléte is lehetséges. A helyzetmeghajtók általában nem rendelkeznek helyzet-visszacsatoló jel fogadására alkalmas eszközökkel.

Az arányos működtetők szerkezetileg olyanok, hogy a megadott határokon belül biztosítják a munkatest beépítését bármely köztes helyzetbe, a vezérlőjel nagyságától és időtartamától függően. Az ilyen szelepmozgatók mind pozicionális, mind P, PI és PID automata vezérlőrendszerekben használhatók.

Mind a normál, mind a speciális kialakítású elektromos hajtások megléte nagymértékben kiterjeszti gyakorlati alkalmazásuk lehetséges területeit.