План
1. Загальні відомості.
2. Електромагнітні виконавчі органи.
Електродвигуни.
4. Електромашинні підсилювачі.
1. Електромеханічні виконавчі органи служать для перетворення електричного струму в механічний рух з метою впливу на об'єкт автоматичного керування або регулювання.
Виконавчі органи застосовуються для включення і відключення механічних, пневматичних і гідравлічних ланцюгів: зчеплення і розчеплення обертових валів, відкриття і закриття клапанів, вентилів, золотників і засувок. Вони служать також для плавного переміщення або повороту різних частин механізмів на кути, залежать від величини підведеного струму.
2. 1 Електромагнітний вентиль
На рис. 1 показаний електромагнітний вентиль. При збудженні котушки 1 якір 2 втягується і відкриває доступ рідини чи газу. При відключенні струму вентиль закривається. Потужність, споживана котушкою такого вентиля, становить 15-25 Вт.
1 – котушка; 2 – якір.
Рисунок 1. Електромагнітний вентиль.
Рисунок 2. Електромагнітні вентилі.
2.2 Електромагнітна муфта
На рис. 3 показана у спрощеному вигляді конструкція електромагнітної муфти, що служить для включення і відключення механічних передач.
На ведучій осі 1 укріплений електромагніт 2 з обмоткою збудження 3. Для підведення струму до обмотки 3, що обертається разом з валом, служать контактні кільця 4 і щітки 5.
1 – ведуча вісь; 2 – електромагніт; 3 – обмотка збудження; 4 – контактні кільця; 5 – щітки; 6 – ведена вісь; 7 – тарілковий якір; 8 – шпонка; 9 – пружина; 10 – шайба.
Рисунок 3. Електромагнітна муфта.
На веденій осі 6 укріплений тарільчатий якір 7, який може ковзати уздовж осі, але не може повертатися щодо неї внаслідок наявності шпонки 8. Коли струм до електромагніту не підводить, якір 7 під дією пружини 9 відтягується вліво. При цьому провідна вісь не пов'язана з веденої. Коли електромагніт збуджується, якір притягується і притискується до шайби 10.
Внаслідок значної сили тертя між притягнутими поверхнями момент ведучої осі передається на ведену і остання починає обертатися разом з ведучою віссю.
Поверхні, що труться, виготовляються з матеріалів з великим коефіцієнтом тертя і малим зносом: сталі, чавуну і спеціальних матеріалів.
Рисунок 4. Електромагнітні муфти.
3. Електродвигуни широко застосовуються у виконавчих органах систем автоматики.
За їхньою допомогою електрична енергія перетворюється на механічний рух.
Залежно від виду енергії електродвигуни поділяються на двигуни постійного і змінного струму.
Залежно від цільового призначення електродвигуни можна розділити на дві великі групи: двигуни для нерегульованого приводу і двигуни для регульованого приводу.
Двигуни першої групи повинні підтримувати приблизно постійну швидкість обертання і давати можливість у разі необхідності змінювати напрямок обертання на протилежне.
До двигунів другої групи пред'являються більш складні вимоги: вони повинні швидко і плавно запускатися, гальмуватися, міняти напрям обертання (реверсивний) і мати широкий діапазон регулювання швидкості.
3.1 Електродвигуни постійного струму.
Обмотка статора являє собою магніт або електромагніт. Ротор складається з багатьох котушок, на одну з яких за допомогою колектора подається живлення в залежності від кута повороту ротора при цьому утворюється магнітне поле, що створюється статором перпендикулярно магнітному полю ротора. Сумарне магнітне поле статора і ротора і створює обертаючий момент ротора.
1- вал; 2 - передній підшипниковий щит, 3 - колектор, 4 - щіткотримач; 5 - сердечник якоря з обмоткою, б - сердечник головного полюса; 7 - полюсна котушка; 8 - станина; 9 - задній підшипниковий щит; 10 - вентилятор; 11 - лапи; 12 - підшипник
Рисунок 5 - Машина постійного струму.
Рисунок 6. Електродвигуни постійного струму.
3.2 Електродвигуни змінного струму.
1 - станина, 2 - обмотка статора, 3 - ротор, 4 - контактні кільця, 5 - щітки.
Рисунок 7. Електродвигун змінного струму.
Машини змінного струму бувають двох видів: синхронні машини і асинхронні.
У синхронних машин швидкість обертання ротора суворо залежить від частоти змінного струму. Можна сказати швидкість обертання "синхронна" з частотою струму. У асинхронних машин частота обертання в загальному випадку залежить від навантаження на валу, а не від частоти струму.
Електрична машина складається з нерухомої частини - статора (для асинхронних і синхронних машин змінного струму) та рухомої частини - ротора.
Ротор може бути:
* короткозамкненим;
* фазним (з обмоткою) - використовуються там, де необхідно зменшити пусковий струм і регулювати частоту обертання асинхронного електродвигуна.
При включенні в мережу в статорі виникає кругове обертове магнітне поле, яке пронизує короткозамкнену обмотку ротора і наводить у ній струм індукції. Звідси, дотримуючись закону Ампера (на провідник зі струмом, поміщений в магнітне поле, діє ерс), ротор приходить в обертання. Частота обертання ротора залежить від частоти живлячої напруги і від числа пар магнітних полюсів.
Різниця між частотою обертання магнітного поля статора і частотою обертання ротора характеризується ковзанням. Двигун називається асинхронним, так як частота обертання магнітного поля статора не збігається з частотою обертання ротора. Синхронний двигун має відмінність в конструкції ротора. Ротор виконується або постійним магнітом, або електромагнітом, або має в собі частину білячої клітини (для запуску) і постійні або електромагніти. У синхронному двигуні частота обертання магнітного поля статора і частота обертання ротора збігаються. Для запуску використовують допоміжні асинхронні електродвигуни, або ротор з короткозамкненою обмоткою.
Рисунок 8. Машини змінного струму.
3.3 Крокові електродвигуни
У ряді пристроїв, де потрібна перетворювати імпульсні електричні сигнали в необмежені кути повороту (лічильники, цифрові системи, що стежать та м. п.), з успіхом застосовуються крокові двигуни. Найбільш зручні крокові двигуни з ротором у вигляді постійного магніту, так як такий ротор чітко фіксується в будь-якому зі своїх стійких станів навіть при виключенні живлення, тобто має властивість запам'ятовування.
Статор гібридного двигуна має зубці, забезпечуючи велику кількість еквівалентних полюсів, на відміну від основних полюсів, на яких розташовані обмотки. Зазвичай використовуються 4 основних полюса для 3.6 град. двигунів і 8 основних полюсів для 1.8 - 0.9 град. двигунів. Зубці ротора забезпечують менший опір магнітного ланцюга в певних положеннях ротора, що покращує статичний і динамічний момент. Це забезпечується відповідним розташуванням зубців, коли частина зубців ротора знаходиться строго напроти зубців статора, а частина між ними.
Рисунок 9. Конструкція крокового двигуна.
Ротор гібридного двигуна має зубці, розташовані в осьовому напрямку. Ротор розділений на дві частини, між якими розташований циліндричний постійний магніт. Таким чином, зубці верхньої половинки ротора є північними полюсами, а зубці нижньої половинки - південними. Крім того, верхня і нижня половинки ротора повернені один відносно одного на половину кута кроку зубців. Число пар полюсів ротора дорівнює кількості зубців на одній з його половинок. Зубчасті полюсні наконечники ротора, як і статор, набрані з окремих пластин для зменшення втрат на вихрові струми.
Рисунок 10. Крокові електродвигуни.
4. Електромашинні підсилювачі.
Електромашинні підсилювачі служать для посилення електричної енергії і застосовуються тоді, коли потрібно отримати на виході значну потужність постійного струму, яку важко забезпечити іншими видами підсилювачів (електронними та магнітними).
Зазвичай електромашинні підсилювачі використовуються для живлення виконавчих електродвигунів постійного струму, швидкість яких повинна регулюватися плавно.
Найпростішим електромашинним підсилювачем є генератор постійного струму, що обертається з постійною швидкістю за допомогою допоміжного двигуна. Так як вихідна напруга генератора пропорційно потоку збудження, то, змінюючи струм в обмотці збудження, можна керувати вихідною напругою генератора, змінюючи його величину і знак.
Коефіцієнт посилення визначається відношенням вихідної потужності генератора до потужності, що розсіюється обмоткою збудження, і може складати від 10-20 (у малопотужних генераторах) до 80-100 (в потужних генераторах).
Рисунок 11. Електромашинні підсилювачі.
Контрольні питання
1. Для чого служать електромеханічні виконавчі механізми?
2. Обґрунтувати призначення електромагнітного вентиля.
3. З чого складається електромагнітний вентиль?
4. Обґрунтувати призначення електромагнітної муфти.
5. Вказати класифікацію електродвигунів.
6. Обгрунтувати особливості електродвигунів постійного струму.
7. Який принцип роботи електродвигуна постійного струму?
8. Вказати особливості двигунів змінного струму.
9. Для чого призначені крокові електродвигуни?
10. Вказати основне призначення електромашинних підсилювачів.
Дата добавления: 2015-09-12; просмотров: 121 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |