Вопрос 10. Какие типы исполнительных электродвигателей применяются в рулевых электроприводах?

       Ответ:

 

       Электрическим исполнительным механизмом в системах управления обычно называют устройство, предназначенное для перемещения рабочего органа в соответствии с сигналами, поступающими от управляющего устройства.

       Рабочими органами могут быть различного рода дроссельные заслонки, клапаны, задвижки, шиберы, направляющие аппараты и другие регулирующие и запорные органы, способные производить изменение количества энергии или рабочего вещества, поступающего в объект управления. При этом перемещение рабочих органов может быть как поступательным, так и вращательным в пределах одного или нескольких оборотов. Следовательно,исполнительный механизм с помощью рабочего органа осуществляет непосредственное воздействие на управляемый объект.

       Исполнительные механизмы — это устройства, механически воздействующие на физические процессы путем преобразования электрических сигналов в требуемое управляющее воздействие. Аналогично датчикам, исполнительные механизмы должны быть подобраны соответствующим образом для каждой задачи. Исполнительные механизмы могут быть бинарными, дискретными или аналоговыми. Конкретный тип для каждой задачи выбирается с учетом необходимой выходной мощности и быстродействия.

       В общем случае электрический исполнительный механизм состоит из электропривода, редуктора, узла обратной связи, датчика указателя положения выходного элемента и конечных выключателей.

      В качестве электропривода в исполнительных механизмах используются либо электромагниты, либо электродвигатели с понижающим редуктором для снижения скорости перемещения выходного элемента до величины, обеспечивающей возможность непосредственного соединения этого элемента (вала или штока) с рабочим органом.

       Узлы обратной связи предназначены для введения в контур регулирования воздействия, пропорционального величине перемещения выходного элемента исполнительного механизма, а следовательно, и сочлененного с ним рабочего органа. С помощью конечных выключателей производится отключение электропривода исполнительного механизма при достижении рабочим органом своих конечных положений во избежание возможных повреждений механических звеньев, а также для ограничения перемещения рабочего органа.

       Как правило, мощность сигнала, вырабатываемого регулирующим устройством, бывает недостаточной для непосредственного перемещения рабочего органа, поэтому исполнительный механизм можно рассматривать как усилитель мощности, в котором слабый входной сигнал, усиливаясь во много раз, передается на рабочий орган.

       Все электрические исполнительные механизмы, нашедшие широкое применение в современной техники автоматизации производственных процессов, можно разделить на две основные группы:

      1) электромагнитные

      2) электродвигательные.

              

           Рис. 10.1 Классификация электрических исполнительных механизмов

 

       К первой группе относятся прежде всего соленоидные электроприводы, предназначенные для управления различного рода регулирующими и запорными клапанами, вентилями, золотниками и т. п. Сюда же можно отнести исполнительные механизмы с различными видами электромагнитных муфт. Характерная особенность электрических исполнительных механизмов этой группы состоит в том, что необходимое для перестановки рабочего органа усилие создается за счет электромагнита, являющегося неотъемлемой частью исполнительного механизма.

       Для целей регулирования соленоидные механизмы обычно применяются только в системах двухпозиционного регулирования. В системах автоматического управления в качестве исполнительных элементов часто используются электромагнитные муфты, которые подразделяются на муфты трения и муфты скольжения.

       Ко второй, наиболее распространенной в настоящее время группе относятся электрические исполнительные механизмы с электродвигателями различных типов и конструкций.

       Электродвигательные исполнительные механизмы обычно состоят из двигателя, редуктора и тормоза (последнего иногда может и не быть). Сигнал управления поступает одновременно к двигателю и тормозу, механизм растормаживается и двигатель приводит в движение выходной орган. При исчезновении сигнала двигатель выключается, а тормоз останавливает механизм. Простота схемы, малое число элементов, участвующих в формировании регулирующего воздействия, и высокие эксплуатационные свойства сделали исполнительные механизмы с управляемыми двигателями основой для создания исполнительных устройств современных промышленных систем автоматического регулирования.

       Существуют, хотя и не получили широкого распространения, исполнительные механизмы с неуправляемыми двигателями, которые содержат управляемую электрическим сигналом механическую, электрическую либо гидравлическую муфту. Характерной их особенностью является то, что двигатель в них работает непрерывно все время работы системы регулирования, а сигнал управления от регулирующего прибора передается рабочему органу через управляемую муфту

       Исполнительные механизмы с управляемыми двигателями в свою очередь можно разделить по способу построения системы управления на механизмы с контактным и бесконтактным управлением.

       Как электрические исполнительные механизмы с контактным управлением, так и бесконтактные можно подразделять также по следующим признакам.

       По назначению: с вращательным движением выходного вала — одиооборотные; с вращательным движением выходного вала — многооборотпые; с поступательным движением выходного вала — прямоходпые.

       По характеру действия: позиционного действия; пропорционального действия.

       По исполнению: в нормальном исполнении, в специальном исполнении (пылеводозащищенном, взрывозащищениом, тропическом, морском и т. п.).

       Выходной вал однооборотных исполнительных механизмов может вращаться в пределах одного полного оборота. Такие механизмы характеризуются величиной крутящего момента на выходном валу и временем его полного оборота.

       В отличие от однооборотных многооборотные механизмы, выходной вал которых может осуществлять перемещение в пределах нескольких, иногда значительного количества, оборотов, характеризуются также полным числом оборотов выходного вала.

 

       На судах с установками переменного тока преобразователь рулевого привода состоит из трех машин: приводного электродвигателя переменного тока, генератора постоянного тока и возбудителя, питающего обмотки возбуждения генератора, и исполнительного электродвигателя.

 

 

                                                                   Литературта:

1. Баранов А.П. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы. Учебник для вузов. – М.: Транспорт, 1988. – 328 с.

2. Баранов А.П. Автоматическое управление судовыми электроэнергетическимиустановками. – М.: Транспорт, 1981. – 255 с.

3.  Сергиенко Л.И., Миронов В.В. Электроэнергетические системы морских судов. – М.: Транспорт, 1991. – 368 с.

4. Пипченко А.Н., Пономаренко В.В. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы.: Учебное пособие. – Одесса, ЦПАП, 1996. – 140 с.

5. Головин Ю.К. Судовые электрические приводы. Учебник. – М.Транспорт, 1991.– 328 с.

6. Чекунов К.А. Судовые электроприводы и электродвижение судов. Учебник. – Л.: Судостроение, 1986. - 352 с.

7. Токарев Л.И. Судовые электрические приборы управления. –М.: Транспорт, 1986. – 328 с.

       8. Электрооборудовние судов. Учебник для вузов. / Под редакцией Вилесова Д.В. – Л.: Судостроение, 1982. – 264 с.