تصنيف المحركات الكهربائية

يشار إلى المشغل الكهربائي في أنظمة التحكم على أنه جهاز مصمم لتحريك جسم العمل وفقًا للإشارات الصادرة عن جهاز التحكم.

يمكن أن تكون هيئات العمل أنواعًا مختلفة من صمامات الخانق ، والصمامات ، والصمامات ، والبوابات ، ودوارات التوجيه وغيرها من الهيئات التنظيمية والإغلاق القادرة على تغيير كمية الطاقة أو مادة العمل التي تدخل إلى كائن التحكم. في هذه الحالة ، يمكن أن تكون حركة الهيئات العاملة انتقالية ودورانية خلال دورة واحدة أو عدة دورات. لذلك ، فإن آلية القيادة ، بمساعدة الجسم العامل ، تؤثر بشكل مباشر على الكائن المتحكم فيه.

المشغلات هي الأجهزة التي تؤثر ميكانيكيًا على العمليات الفيزيائية عن طريق تحويل الإشارات الكهربائية إلى إجراء التحكم المطلوب. مثل المستشعرات ، يجب مطابقة المشغلات بشكل صحيح لكل تطبيق. يمكن أن تكون المحركات ثنائية أو منفصلة أو تمثيلية.يتم تحديد النوع المحدد لكل مهمة مع مراعاة قوة الإخراج والسرعة المطلوبة.

بشكل عام ، يتكون المشغل الكهربائي من مشغل كهربائي ، ومخفض ، ووحدة تغذية راجعة ، ومستشعر مؤشر موضع عنصر الإخراج ، و مفاتيح الحد.

كمحرك كهربائي في محركات الأقراص مغناطيس كهربائي، أو محركات كهربائية ذات مخفض لتقليل سرعة حركة عنصر الإخراج إلى قيمة تسمح بالاتصال المباشر لهذا العنصر (عمود أو قضيب) بجسم العمل.

تم تصميم عقد التغذية الراجعة لإدخال إجراء في حلقة التحكم يتناسب مع حجم إزاحة عنصر الإخراج للمشغل وبالتالي للعضو العامل المفصلي معه. بمساعدة مفاتيح الحد ، يتم إيقاف تشغيل المحرك الكهربائي للمحرك عندما يصل عنصر العمل إلى مواضعه النهائية ، لتجنب الضرر المحتمل للوصلات الميكانيكية ، وكذلك للحد من حركة عنصر العمل.

كقاعدة عامة ، فإن قوة الإشارة الناتجة عن جهاز التنظيم غير كافية للحركة المباشرة لعنصر العمل ، وبالتالي يمكن اعتبار المشغل كمكبر للصوت ، حيث يتم إرسال إشارة دخل ضعيفة ، تضخيم عدة مرات ، إلى عنصر العمل.

يمكن تقسيم جميع المحركات الكهربائية ، المستخدمة على نطاق واسع في مختلف فروع التقنيات الحديثة لأتمتة العمليات الصناعية ، إلى مجموعتين رئيسيتين:

1) الكهرومغناطيسية

2) محرك كهربائي.

تتضمن المجموعة الأولى بشكل أساسي محركات كهرومغناطيسية مصممة للتحكم في أنواع مختلفة من صمامات التحكم والإغلاق والصمامات والبكرات وما إلى ذلك. مشغلات مع أنواع مختلفة من أدوات التوصيل الكهرومغناطيسية ... السمة المميزة للمشغلات الكهربائية لهذه المجموعة هي أن القوة المطلوبة لإعادة ترتيب جسم العمل يتم إنشاؤها بواسطة مغناطيس كهربائي ، وهو جزء لا يتجزأ من المشغل.

لأغراض التحكم ، تُستخدم آليات الملف اللولبي بشكل عام فقط في أنظمة التشغيل والإيقاف. غالبًا ما يتم استخدام العناصر النهائية في أنظمة التحكم الآلي براثن كهرومغناطيسية، والتي تنقسم إلى قوابض احتكاك وقوابض منزلقة.

تشمل المجموعة الثانية ، الأكثر شيوعًا حاليًا ، مشغلات كهربائية بمحركات كهربائية من مختلف الأنواع والتصميمات.

تتكون المحركات الكهربائية عادة من محرك وعلبة تروس وفرامل (في بعض الأحيان قد لا يتوفر الأخير). تذهب إشارة التحكم إلى المحرك والفرامل في وقت واحد ، ويتم تحرير الآلية ويقوم المحرك بتشغيل عنصر الإخراج. عندما تختفي الإشارة ، ينطفئ المحرك وتوقف الفرامل الآلية. إن بساطة الدائرة ، والعدد الصغير من العناصر المشاركة في تشكيل الإجراء التنظيمي ، والخصائص التشغيلية العالية جعلت المشغلات ذات المحركات المتحكم بها أساسًا لإنشاء محركات لأنظمة التحكم الآلي الصناعية الحديثة.

هناك ، على الرغم من عدم استخدامها على نطاق واسع ، مشغلات ذات محركات غير خاضعة للرقابة تحتوي على قابض ميكانيكي أو كهربائي أو هيدروليكي يتم التحكم فيه بواسطة إشارة كهربائية.ميزتها المميزة هي أن المحرك فيها يعمل بشكل مستمر طوال فترة تشغيل نظام التحكم ، ويتم نقل إشارة التحكم من جهاز التحكم إلى الجسم العامل من خلال القابض المتحكم فيه

يمكن تقسيم المحركات ذات المحركات الخاضعة للرقابة ، وفقًا لطريقة بناء نظام التحكم في الآليات مع التحكم في الاتصال وعدم الاتصال.

يتم تنشيط وإلغاء تنشيط وعكس المحركات الكهربائية لمحركات التحكم عن طريق التلامس باستخدام مختلف أجهزة الترحيل أو الاتصال. يحدد هذا السمة المميزة الرئيسية للمشغلات مع التحكم في الاتصال: في مثل هذه الآليات ، لا تعتمد سرعة عنصر الإخراج على حجم إشارة التحكم المطبقة على مدخلات المشغل ، ويتم تحديد اتجاه الحركة بواسطة العلامة (أو طور) هذه الإشارة. لذلك ، عادةً ما يطلق على المشغلات ذات التحكم في التلامس مشغلات ذات سرعة ثابتة لحركة الجسم العامل.

من أجل الحصول على متوسط ​​سرعة متغيرة للحركة لعنصر الإخراج للمحرك مع التحكم في التلامس ، يتم استخدام وضع النبض لتشغيل محركه الكهربائي على نطاق واسع.

تستخدم معظم المحركات المصممة للدوائر التي يتم التحكم فيها عن طريق التلامس محركات عكسية. إن استخدام المحركات الكهربائية التي تدور في اتجاه واحد فقط محدود للغاية ، لكنه لا يزال يحدث.

تتميز المحركات الكهربائية غير المتصلة بالموثوقية المتزايدة وتسمح بسهولة نسبية بتحقيق سرعة الحركة الثابتة والمتغيرة لعنصر الإخراج.تستخدم مكبرات الصوت الإلكترونية أو المغناطيسية أو أشباه الموصلات ، بالإضافة إلى توليفة منها ، للتحكم في عدم الاتصال بمحركات الأقراص. عندما تعمل مضخمات التحكم في وضع الترحيل ، تكون سرعة حركة عنصر الإخراج للمشغلات ثابتة.

يمكن أيضًا تقسيم كل من المحركات الكهربائية التي يتم التحكم فيها عن طريق التلامس وغير المتصل وفقًا للخصائص التالية.

بالاتفاق المسبق: مع الحركة الدورانية لعمود الخرج - دورة واحدة ؛ مع الحركة الدورانية لعمود الإخراج - متعدد الأدوار ؛ مع الحركة المتزايدة لعمود الإخراج - للأمام مباشرة.

حسب طبيعة العمل: العمل الموضعي ؛ العمل النسبي.

حسب التصميم: في التصميم العادي ، في تصميم خاص (مقاوم للغبار ، ومقاوم للانفجار ، واستوائي ، وبحري ، وما إلى ذلك).

يمكن أن يدور عمود الخرج للمحركات أحادية الدورة خلال دورة كاملة واحدة ، وتتميز هذه الآليات بكمية عزم الدوران لعمود الخرج ووقت دورانه الكامل.

على عكس الآليات أحادية الدورة متعددة الدورات ، فإن عمود الخرج الذي يمكن أن يتحرك خلال عدة دورات ، وأحيانًا عدد كبير من الثورات ، يتميز أيضًا بالعدد الإجمالي للثورات في عمود الإخراج.

تتميز الآليات الخطية بحركة انتقالية لقضيب الإخراج ويتم تقييمها بالقوة على القضيب ، وقيمة السكتة الدماغية الكاملة للقضيب ، ووقت حركتها في قسم الشوط الكامل وسرعة حركة الجسم الناتج في الثورات في الدقيقة للانعطاف الواحد والمتعدد المنعطفات وفي المليمترات في الثانية للآليات الخطية.

إن تصميم محركات الموضع هو أنه بمساعدتهم لا يمكن ضبط أجسام العمل إلا في مواضع ثابتة معينة.غالبًا ما يكون هناك وضعان من هذا القبيل: "مفتوح" و "مغلق". في الحالة العامة ، من الممكن أيضًا وجود آليات متعددة المواقف. لا تحتوي محركات تحديد الموضع عادةً على أجهزة لتلقي إشارة تغذية راجعة للموقع.

المشغلات النسبية هي من الناحية الهيكلية بحيث تضمن ، ضمن الحدود المحددة ، تركيب الجسم العامل في أي موضع وسيط ، اعتمادًا على حجم ومدة إشارة التحكم. يمكن استخدام هذه المحركات في كل من أنظمة التحكم الأوتوماتيكية الموضعية و P و PI و PID.

إن وجود محركات كهربائية لكل من التصميم العادي والخاص يوسع بشكل كبير المجالات الممكنة لتطبيقها العملي.