Что понимается под выражением однооборотные электродвигательные исполнительные механизмы

Электродвигательные ИМ

Электрические ИМ (ЭИМ) получили наибольшее распространение. Они бывают постоянной и переменной скорости, шаговые.

По характеру перемещения выходного органа электрические ИМ подразде­ляют на: однооборотные; многооборотные и прямоходные с поступательным движением выходного органа.

Обычно электрические ИМ состоит из электродвигателя, редуктора, аппа­ратуры управления и контроля, а также приставки, формиру­ющей перемещение выходного вала.

Для улучшения динамических характеристик и фиксации вы­ходного вала электрические ИМ применяют тормоз.

Обратную связь и контроль положения выходного вала осу­ществляют датчиком положения.

Для управления электрических ИМ используют контактные и бесконтактные системы. В первом случае управление трехфазным асин­хронным электродвигателем осуществляют посредством релейно-контактной аппаратуры, а во втором преимущественно используют тиристорное управление специальными двухфазными конден­саторными электродвигателями.

Передаточная функция асинхронного трехфазного двигателя совпадает с передаточной функцией инерционного звена.

а – с трехфазным асинхронным электрическим двигателем; б –с однофазным конденсаторным электрическим двигателем

Рисунок – Схемы управления электрическим ИМ

Маркировка электродвигательных исполнительных меха­низмов имеет следующее обозначение:

Пример маркировки: МЭО-6,3/25-0,25.

Электромагнитные ИМ

Электромагнитные ИМ представляют собой соленоиды и электромагнитные муфты.

Соленоидный ИМ – это катушка, втя­гивающее усилие которой при подаче управляющего сигнала U перемещает якорь на расстояние S, преодолевая сопротивление пружины. Они отличаются просто­той конструкции, высокой надежностью, небольшими размерами и массой. Их используют в схемах двухпозиционного управления. Регулирующий орган при этом занимает два устойчивых положе­ния – «Открыто» и «Закрыто».

Статическая характеристика электромагнитных ИМ, как пра­вило, нелинейная, и их используют в системах позиционного ре­гулирования.

Электромагнитные муфты могут быть фрикционными, порош­ковыми или асинхронными. Фрикционная муфта состоит из двух полумуфт, посаженных на ведущий и ведомый валы. В одной из полумуфт расположена обмотка возбуждения. При подаче на нее напряжения полумуфты сдвигаются и возникающая сила трения приводит их в движение. Такие муфты также применяют в систе­мах позиционного регулирования и защиты оборудования при аварийных нарушениях его работы.

Принцип действия порошковой муфты основан на изменении вязкости ферромагнитной массы, заполняющей муфту. При пода­че на катушку напряжения вязкость ферромагнитной массы воз­растает и передаваемый момент увеличивается.

В муфтах скольжения момент вращения передается посред­ством магнитного поля, создаваемого обмоткой, расположенной на ведущей полумуфте. При ее вращении в ведомой полумуфте, как в роторе асинхронного двигателя, индуцируется ток, от взаи­модействия которого с магнитным полем возникает момент вра­щения, увлекающий ведомую полумуфту за ведущей.

Порошковые и асинхронные электромагнитные муфты могут быть использованы и в системах непрерывного регулирования. В этом случае их характеризует ПФ инерционного звена с постоян­ной времени 0,03. 0,25 с (для порошковых) и 0,11. 0,45 с (для асинхронных муфт).

Лекция 7

Регулирующие органы

1. Общие сведения о РО

2. Регулирующие органы объемного типа

3. Регулирующие органы скоростного типа

4. Регулирующие органы дроссельного типа

Общие сведения о РО

Устройство, позволяющее изменять направление или расход потока вещества или энергии в соответствии с требованиями ТП, называют регулирующим органом (РО).

Работоспособность РО определяется его характеристиками: диапазоном регулирования и рабочей расходной характеристикой.

Отношение максимального расхода среды G_mах к минимальному G_min, соответствующему перемещению РО из одного крайнего положения h_minв другое h_max,называют диапазоном регулирования

Зависимость расхода среды от положения РО h называют рабочей расходной характеристикой

При разработке, выборе и наладке РО для обеспечения возможности эффективного управления ТП в широком диапазоне нагрузок и при разных режимах следует обеспечить достаточный диапазон регулирования и линейную рабочую характеристику в пределах этого диапазона. Используемые в сельскохозяйственном производстве РО можно разделить на три группы – регулирующие органы объемного типа, регулирующие органы скоростного типа и регулирующие органы дроссельного типа.

а – ленточный питатель (объемный); б – вибрационный питатель; в – ленточный питатель (скоростной); г – тарельчатый питатель; д – шнековый питатель; е – секторный питатель; ж – тарельчатый клапан; з – золотниковый клапан; и – поворотная заслонка

Источник

Электрический однооборотный исполнительный механизм

Электрический однооборотный исполнительный механизм (сокращённо — МЭО) — электромеханическая система, предназначенная для приведения в действие запорно-регулирующей трубопроводной арматуры в системах автоматического регулирования технологическими процессами, в соответствии с командными сигналами регулирующих и управляющих устройств.

Содержание

Принцип работы исполнительных механизмов

Принцип работы исполнительных механизмов заключается в преобразовании электрической энергии во вращательное перемещение выходного вала в соответствии с сигналом поступающим от регулирующего или управляющего устройства.

Исполнительные механизмы МЭО устанавливаются непосредственно вблизи регулирующих устройств и жестко связаны с ними посредством тяг и рычагов.

Исполнительные механизмы работают в системах автоматического регулирования (с датчиком обратной связи — блоком сигнализации положения выходного вала) и в режиме ручного управления (без датчиков обратной связи — с блоком концевых выключателей).

Типы исполнительных механизмов

Функции исполнительных механизмов

Условное обозначение

МЭО(1) — ХХХ(2)/ХХХ(3)-X(4)-Х(5)-ХХ(6) Х(7)

1. Тип исполнительного механизма

2. Номинальный крутящий момент на выходном валу, Н*м
3. Номинальное время полного хода выходного вала, с
4. Номинальный полный ход выходного вала, обороты
5. Тип блока сигнализации положения выходного вала (датчика):

6. Год разработки 7. Исполнение

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Электрический однооборотный исполнительный механизм» в других словарях:

Мэо — МЭО аббревиатура: Международные экономические отношения Международная экономическая организация Электрический однооборотный исполнительный механизм … Википедия

МЭОФ — механизм электрический однооборотный фланцевый; механизм исполнительный электрический однооборотный фланцевый в маркировке, электр … Словарь сокращений и аббревиатур

регулирующий клапан — Регулирующая арматура, конструктивно выполненная в виде клапана с исполнительным механизмом или ручным управлением. [ГОСТ Р 52720 2007] Классификация (по ГОСТ 12893 2005) числу седел односедельные двухседельные; типу плунжера пробочные сегментные … Справочник технического переводчика

ЗЭиМ — АБС ЗЭиМ Автоматизация … Википедия

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Электродвигательный исполнительный механизм

Электродвигательные исполнительные механизмы представляют собой электроприводы, предназначенные для перемещения регулирующих органов в системах автоматического регулирования и управления и состоят из электродвигателя, редуктора, выходного устройства для связи с регулирующим органом и ряда дополнительных устройств. [1]

Стандартные электродвигательные исполнительные механизмы имеют встроенный датчик положения выходного вала. Для построения всех непрерывных законов регулирования, кроме пропорционального, датчик положения не нужен. При организации пропорционального закона сигнал с датчика положения используется для создания отрицательной связи в контуре аналого-позиционного преобразователя. [2]

Электроприводы электродвигательных исполнительных механизмов первой группы являются силовыми звеньями в системе автоматизации с достаточно большими мощностями на выходных валах, присоединяемых к агрегатам или механизмам, которые производят регулирующее воздействие на технологические или производственные процессы. Указанные электроприводы в основном имеют нелинейную характеристику, которая существенно влияет на динамику свойств системы регулирования. Теория автоматизированных электроприводов подробно освещена в литературе [4, 16, 17, 24], а поэтому ниже приводятся лишь основные понятия и свойства этих приводов для того, чтобы их можно было бы оценить как исполнительное звено в системе регулирования. [4]

В электродвигательных исполнительных механизмах используются как управляемые, так и неуправляемые двигатели. [5]

Вторая группа электродвигательных исполнительных механизмов базируется на серийно выпускаемых электродвигателях промышленного назначения, служащих для сочленения с разнообразной трубопроводной запорной арматурой. Такие исполнительные устройства предназначаются для двухпозиционного регулирования или дистанционного управления технологическим процессом. [7]

К первой группе электродвигательных исполнительных механизмов относятся электроприводы, участвующие в работе по созданию автоматизированных технологических агрегатов и механизмов в виде автоматизированных силовых электроприводов. [9]

К третьей группе электродвигательных исполнительных механизмов относятся специальные механизмы, предназначенные для сочленения с регулирующей арматурой. В общем случае такие исполнительные механизмы, используемые в электрических системах регулирования, состоят из электродвигателя, редуктора, узла обратной связи, конечных выключателей, а некоторые из них имеют датчики указания положения выходного элемента. [10]

По характеру движения выходного звена электродвигательные исполнительные механизмы подразделяются на поворотные ( однобортные), многооборотные и прямоходные. [11]

Источник

Тема Этапы развития и принципы формирования состава технических средств автоматизированных систем управления 4

Таблица 3.2. Однооборотные ИМ.

Таблица 3.3. Многооборотные ИМ.

Тип	Номин. вращ. момент, Нм	Время одного обор. вых. вала,с	Ном. мощность электродв., кВт
1	2	3	4
МЭМ-0,63/1	0,63	1,0	0,12
МЭМ-1,6/2,5	1,6	2,5	0,05
1	2	3	4
МЭМ-4/6,3	4,0	6,3	0,12
МЭМ-10/1	10,0	1,0	0,6
МЭМ-25/2,5	25,0	2,5	0,4

Методика выбора электродвигательных исполнительных механизмов. Анализ тенденций в отечественных и зарубежных системах автоматизации технологических процессов, в том числе и в сельскохозяйственном производстве показывает, что в них все более широко используются электроприводы. Электроприводы новых серий – это приводы с высоко моментными двигателями постоянного тока, асинхронными двигателями, бесколлекторными двигателями постоянного тока и силовыми шаговыми двигателями.

Особенностью электроприводов являются расширенный (до 0,05 Нм) диапазон малых моментов, повышенная (до 15000 об/мин) максимальная частота вращения, уменьшенная инерция двигателей, возможность встройки в двигатели электромагнитных тормозов и различных датчиков, а также механических и волновых передач.

Основные достоинства электроприводов следующие:

— компактная конструкция двигателей;

— высокий крутящий момент на максимальной скорости;

— высокая надежность (степень защиты 1Р54);

— высокая точность, в том числе за счет возможности применения современных цифровых и вычислительных систем управления;

— низкие уровни шума и вибраций;

— длительная эксплуатация без проверки и обслуживания, особенно при использовании бесколлекторных и асинхронных двигателей ;

— компактная конструкция усилительно-преобразующих устройств;

— доступность и дешевизна электрической энергии.

К недостаткам электроприводов можно отнести:

— ограниченное использование во взрывоопасных и пожароопасных средах и помещениях;

— большую зависимость скорости выходного вала от нагрузки, что приводит к необходимости применения дополнительных контуров регулирования привода;

— наличие дополнительной кинематической цепи между электродвигателем и рабочим регулирующим органом.

Выбор электродвигательных ИМ должен начинаться с подробного выяснения технических требований, предъявляемых к этим элементам.

В технических требованиях должны быть указаны:

— статические и динамические параметры элементов (передаточный коэффициент и постоянные времени, время срабатывания и отпускания, допустимая зона нечувствительности и т.д.);

— допустимые пределы изменения указанных выше параметров;

— величины входных и выходных мощностей элементов и интенсивность этих воздействий (величины электрических напряжений или токов, величины скоростей или перемещений и т. д.);

— виды и параметры источников вспомогательной энергии (частота и напряжение электрических источников) и пределы изменения этих параметров в эксплуатации;

— допустимое потребление мощности от источников энергии;

— допустимые габаритные размеры и масса устройства;

— условия эксплуатации (пределы изменения окружающей температуры, давление и влажность воздуха, воздействие условий окружающей среды, воздействие ускорений и т. д.);

— срок службы устройства в заданных условиях эксплуатации;

— требуемая надежность устройства;

Основным требованием, предъявляемым к элементам с точки зрения общей системы приборов и средств автоматизации, является требование стандартизации параметров, которые определяют его связи с внешними элементами. Различают три вида внешней связи: информационные (входные и выходные сигналы), энергетические – связи с источниками питания, и вещественные ( конструктивные ) – связи с общей конструкцией, с выходом предыдущего и входом последующего устройств и источниками питания.

Основной задачей энергетического расчета электродвигательных ИМ является выбор серийного исполнительного устройства. Решение этой задачи является итерационным процессом, в результате которого из числа серийных выбирается ИМ, удовлетворяющий техническим требованиям.

На основании технических требований устанавливаются параметры, которым должен отвечать выбираемый двигатель ИМ:

— требуемый вращающий момент (перестановочное усилие);

— угловые (линейные) скорости и ускорения;

— оптимальное передаточное число между двигателем и механической нагрузкой.

Для правильного выбора мощности двигателя ИМ требуется иметь приводные характеристики нагрузки или объекта регулирования. Например, для силового привода вращательного действия необходимо знать: момент инерции нагрузки и всех, соединенных и вращающихся с ней частей, моменты трения, внешний возмущающий момент, максимальные значения перемещения, угловые скорости и ускорения нагрузки и т.д. Задача заключается в том, чтобы выбрать двигатель соответствующей мощности, обеспечивающий перемещение механической нагрузки с определенной скоростью и ускорением.

Поэтому при выборе рационального электродвигательного ИМ приходиться взаимосвязано рассматривать конкретные этапы выбора двигателя, соответствующие общей методике выбора электропривода:

2. По конструктивному исполнению и защите от воздействий окружающей среды;

3. По угловой скорости вращения и ее регулированию;

4. По мощности двигателя, исходя из условий:

а) допустимого нагрева при работе;

б) обеспечения пуска электропривода;

в) обеспечения статической и динамической устойчивости;

г) обеспечения требуемой частоты включений.

5. По виду и уровню схемы управления;

7. По экономической эффективности.

Подробно эти вопросы рассмотрены в соответствующих разделах курса по автоматизированному электроприводу.

Электрические схемы управления электродвигательными ИМ должны удовлетворять следующим техническим требованиям:

— питание силовых цепей и цепей управления осуществляется, как правило, от сети переменного тока 380/220 В;

— схемы должны иметь защиту от перегрузок и от коротких замыканий в силовых цепях электропривода, а также в цепях управления и сигнализации;

— схема управления запорным устройством должна обеспечивать возможность как дистанционного управления со щита или с места, так и автоматического управления по команде от устройства регулирования движение ИМ только во время действия импульса соответственно дистанционного или автоматического управления;

— исключать возможность одновременной подачи командных импульсов от устройств дистанционного и автоматического управления, а также возможность подачи питания на одну из катушек реверсивного магнитного пускателя при обтекании током второй катушки;

— схемы управления с двух или более мест должны быть построены так, чтобы исключить возможность одновременного управления одним устройством из разных пунктов;

— схемы управления должны обеспечить возможность остановки ИМ в любом промежуточном положении, а также возможность последующей посылки команд, как на открытие, так и на закрытие:

а) прекращение ошибочно начатой операции и возврат в исходное положение;

б) «расхаживание» запорного устройства;

в) постепенное открытие или закрытие с непродолжительными остановками в промежуточных положения, если это требуется по условиям технологического процесса;

— нормальная остановка электродвигателя ИМ в положении полного открытия или закрытия должна осуществляться с помощью конечных выключателей, разрывающих цепь соответствующей катушки магнитного пускателя; когда запорные устройства требуют принудительного уплотнения при закрытии, остановка электродвигателя ИМ должна осуществляться посредством контактного устройства муфты предельного момента или токового реле;

— как при ручном, так и при автоматическом управлении схемы должны иметь нулевую защиту;

— при наименьшем количестве сигнальных ламп схема сигнализации положения запорного устройства должна показывать наибольшее количество его состояний (конечные положения, остановка в промежуточном положении, сигнализация хода, направление движения и др.);

— схема контроля состояния регулирующего устройства должна непрерывно фиксировать его положение;

— схемы управления должны быть построены таким образом, чтобы для их реализации требовалось наименьшее количество аппаратуры, кабели с наименьшим количеством жил, конечные выключатели с наименьшим количеством контактов.

Вопросы для самоконтроля:

1. С какой целью применяют шаговые электродвигатели?

2. Чем отличаются однооборотные электродвигательные исполнительные механизмы от многооборотных?

3. Какие виды электродвигателей чаще всего применяются в электродвигательных исполнительных механизмах малой мощности?

4. Что используется для уменьшения выбега двигателя и улучшения качества регулирования?

5. Какие основные технические требования предъявляются к электродвигательным исполнительным механизмам?

Из предложенных Вам ответов на данный вопрос выберите правильный.

3.1.Какие виды электродвигательных исполнительных механизмов малой мощности получили большее распространение?

а) трехфазные с короткозамкнутым или фазным ротором.

б) двухфазные асинхронные двигатели или двигатели постоянного тока

в) с поступательным перемещением выходного штока.

а) электродвигатели с углом поворота выходного вала до 360°.

б) выходной вал электродвигателя может совершать большое число оборотов.

в) выходной вал электродвигателя неподвижен.

а) он позволяет получить широкий диапазон регулирования скорости.

б) он позволяет добиться плавности регулирования.

в) оба вышеперечисленных варианта.

3.5 Каким способом может быть осуществлено реверсирование двигателя?

а) полупроводниковым коммутатором путем взаимного переключения начала и концов обмоток.

б) изменением фазы входного напряжения.

в) изменением величины входного тока.

ТЕМА 4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ

ЭМИМ служат для преобразования электрического тока в механическое перемещение с целью воздействия на регулирующий орган объекта управления. Они являются наиболее распространенными преобразователями электрического сигнала в механическое перемещение. ЭМИМ получили применение в качестве приводного или управляющего устройства в ряде механизмов, электрических аппаратах и реле. Например, в подъемных и тормозных электромагнитах, в приводах для включения и выключения коммутационных аппаратов, в электромагнитных контакторах, в автоматических регуляторах, в приводах для включения и отключения механических, пневматических и гидравлических цепей, для сцепления и расцепления вращающихся валов, открывания и закрывания клапанов, вентилей, заслонок, золотников на небольшие расстояния до нескольких миллиметров с усилием в несколько десятков ньютонов.

ЭМИМ способны работать как на постоянном, так и на переменном токе. Однако электромагниты постоянного тока применяются намного шире, чем электромагниты переменного тока, поскольку при одинаковых размерах они развивают большее тяговое усилие, имеют более высокую стабильность параметров, конструктивно проще и дешевле. Для их питания используется сеть переменного тока и встроенный выпрямитель.

Принципиально возможно создание многопозиционного (на три положения и более) исполнительного электромагнитного механизма. Однако решение этой задачи сопряжено со значительными трудностями, поэтому широкого распространения многопозиционные приводы не получили.

ЭМИМ по сравнению с электродвигательными ИМ отличаются простотой конструкции и схем управления, меньшими весом и размерами и значительно меньшей стоимостью. Благодаря отсутствию редуктора они более надежны в эксплуатации.

ЭМИМ по принципу действия разделяются на две группы:

— рассчитанные на длительное обтекание катушки соленоида электрическим током; при подаче напряжения питания якорь соленоида втягивается (при этом, например, клапан открывается), а возвращается он в исходное положение при снятии напряжения (клапан закрывается). Основными недостатками при этом являются постоянное потребление электроэнергии и ложные срабатывания при исчезновениях питающего напряжения.

— с кратковременным обтеканием катушек соленоида электрическим током; они состоят из двух электромагнитов – тягового и защелки. Тяговый электромагнит предназначен для втягивания якоря соленоида, напряжение питания на его катушку подается кратковременно. Удерживание якоря в рабочем состоянии после обесточивания тяговой катушки осуществляется механически специальной защелкой. Возврат в исходное состояние осуществляется путем кратковременной подачи напряжения на катушку электромагнита защелки, которая освобождает возвратную пружину и якорь соленоида закрывается.

По назначению ЭМИМ различают на:

— удерживающие, предназначенные для фиксации положения ферромагнитных тел, например электромагниты для подъема предметов из ферромагнитных материалов. Они не совершают работы, от них требуется лишь определенная сила, на которую они рассчитываются.

— приводные, которые служат для перемещения исполнительных устройств, например клапанов, золотников, заслонок. Они используются также в контакторах, электромагнитных муфтах и др. Эти электромагниты совершают определенную работу и поэтому рассчитываются на определенную силу и перемещение.

По роду тока в обмотке различают электромагниты постоянного и переменного тока. Электромагниты постоянного тока делятся на нейтральные, не реагирующие на полярность напряжения питания, и поляризованные, реагирующие на полярность напряжения питания.

По конструктивному исполнению различают электромагниты:

— клапанные, с внешним притягивающимся якорем; они имеют небольшое перемещение якоря (единицы миллиметра) и развивают большое усилие;

— прямоходовые, с поступательным движением якоря; они называются соленоидными электромагнитами, имеют большой ход якоря и обладают высоким быстродействием.

Электромагниты постоянного и переменного тока. Прямоходовые электромагниты могут быть переменного (однофазные и трехфазные) и постоянного тока. Их основные характеристики – ход якоря, зависимость между перемещением якоря и тяговым усилием, зависимость между положением якоря (его перемещением) и расходом электроэнергии и время срабатывания. Эти характеристики зависят от формы магнитопровода, состоящего из ярма и якоря, расположения намагничивающих обмоток и рода питающего тока (переменного или постоянного).

В зависимости от хода якоря (его максимального перемещения) различают короткоходовые (рис. 4.1 а) и длинноходовые (рис. 4.1 b,c) электромагниты.

Рис. 4.1. Формы магнитопроводов и тяговые характеристики электромагнитов:

а – короткоходовых; b и c – длинноходовых.
Электромагниты должны отвечать следующим требованиям:

3. Число циклов срабатывания должно быть меньше допустимого.

4. Электромагниты переменного тока при одинаковых совершенных механических работах потребляют электроэнергии больше, чем электромагниты постоянного тока.

5. Электромагниты должны быть удобными в эксплуатации и простыми в обслуживании.

Выбор электромагнита осуществляют по напряжению, току и потребляе­мой мощности. После выбора электромагнита рассчитывают его обмотки на нагрев, считая, что средняя допустимая температура нагрева 85. 90°С.

Основные характеристики применяемых электромагнитов приведены в табл. 4.1 и 4.2 соответственно на постоянном и переменном токе.

Таблица 4.1. Характеристики электромагнитов переменного тока.

Тип элек-тромагнита	Тяговое усилие, Н	Ход якоря, мм	Потреб.мо-щность, Вт	Время втя-гивания, с	Время от-падания, с
МП 100	250	2	140	0,12	0,1
МП 200	1000	3	290	0,25	0,2
МП 300	2150	4	510	0,4	0,35
КМП 2	115	40	350	0,4	0,1
КМП 6	720	120	950	2,5	0,5
ВМ 12	65	40	210	0,8	0,2
ВМ 16	280	120	425	23,5	1,0

Передаточная функция ЭМИМ имеет вид:

поворота якоря, град.

Потреб. мощн. при вкл., ВАПотреб. мощн. при откл.,

Время втяги- вания, сВремя отпада-ния, сКМТ3А35012550190005500,080,06КМТ4А700240503800017000,140,08КМТ6А1150460608500030000,250,12КМТ7А14005208011000035000,350,14МО-100Б550507,521004000,300,02МО-200Б20003605,540006500,050,04

Если постоянная времени ОУ значительно больше постоянных времени ЭМИМ (Тэ, Т1, Т2), то его передаточная функция может быть представлена безынерционным усилительным звеном:

Источник