Classificação de acionamentos elétricos

Um atuador elétrico em sistemas de controle é comumente referido como um dispositivo projetado para mover o corpo de trabalho de acordo com os sinais do dispositivo de controle.

Os corpos de trabalho podem ser vários tipos de válvulas borboleta, válvulas, válvulas, portas, palhetas de guia e outros órgãos reguladores e de fechamento capazes de alterar a quantidade de energia ou substância de trabalho que entra no objeto de controle. Neste caso, o movimento dos corpos de trabalho pode ser translacional e rotacional dentro de uma ou várias rotações. Portanto, o mecanismo de acionamento, com a ajuda do corpo de trabalho, afeta diretamente o objeto controlado.

Atuadores são dispositivos que afetam mecanicamente os processos físicos, convertendo sinais elétricos na ação de controle necessária. Assim como os sensores, os atuadores devem ser adequados para cada aplicação. Os atuadores podem ser binários, discretos ou analógicos.O tipo específico para cada tarefa é selecionado levando em consideração a potência de saída e a velocidade necessárias.

Em geral, o atuador elétrico consiste em um atuador elétrico, um redutor, uma unidade de feedback, um sensor indicador de posição do elemento de saída e interruptores de limite.

Como acionamento elétrico em acionamentos eletroímãs, ou motores elétricos com redutor para reduzir a velocidade de movimento do elemento de saída a um valor que permita a conexão direta deste elemento (eixo ou haste) com o corpo de trabalho.

Os nós de realimentação são projetados para introduzir no loop de controle uma ação proporcional à magnitude do deslocamento do elemento de saída do atuador e, portanto, do membro de trabalho articulado com ele. Com a ajuda de fins de curso, o acionamento elétrico do acionamento é desligado quando o elemento de trabalho atinge suas posições finais, para evitar possíveis danos às conexões mecânicas, bem como limitar o movimento do elemento de trabalho.

Via de regra, a potência do sinal gerado pelo dispositivo regulador é insuficiente para o movimento direto do elemento de trabalho, portanto o atuador pode ser considerado um amplificador de potência, no qual um sinal de entrada fraco, amplificado várias vezes, é transmitido ao elemento de trabalho.

Todos os acionamentos elétricos, amplamente utilizados em vários ramos das tecnologias modernas para automação de processos industriais, podem ser divididos em dois grupos principais:

1) eletromagnético

2) motor elétrico.

O primeiro grupo inclui principalmente acionamentos eletromagnéticos projetados para controlar vários tipos de válvulas de controle e fechamento, válvulas, polias, etc. atuadores com vários tipos de acoplamentos eletromagnéticos... Uma característica dos atuadores elétricos deste grupo é que a força necessária para reorganizar o corpo de trabalho é criada por um eletroímã, que é parte integrante do atuador.

Para fins de controle, os mecanismos solenoides são geralmente usados ​​apenas em sistemas on-off. Em sistemas de controle automático como elementos finais são frequentemente usados garras eletromagnéticas, que são subdivididas em embreagens de fricção e embreagens deslizantes.

O segundo grupo, atualmente mais comum, inclui atuadores eElectric com motores elétricos de vários tipos e designs.

Os motores elétricos geralmente consistem em um motor, uma caixa de engrenagens e um freio (às vezes o último pode não estar disponível). O sinal de controle vai para o motor e o freio simultaneamente, o mecanismo é liberado e o motor aciona o elemento de saída. Quando o sinal desaparece, o motor desliga e o freio para o mecanismo. A simplicidade do circuito, o pequeno número de elementos envolvidos na formação da ação regulatória e as altas propriedades operacionais fizeram dos atuadores com motores controlados a base para a criação de acionamentos para modernos sistemas de controle automático industrial.

Existem, embora não amplamente utilizados, atuadores com motores não controlados que contêm uma embreagem mecânica, elétrica ou hidráulica controlada por um sinal elétrico.Sua característica é que o motor neles funciona continuamente durante todo o tempo de operação do sistema de controle, e o sinal de controle do dispositivo de controle é transmitido ao corpo de trabalho por meio da embreagem controlada

Acionamentos com motores controlados, por sua vez, podem ser divididos de acordo com o método de construção do sistema de controle de mecanismos com controle de contato e sem contato.

A ativação, desativação e reversão de motores elétricos de acionamentos controlados por contato é realizada usando vários relés ou dispositivos de contato. Isso define a principal característica distintiva dos atuadores com controle de contato: nesses mecanismos, a velocidade do elemento de saída não depende da magnitude do sinal de controle aplicado à entrada do atuador e a direção do movimento é determinada pelo sinal (ou fase) deste sinal. Portanto, os atuadores com controle de contato são geralmente chamados de atuadores com velocidade constante de movimento do corpo de trabalho.

Para obter uma velocidade variável média de movimento do elemento de saída do acionamento com controle de contato, o modo de operação de pulso de seu motor elétrico é amplamente utilizado.

A maioria dos atuadores projetados para circuitos controlados por contato usa motores reversíveis. O uso de motores elétricos girando apenas em uma direção é muito limitado, mas ainda ocorre.

Os acionamentos elétricos sem contato são caracterizados por maior confiabilidade e permitem obter velocidades de movimento constantes e variáveis ​​do elemento de saída relativamente fáceis.Amplificadores eletrônicos, magnéticos ou semicondutores, bem como sua combinação, são usados ​​para controle sem contato de acionamentos. Quando os amplificadores de controle operam no modo relé, a velocidade de movimento do elemento de saída dos atuadores é constante.

Ambos os acionamentos elétricos controlados por contato e sem contato também podem ser divididos de acordo com as seguintes características.

Mediante acordo prévio: com movimento rotativo do eixo de saída — volta única; com movimento rotativo do eixo de saída - multivoltas; com movimento incremental do eixo de saída — sempre em frente.

Pela natureza da ação: ação posicional; ação proporcional.

Por projeto: em projeto normal, em projeto especial (à prova de poeira, à prova de explosão, tropical, marinho, etc.).

O eixo de saída dos acionamentos de uma volta pode girar dentro de uma revolução completa.Tais mecanismos são caracterizados pela quantidade de torque do eixo de saída e o tempo de sua rotação completa.

Ao contrário dos mecanismos multivoltas de uma volta, cujo eixo de saída pode se mover em várias, às vezes um número significativo de revoluções, também é caracterizado pelo número total de revoluções do eixo de saída.

Os mecanismos lineares têm um movimento translacional da haste de saída e são avaliados pela força na haste, o valor do curso total da haste, o tempo de seu movimento na seção de curso completo e a velocidade do movimento do corpo de saída em rotações por minuto para uma volta e várias voltas e em milímetros por segundo para mecanismos lineares.

O design dos acionamentos de posição é tal que, com sua ajuda, os corpos de trabalho podem ser ajustados apenas em certas posições fixas.Na maioria das vezes, existem duas dessas posições: "aberta" e "fechada". No caso geral, também é possível a existência de mecanismos de múltiplas posições. Os inversores de posição geralmente não possuem dispositivos para receber um sinal de feedback de posição.

Os atuadores proporcionais são estruturalmente tais que garantem, dentro dos limites especificados, a instalação do corpo de trabalho em qualquer posição intermediária, dependendo da magnitude e duração do sinal de controle. Esses atuadores podem ser usados ​​em sistemas de controle automático posicional e P, PI e PID.

A existência de acionamentos elétricos de design normal e especial expande muito as possíveis áreas de sua aplicação prática.