Classificazione degli azionamenti elettrici

Un attuatore elettrico nei sistemi di controllo è comunemente indicato come un dispositivo progettato per spostare il corpo di lavoro in conformità con i segnali provenienti dal dispositivo di controllo.

I corpi di lavoro possono essere vari tipi di valvole a farfalla, valvole, valvole, saracinesche, palette di guida e altri organi di regolazione e chiusura in grado di modificare la quantità di energia o sostanza di lavoro che entra nell'oggetto di controllo. In questo caso, il movimento dei corpi di lavoro può essere sia traslatorio che rotatorio entro uno o più giri. Pertanto, il meccanismo di azionamento, con l'aiuto del corpo di lavoro, influenza direttamente l'oggetto controllato.

Gli attuatori sono dispositivi che influenzano meccanicamente i processi fisici convertendo i segnali elettrici nell'azione di controllo richiesta. Come i sensori, gli attuatori devono essere opportunamente abbinati per ogni applicazione. Gli attuatori possono essere binari, discreti o analogici.Il tipo specifico per ciascuna attività viene selezionato tenendo conto della potenza e della velocità di uscita richieste.

In generale, l'attuatore elettrico è costituito da un attuatore elettrico, un riduttore, un'unità di retroazione, un sensore indicatore di posizione dell'elemento di uscita e interruttore d'arresto.

Come azionamento elettrico negli azionamenti elettromagneti, oppure motori elettrici con riduttore per ridurre la velocità di movimento dell'elemento di uscita ad un valore che consenta il collegamento diretto di questo elemento (albero o asta) con il corpo di lavoro.

I nodi di retroazione hanno lo scopo di introdurre nell'anello di controllo un'azione proporzionale all'entità dello spostamento dell'elemento di uscita dell'attuatore e quindi dell'organo di lavoro ad esso articolato. Con l'ausilio di finecorsa, l'azionamento elettrico dell'azionamento viene spento quando l'elemento di lavoro raggiunge le sue posizioni finali, per evitare possibili danni alle connessioni meccaniche, nonché per limitare il movimento dell'elemento di lavoro.

Di norma, la potenza del segnale generato dal dispositivo di regolazione è insufficiente per il movimento diretto dell'elemento di lavoro, pertanto l'attuatore può essere considerato come un amplificatore di potenza, in cui un debole segnale di ingresso, amplificato molte volte, viene trasmesso al elemento di lavoro.

Tutti gli azionamenti elettrici, ampiamente utilizzati in vari rami delle moderne tecnologie per l'automazione dei processi industriali, possono essere suddivisi in due gruppi principali:

1) elettromagnetico

2) motore elettrico.

Il primo gruppo comprende principalmente azionamenti elettromagnetici progettati per controllare vari tipi di valvole di controllo e intercettazione, valvole, pulegge, ecc. attuatori con vari tipi di accoppiamenti elettromagnetici... Una caratteristica degli attuatori elettrici di questo gruppo è che la forza necessaria per riorganizzare il corpo di lavoro è creata da un elettromagnete, che è parte integrante dell'attuatore.

Per scopi di controllo, i meccanismi a solenoide sono generalmente utilizzati solo nei sistemi on-off. Nei sistemi di controllo automatico vengono spesso utilizzati come elementi terminali frizioni elettromagnetiche, che si suddividono in frizioni a frizione e frizioni scorrevoli.

Il secondo gruppo, attualmente il più comune, comprende gli attuatori eElectric con motori elettrici di vario tipo e design.

I motori elettrici di solito sono costituiti da un motore, un cambio e un freno (a volte quest'ultimo potrebbe non essere disponibile). Il segnale di controllo va simultaneamente al motore e al freno, il meccanismo viene rilasciato e il motore aziona l'elemento di uscita. Quando il segnale scompare, il motore si spegne e il freno arresta il meccanismo. La semplicità del circuito, l'esiguo numero di elementi coinvolti nella formazione dell'azione regolatrice e le elevate proprietà operative hanno reso gli attuatori con motori controllati la base per la realizzazione di azionamenti per i moderni sistemi di controllo automatico industriale.

Esistono, anche se poco diffusi, attuatori con motori non controllati che contengono una frizione meccanica, elettrica o idraulica comandata da un segnale elettrico.La loro caratteristica è che il motore al loro interno funziona continuamente durante l'intero tempo di funzionamento del sistema di controllo e il segnale di controllo dal dispositivo di controllo viene trasmesso al corpo di lavoro attraverso la frizione controllata

Gli azionamenti con motori controllati, a loro volta, possono essere suddivisi in base al metodo di costruzione del sistema di controllo dei meccanismi con controllo a contatto e senza contatto.

L'attivazione, la disattivazione e l'inversione dei motori elettrici degli azionamenti controllati da contatto viene eseguita utilizzando vari relè o dispositivi di contatto. Questo definisce la principale caratteristica distintiva degli attuatori con controllo del contatto: in tali meccanismi, la velocità dell'elemento di uscita non dipende dall'ampiezza del segnale di controllo applicato all'ingresso dell'attuatore e la direzione del movimento è determinata dal segno (o fase) di questo segnale. Pertanto, gli attuatori con controllo del contatto sono generalmente chiamati attuatori con una velocità di movimento costante del corpo di lavoro.

Per ottenere una velocità di movimento variabile media dell'elemento di uscita dell'azionamento con controllo del contatto, è ampiamente utilizzata la modalità di funzionamento a impulsi del suo motore elettrico.

La maggior parte degli attuatori progettati per circuiti controllati da contatto utilizzano motori reversibili. L'uso di motori elettrici che ruotano solo in una direzione è molto limitato, ma si verifica ancora.

Gli azionamenti elettrici senza contatto sono caratterizzati da una maggiore affidabilità e consentono di raggiungere in modo relativamente semplice sia velocità di movimento costanti che variabili dell'elemento di uscita.Gli amplificatori elettronici, magnetici oa semiconduttore, così come la loro combinazione, vengono utilizzati per il controllo senza contatto degli azionamenti. Quando gli amplificatori di controllo funzionano in modalità relè, la velocità di movimento dell'elemento di uscita degli attuatori è costante.

Sia gli azionamenti elettrici controllati da contatto che quelli senza contatto possono anche essere suddivisi in base alle seguenti caratteristiche.

Previo accordo: con moto rotatorio dell'albero di uscita — monogiro; con movimento rotatorio dell'albero di uscita - multigiro; con movimento incrementale dell'albero di uscita - dritto.

Per natura dell'azione: azione posizionale; azione proporzionale.

In base alla progettazione: in versione normale, in versione speciale (antipolvere, antideflagrante, tropicale, marina, ecc.).

L'albero di uscita degli azionamenti a giro singolo può ruotare entro un giro completo Tali meccanismi sono caratterizzati dalla quantità di coppia dell'albero di uscita e dal tempo della sua rotazione completa.

A differenza dei meccanismi multigiro a giro singolo, il cui albero di uscita può muoversi entro diversi, a volte un numero significativo di giri, è anche caratterizzato dal numero totale di giri dell'albero di uscita.

I meccanismi lineari hanno un movimento traslatorio dell'asta di uscita e sono valutati dalla forza sull'asta, dal valore della corsa completa dell'asta, dal tempo del suo movimento nella sezione della corsa completa e dalla velocità di movimento del corpo di uscita in giri al minuto per monogiro e multigiro e in millimetri al secondo per meccanismi lineari.

Il design degli azionamenti di posizione è tale che con il loro aiuto i corpi di lavoro possono essere impostati solo in determinate posizioni fisse.Molto spesso ci sono due di queste posizioni: "aperta" e "chiusa". Nel caso generale è anche possibile l'esistenza di meccanismi multiposizione. Gli azionamenti di posizione di solito non dispongono di dispositivi per ricevere un segnale di feedback di posizione.

Gli attuatori proporzionali sono strutturalmente tali da garantire, entro i limiti specificati, l'installazione del corpo di lavoro in qualsiasi posizione intermedia, in funzione dell'ampiezza e della durata del segnale di comando. Tali attuatori possono essere utilizzati sia nei sistemi di controllo automatico posizionale che P, PI e PID.

L'esistenza di azionamenti elettrici di progettazione sia normale che speciale amplia notevolmente le possibili aree della loro applicazione pratica.