Элементы автоматических устройств, их классификация и назначение

 

7 класс   ТЕМА 24

 

Элементы автоматических устройств приводятся в действие без участия обслуживающего персонала посредством особых устройств, управляемых электрически при изменении параметров управляемой цепи или кинематических связей электропривода и производственного механизма.

Элементы автоматических устройств предназначены для обслуживания основных процессов управления (пуска электродвигателей, регулирования скорости вращения, изменения направления вращения, торможения, отключения и др.), защиты двигателей, механизмов и сетей от чрезмерных нагрузок, коротких замыканий, самопроизвольных включений и повреждений, осуществления блокировок между отдельными элементами механизмов, обеспечивающих заданную последовательность действий или предотвращающих неправильные действия аппаратов.

Элементы автоматических производственных процессов позволяют сократить вспомогательное время и увеличить число включений рабочего механизма в течение часа. Особенно часто применяется частичная автоматизация управления механизмами (полуавтоматическое управление), когда не только первоначальные, но и часть последующих процессов не автоматизируют. Применение элементов автоматических устройств для частичной и полной автоматизации процессов управления имеет большие преимущества, обеспечивая возможность управления на расстоянии и из разных пунктов.

Элементы автоматических устройств подразделяются на следующие группы:

чувствительные элементы управления режимами работы;

электрические преобразователи (датчики и электромагнитные реле);

усилители автоматических устройств (магнитные, электромагнитные, электровакуумные, полупроводниковые, поршневые);

измерительные элементы угловых положений механизмов (кольцевые потенциометры, сельсины, вращающиеся трансформаторы);

рычажные, электромеханические, пневматические,

электронные и другие элементы обратных связей (контроль правильности перемещения исполнительных органов и механизмов оборудования, а при неправильном или неточном выполнении их корректировка);

исполнительные механизмы автоматических устройств (электрические, электромагнитные, гидравлические, пневматические и др.).

Датчиком или первичным преобразователем называют устройство, осуществляющее восприятие контролируемой величины и преобразование ее в величину, удобную для передачи по линиям связи и дальнейшего преобразования.

Для автоматического замыкания или размыкания вспомогательных электрических цепей при изменении какого-либо параметра силовой цепи применяют реле. Импульс, под действием которого приводится в действие конкретная система, может быть электрическим, тепловым или механическим. Так, при напряжении цепи ниже установленного значения контакты реле напряжения размыкаются, в связи с чем катушка контактора обесточивается, а его главные контакты размыкаются, отключая цепь питания электродвигателя, на напряжение которой реагирует реле.

В схемах управления электроприводами наиболее широко применяются электромагнитные реле управления и защиты (тока, частоты и напряжения), тепловые защитные реле, вспомогательные реле управления, промежуточные реле, реле времени, реле скорости.

Время автоматического действия реле мгновенного действия равно 0,02—0,05 с.

Действие датчика угла поворота (потенциометра) основано на преобразовании углового перемещения в изменение омического сопротивления реостата путем изменения положения контактных щеток. Выходное напряжение линейно зависит от угла рассогласования между положениями контактных щеток.

Действие сельсинов основано на преобразовании углового перемещения в изменение индуктивной связи между двумя системами обмоток. Конструктивно сельсины выполнены аналогично электрическим машинам переменного тока. Вращающимся элементом является ротор. Обмотки располагаются на роторе и на статоре (контактные сельсины) или только на статоре (бесконтактные сельсины).

Действие вращающегося трансформатора основано на преобразовании углового перемещения ротора в изменение индуктивной связи между двумя системами обмоток. Конструктивно датчик выполнен в виде двух кольцевых магнитопроводов с пазами, в которые уложены две двухфазные обмотки. Статор имеет 24 паза, ротор — 18. При питании одной из обмоток (статора) переменным напряжением на обмотках статора (ротора) наводятся напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота ротора.