- •Системы управления исполнительными механизмами
- •Оглавление
- •Принятые сокращения
- •Введение
- •Классификация и общее устройство исполнительных механизмов
- •1.1. Исполнительные механизмы. Основные понятия.
- •Классификация исполнительных механизмов
- •Электрические исполнительные механизмы
- •1.3.1. Исполнительные механизмы электрические однооборотные
- •Структура условного обозначения и основные параметры им мэо:
- •1.3.2. Исполнительные механизмы электрические многооборотные
- •1.3.3. Исполнительные механизмы электрические прямоходные
- •Пневматические исполнительные механизмы
- •Гидравлические исполнительные механизмы
- •Электрогидравлических клапанов
- •1.6. Электромагнитный исполнительный механизм
- •2.2. Обобщенные функциональные схемы, координаты и параметры суим. Функциональные элементы суим.
- •. Основные задачи исследования и стадии проектирования суим
- •2.3.1. Основные задачи исследования суим
- •2.3.2. Стадии проектирования суим
- •3. Математическое описание и характеристики суим
- •3.1. Формы математического описания линейных суим
- •3.2. Линеаризация нелинейных элементов суим
- •3.3. Статические и динамические характеристики суим
- •3.3.1. Статика суим. Коэффициенты ошибок суим по положению, скорости и ускорению
- •3.3.2. Динамика суим. Свободные и вынужденные переходные процессы
- •4. Общие Принципы работы и математические модели элементов суим
- •4.1. Исполнительные механизмы
- •4.2. Приводы
- •4.2.1. Коллекторные двигатели постоянного тока
- •4.2.2. Бесколлекторные двигатели постоянного тока
- •4.2.3. Асинхронные двигатели
- •4.2.4. Синхронные двигатели
- •4.2.5. Шаговые двигатели
- •4.3. Силовые преобразователи энергии
- •4.3.1. Электромашинные преобразователи
- •4.3.2. Тиристорные преобразователи
- •4.3.3. Транзисторные и симисторные преобразователи
- •4.4. Датчики координат суим
- •4.5. Регуляторы, корректирующие звенья
- •1. Пропорциональный регулятор (п-регулятор).
- •2. Интегральный регулятор (и-регулятор).
- •3. Дифференциальный регулятор (д-регулятор).
- •4. Пропорционально-интегральный регулятор (пи-регулятор).
- •6. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор (пид-регулятор).
- •5. Общие принципы построения суим
- •5.1. Релейно-контакторные суим
- •5.1.1. Рксу асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором
- •5.1.2. Рксу асинхронным двигателем с фазным ротором
- •5.2. Бесконтактные суим постоянной скорости
- •5.3. Системы стабилизации выходной координаты объекта управления. Типовые методы улучшения качества регулирования
- •В статике, т.Е. В установившихся (квазиустановившихся) режимах функционирования систем стабилизации можно сформулировать два основных тесно взаимосвязанных требования:
- •5.4. Системы программного управления, способы ограничения координат суим
- •5.5. Системы следящего управления, понятие добротности
- •6. Синтез суим
- •6.1. Подчиненное регулирование координат
- •6.2. Оптимальные настройки контуров регулирования
- •6.2.1. Технический оптимум
- •6.2.2. Симметричный оптимум
- •6.2.3. Апериодический оптимум
- •6.3. Типовая методика структурно-параметрического синтеза
- •7. Системы регулирования скорости эим
- •7.1. Система регулирования скорости “Тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока”
- •1. Синтез контура регулирования тока якоря.
- •2. Синтез контура регулирования скорости.
- •7.6. Переходный процесс в сар скорости при скачке задания
- •Р ис. 7.7. Переходные процессы в сар скорости при ударном приложении нагрузки на валу электропривода
- •7.2. Система регулирования скорости “Генератор - двигатель постоянного тока”
- •7.4. Системы управление эим переменного тока
- •8. Системы регулирования положения эим
- •8.1. Режимы перемещения рабочих органов
- •8.2. Сар положения с линейным регулятором
- •8.3. Сар положения с нелинейным регулятором
- •Подставляя в это соотношение выражение (8.2) для Kрп в режиме средних перемещений получим
- •8.4. Инвариантные и квазиинвариантные следящие суим
- •9. Дискретно-непрерывные суим
- •9.1. Дискретизация сигналов и z-преобразование
- •9.2. Дискретные передаточные функции и разностные уравнения при описании суим
- •9.3. Синтез цифровых систем управления
- •9.3.1. Методы дискретизации аналоговых регуляторов и билинейного преобразования
- •9.3.2. Метод переменного коэффициента усиления
- •9.3.3. Метод аналитического конструирования цифровых регуляторов состояния
- •Синтез свободного движения сау
- •Синтез вынужденного движения сау
- •10. Интеллектуальные суим
- •10.1. Функциональная структура интеллектуальной суим
- •10.2. Технические средства интеллектуализации суим
- •10.3. Суим на основе средств управления фирмы овен
- •Заключение
- •Список литературы
1.3.1. Исполнительные механизмы электрические однооборотные
МЭО предназначены для перемещения рабочих органов неполноповоротного принципа действия (шаровые и пробковые краны, поворотные дисковые затворы, заслонки). Механизмы устанавливаются рядом с запорной арматурой и связываются с ней при помощи тяг и рычагов.
Принцип работы механизмов МЭО заключается в преобразовании электрического сигнала, поступающего от регулирующего или управляющего устройства, во вращательное перемещение выходного вала в пределах 0,25–0,63 оборота.
Фланцевые механизмы МЭОФ устанавливаются непосредственно на арматуру и соединяются с ней с помощью втулки и монтажных частей.
ИМ МЭО и МЭОФ могут применяться в различных отраслях промышленности. Основное применение они находят в системах вентиляции, энергетике, ЖКХ, газовой, нефтяной и химической промышленности, т.е. везде, где используется трубопроводная арматура.
Механизмы МЭО и МЭОФ работают в кратковременном, либо в повторно-кратковременном реверсивном режимах циклами, в которых перемещения выходного вала чередуются с паузами. После паузы (не менее 50 мс) возможно изменение направления перемещения выходного вала на противоположное (реверс).
ИМ МЭО изготовляются с датчиком обратной связи (блоком сигнализации положения БСП выходного вала) для работы в системах автоматического регулирования или без датчиков обратной связи – с блоком концевых выключателей для режима ручного управления.
ЭИМ оснащаются одним из видов блока сигнализации положения выходного вала (БСПИ): индуктивным БСПИ, реостатным БСПР, универсальным токовым БСПТ, а также блоком концевых выключателей без датчика положения выходного вала (при ручном управлении).
Одним из крупнейших производителей и поставщиков однооборотных исполнительных механизмов постоянной скорости является Московский завод тепловой автоматики – ОАО «МЗТА». Механизмы МЭО и МЭОФ производства ОАО «МЗТА» (рис. 1.8) обладают целым рядом достоинств:
– большой пусковой момент на выходном валу (Мпуск. = 1,7 Мном.), что обеспечивает высокие динамические характеристики механизма;
– малый люфт выходного вала механизма, что обеспечивает высокую точность регулирования и малое время позиционирования;
– наличие в составе прибора датчика положения выходного вала (токовый, индуктивный или реостатный), концевых и пусковых микропереключателей, что позволяет формировать дискретную информацию о крайних и промежуточных положениях рабочего органа арматуры и аналоговую (цифровую) информацию о динамике его перемещения;
а) б)
Рис. 1.8. Внешний вид исполнительных механизмов МЭО (а) и МЭОФ (б)
производства ОАО «МЗТА»
– установленный ограничитель полного хода выходного вала предохраняет арматуру от механического повреждения при отказе концевых микропереключателей;
– наличие в составе механизма местного указателя положения регулирующего органа арматуры позволяет оператору следить за работой арматуры непосредственно на месте ее эксплуатации;
– возможность установки механизмов в любом положении в пространстве;
– высокая степень защиты оболочки механизмов – IP54 ГОСТ 14254;
– соответствие приборов требованиям ГОСТ 7192-89 «Механизмы исполнительные электрические постоянной скорости ГСП».
Принцип работы ИМ заключается в преобразовании электрического сигнала, поступающего от регулирующего или дистанционного управляющего устройства во вращательное перемещение выходного вала.
Параметры питания механизмов:
– для однофазной сети: 220 В, 230 В, 240 В частотой 50Гц, 220 В частотой 60Гц;
– для трехфазной сети: 220/380 В, 230/400 В, 240/415 В частотой 50 Гц, 220/380 B частотой 60 Гц;
– допустимое отклонение напряжения –15…+10 %;
– допустимое отклонение частоты –2…+2 %.
ИМ МЭО выполнены в исполнении У категории размещения 2 и предназначены для работы в следующих условиях:
– температура окружающего воздуха от –30 до +50 °С;
– относительная влажность окружающего воздуха до 85 % при температуре +35 °С и более низких температурах без конденсации влаги;
– вибрация в диапазоне частот от 10 до 150 Гц с амплитудой 0,075 мм для частот до 57–62 Гц и ускорением 9,8 мм/S2 для частот свыше 62 Гц;
– наличие пыли и брызг воды;
– отсутствие прямого воздействия солнечной радиации и атмосферных осадков.
ИМ МЭО тропического исполнения выполнены в исполнении Т категории размещения 2 и предназначены для работы при температуре от –10 до +50 °С и относительной влажности до 100 % при температуре 35 °С с конденсацией влаги.
ИМ МЭО не предназначены для работы в средах, содержащих агрессивные пары, газы и вещества, вызывающие разрушение покрытий, изоляции и материалов, и во взрывоопасных средах.
По защищенности от проникновения твердых тел (пыли) и воды ИМ МЭО имеют степень зашиты IР54.