Classification des entraînements électriques

Un actionneur électrique dans les systèmes de commande est communément appelé un dispositif conçu pour déplacer le corps de travail conformément aux signaux provenant du dispositif de commande.

Les organes de travail peuvent être différents types de papillons des gaz, de vannes, de vannes, de vannes, d'aubes directrices et d'autres organes de régulation et de fermeture capables de modifier la quantité d'énergie ou de substance de travail entrant dans l'objet de contrôle. Dans ce cas, le mouvement des organes de travail peut être à la fois en translation et en rotation sur un ou plusieurs tours. Par conséquent, le mécanisme d'entraînement, avec l'aide du corps de travail, affecte directement l'objet contrôlé.

Les actionneurs sont des dispositifs qui affectent mécaniquement les processus physiques en convertissant les signaux électriques en l'action de contrôle requise. Comme les capteurs, les actionneurs doivent être correctement adaptés à chaque application. Les actionneurs peuvent être binaires, discrets ou analogiques.Le type spécifique de chaque tâche est sélectionné en tenant compte de la puissance et de la vitesse de sortie requises.

En général, l'actionneur électrique se compose d'un actionneur électrique, d'un réducteur, d'une unité de rétroaction, d'un capteur indicateur de position de l'élément de sortie et interrupteurs de fin de course.

En tant qu'entraînement électrique dans les entraînements électroaimants, ou des moteurs électriques avec un réducteur pour réduire la vitesse de déplacement de l'élément de sortie à une valeur permettant une connexion directe de cet élément (arbre ou tige) avec le corps de travail.

Les noeuds de rétroaction sont destinés à introduire dans la boucle de commande une action proportionnelle à l'amplitude du déplacement de l'élément de sortie de l'actionneur et donc de l'organe de travail articulé avec lui. À l'aide d'interrupteurs de fin de course, l'entraînement électrique de l'entraînement est désactivé lorsque l'élément de travail atteint ses positions finales, pour éviter d'éventuels dommages aux connexions mécaniques, ainsi que pour limiter le mouvement de l'élément de travail.

En règle générale, la puissance du signal généré par le dispositif de régulation est insuffisante pour un mouvement direct de l'élément de travail, par conséquent, l'actionneur peut être considéré comme un amplificateur de puissance, dans lequel un signal d'entrée faible, amplifié plusieurs fois, est transmis au élément de travail.

Tous les entraînements électriques, largement utilisés dans diverses branches des technologies modernes d'automatisation des processus industriels, peuvent être divisés en deux groupes principaux:

1) électromagnétique

2) moteur électrique.

Le premier groupe comprend principalement les entraînements électromagnétiques destinés à commander divers types de vannes de commande et d'arrêt, vannes, poulies, etc. actionneurs avec différents types de couplages électromagnétiques... Une caractéristique des actionneurs électriques de ce groupe est que la force nécessaire pour réorganiser le corps de travail est créée par un électroaimant, qui fait partie intégrante de l'actionneur.

À des fins de contrôle, les mécanismes à solénoïde ne sont généralement utilisés que dans les systèmes tout ou rien. Dans les systèmes de contrôle automatique, car les éléments terminaux sont souvent utilisés embrayages électromagnétiques, qui se subdivisent en embrayages à friction et embrayages à coulisse.

Le deuxième groupe, actuellement le plus courant, comprend les actionneurs eElectric avec des moteurs électriques de différents types et conceptions.

Les moteurs électriques se composent généralement d'un moteur, d'une boîte de vitesses et d'un frein (parfois ce dernier peut ne pas être disponible). Le signal de commande va simultanément au moteur et au frein, le mécanisme est relâché et le moteur entraîne l'élément de sortie. Lorsque le signal disparaît, le moteur s'éteint et le frein arrête le mécanisme. La simplicité du circuit, le petit nombre d'éléments impliqués dans la formation de l'action de régulation et les propriétés opérationnelles élevées ont fait des actionneurs à moteurs contrôlés la base de la création d'entraînements pour les systèmes de contrôle automatique industriels modernes.

Il existe, bien que peu répandus, des actionneurs à moteurs non commandés qui contiennent un embrayage mécanique, électrique ou hydraulique commandé par un signal électrique.Leur caractéristique est que le moteur qu'ils contiennent fonctionne en continu pendant toute la durée de fonctionnement du système de commande et que le signal de commande du dispositif de commande est transmis au corps de travail via l'embrayage commandé.

Les entraînements avec moteurs contrôlés, à leur tour, peuvent être divisés selon la méthode de construction du système de contrôle des mécanismes avec contrôle de contact et sans contact.

L'activation, la désactivation et l'inversion des moteurs électriques des entraînements commandés par contact sont effectuées à l'aide de divers relais ou dispositifs de contact. Cela définit la principale caractéristique distinctive des actionneurs à commande par contact: dans de tels mécanismes, la vitesse de l'élément de sortie ne dépend pas de l'amplitude du signal de commande appliqué à l'entrée de l'actionneur et le sens du mouvement est déterminé par le signe (ou phase) de ce signal. Par conséquent, les actionneurs à commande par contact sont généralement appelés actionneurs à vitesse constante de déplacement du corps de travail.

Afin d'obtenir une vitesse variable moyenne de déplacement de l'élément de sortie du variateur à commande par contact, le mode de fonctionnement impulsionnel de son moteur électrique est largement utilisé.

La plupart des actionneurs conçus pour les circuits commandés par contact utilisent des moteurs réversibles. L'utilisation de moteurs électriques tournant dans un seul sens est très limitée, mais se produit toujours.

Les entraînements électriques sans contact se caractérisent par une fiabilité accrue et permettent d'atteindre relativement facilement une vitesse de déplacement constante et variable de l'élément de sortie.Les amplificateurs électroniques, magnétiques ou à semi-conducteurs, ainsi que leur combinaison, sont utilisés pour la commande sans contact des entraînements. Lorsque les amplificateurs de commande fonctionnent en mode relais, la vitesse de déplacement de l'élément de sortie des actionneurs est constante.

Les entraînements électriques commandés par contact et sans contact peuvent également être divisés selon les caractéristiques suivantes.

Sur accord préalable : avec mouvement rotatif de l'arbre de sortie — monotour ; avec mouvement rotatif de l'arbre de sortie - multi-tours; avec mouvement incrémental de l'arbre de sortie — tout droit.

Par la nature de l'action : action positionnelle ; action proportionnelle.

Par conception : en conception normale, en conception spéciale (étanche à la poussière, antidéflagrante, tropicale, marine, etc.).

L'arbre de sortie des entraînements à un tour peut tourner en un tour complet.Ces mécanismes sont caractérisés par la quantité de couple de l'arbre de sortie et le temps de sa rotation complète.

A la différence des mécanismes multitours monotour, dont l'arbre de sortie peut se déplacer sur plusieurs tours, parfois un nombre important, se caractérise également par le nombre total de tours de l'arbre de sortie.

Les mécanismes linéaires ont un mouvement de translation de la tige de sortie et sont évalués par la force sur la tige, la valeur de la course complète de la tige, le temps de son déplacement dans la section de course complète et la vitesse de déplacement du corps de sortie dans tours par minute pour les monotours et multitours et en millimètres par seconde pour les mécanismes linéaires.

La conception des entraînements de position est telle qu'avec leur aide, les organes de travail ne peuvent être réglés que dans certaines positions fixes.Le plus souvent, il existe deux positions de ce type: "ouverte" et "fermée". Dans le cas général, l'existence de mécanismes multi-positions est également possible. Les variateurs de position ne disposent généralement pas de dispositifs pour recevoir un signal de retour de position.

Les actionneurs proportionnels sont structurellement tels qu'ils assurent, dans les limites spécifiées, l'installation du corps de travail dans n'importe quelle position intermédiaire, en fonction de l'amplitude et de la durée du signal de commande. De tels actionneurs peuvent être utilisés dans les systèmes de contrôle de position et automatiques P, PI et PID.

L'existence d'entraînements électriques de conception normale et spéciale élargit considérablement les domaines possibles de leur application pratique.