סיווג כוננים חשמליים

מפעיל חשמלי במערכות בקרה מכונה בדרך כלל התקן שנועד להניע את הגוף העובד בהתאם לאותות ממכשיר הבקרה.

גופי עבודה יכולים להיות סוגים שונים של שסתומי מצערת, שסתומים, שסתומים, שערים, שבבי הדרכה וגופי ויסות וסגירה אחרים המסוגלים לשנות את כמות האנרגיה או החומר הפועל הנכנס לאובייקט הבקרה. במקרה זה, התנועה של הגופים הפועלים יכולה להיות גם טרנסציונלית וגם סיבובית בתוך מהפכה אחת או כמה. לכן, מנגנון ההנעה, בעזרת הגוף העובד, משפיע ישירות על האובייקט הנשלט.

מפעילים הם מכשירים המשפיעים מכנית על תהליכים פיזיים על ידי המרת אותות חשמליים לפעולת הבקרה הנדרשת. כמו חיישנים, מפעילים חייבים להיות מתאימים כראוי לכל יישום. מפעילים יכולים להיות בינאריים, בדידים או אנלוגיים.הסוג הספציפי עבור כל משימה נבחר תוך התחשבות בהספק ובמהירות הנדרשים.

באופן כללי, המפעיל החשמלי מורכב ממפעיל חשמלי, מפחית, יחידת משוב, חיישן מחוון מיקום אלמנט פלט, ו מתגי גבול.

כהנעה חשמלית בכוננים אלקטרומגנטים, או מנועים חשמליים עם מפחית להפחתת מהירות התנועה של אלמנט הפלט לערך המאפשר חיבור ישיר של אלמנט זה (פיר או מוט) עם גוף העבודה.

צמתי המשוב מתוכננים להכניס לתוך לולאת הבקרה פעולה פרופורציונלית לגודל התזוזה של אלמנט הפלט של המפעיל ולכן של האיבר העובד המפורק איתו. בעזרת מתגי הגבלה, הכונן החשמלי של הכונן כבוי כאשר אלמנט העבודה מגיע למצבי הקצה שלו, כדי למנוע נזק אפשרי לחיבורים המכניים, וכן להגביל את תנועת אלמנט העבודה.

ככלל, הספק האות המופק על ידי מכשיר הוויסות אינו מספיק לתנועה ישירה של אלמנט העבודה, ולכן ניתן לראות במפעיל כמגבר הספק, שבו מועבר אות כניסה חלש, המוגבר פעמים רבות, ל- אלמנט עובד.

ניתן לחלק את כל הכוננים החשמליים, בשימוש נרחב בענפים שונים של טכנולוגיות מודרניות לאוטומציה של תהליכים תעשייתיים, לשתי קבוצות עיקריות:

1) אלקטרומגנטי

2) מנוע חשמלי.

הקבוצה הראשונה כוללת בעיקר כוננים אלקטרומגנטיים המיועדים לשלוט בסוגים שונים של שסתומי בקרה וסגירה, שסתומים, גלגלות וכו'. מפעילים עם סוגים שונים של צימודים אלקטרומגנטיים... תכונה אופיינית של מפעילים חשמליים מקבוצה זו היא שהכוח הנדרש לסידור מחדש של גוף העבודה נוצר על ידי אלקטרומגנט, שהוא חלק בלתי נפרד מהמפעיל.

למטרות בקרה, מנגנוני סולנואיד משמשים בדרך כלל רק במערכות הפעלה וכיבוי. במערכות בקרה אוטומטיות כמו אלמנטים קצה משמשים לעתים קרובות מצמדים אלקטרומגנטיים, אשר מחולקים למצמדי חיכוך ומצמדי הזזה.

הקבוצה השנייה, הנפוצה ביותר כיום, כוללת מפעילים חשמליים עם מנועים חשמליים מסוגים ועיצובים שונים.

מנועים חשמליים מורכבים בדרך כלל ממנוע, תיבת הילוכים ובלם (לפעמים ייתכן שהאחרון אינו זמין). אות הבקרה עובר למנוע ולבלם בו זמנית, המנגנון משתחרר והמנוע מניע את אלמנט הפלט. כאשר האות נעלם, המנוע נכבה והבלם עוצר את המנגנון. הפשטות של המעגל, המספר הקטן של אלמנטים המעורבים בהיווצרות הפעולה הרגולטורית והמאפיינים התפעוליים הגבוהים הפכו מפעילים עם מנועים מבוקרים לבסיס ליצירת כוננים עבור מערכות בקרה אוטומטיות תעשייתיות מודרניות.

ישנם, אם כי אינם בשימוש נרחב, מפעילים עם מנועים בלתי מבוקרים המכילים מצמד מכני, חשמלי או הידראולי הנשלט על ידי אות חשמלי.התכונה האופיינית להם היא שהמנוע בהם פועל ברציפות במשך כל זמן פעולת מערכת הבקרה, ואות הבקרה ממכשיר הבקרה מועבר לגוף העובד דרך המצמד המבוקר

כוננים עם מנועים מבוקרים, בתורו, ניתנים לחלוקה לפי שיטת הבנייה של מערכת הבקרה של מנגנונים עם שליטה במגע ובקרה ללא מגע.

ההפעלה, השבתה וההיפוך של מנועים חשמליים של כוננים נשלטי מגע מתבצעים באמצעות התקני ממסר או מגע שונים. זה מגדיר את המאפיין הבולט העיקרי של מפעילים עם בקרת מגע: במנגנונים כאלה, מהירות אלמנט הפלט אינה תלויה בגודל אות הבקרה המופעל על הקלט של המפעיל, וכיוון התנועה נקבע על ידי השלט (או שלב) של האות הזה. לכן, מפעילים עם בקרת מגע נקראים בדרך כלל מפעילים עם מהירות תנועה קבועה של הגוף העובד.

על מנת להשיג מהירות ממוצעת משתנה של רכיב הפלט של הכונן עם בקרת מגע, נעשה שימוש נרחב במצב פעולת הדופק של המנוע החשמלי שלו.

רוב המפעילים המיועדים למעגלים מבוקרים במגע משתמשים במנועים הפיכים. השימוש במנועים חשמליים המסתובבים רק בכיוון אחד מוגבל מאוד, אך עדיין מתרחש.

כוננים חשמליים ללא מגע מאופיינים באמינות מוגברת ומאפשרים להשיג בקלות יחסית מהירות תנועה קבועה ומשתנה של אלמנט הפלט.מגברים אלקטרוניים, מגנטיים או מוליכים למחצה, כמו גם השילוב שלהם, משמשים לשליטה ללא מגע של כוננים. כאשר מגברי הבקרה פועלים במצב ממסר, מהירות התנועה של אלמנט הפלט של המפעילים קבועה.

ניתן לחלק גם כוננים חשמליים מבוקרי מגע וגם כוננים ללא מגע לפי המאפיינים הבאים.

בהסכמה מראש: עם תנועה סיבובית של פיר הפלט - סיבוב בודד; עם תנועה סיבובית של פיר הפלט - רב סיבוב; עם תנועה מצטברת של פיר הפלט - ישר קדימה.

לפי אופי הפעולה: פעולה עמדה; פעולה פרופורציונלית.

לפי התכנון: בעיצוב רגיל, בעיצוב מיוחד (עמיד בפני אבק, חסין פיצוץ, טרופי, ימי וכו').

ציר המוצא של כוננים בסיבוב בודד יכול להסתובב בתוך סיבוב אחד מלא. מנגנונים כאלה מאופיינים בכמות המומנט של ציר המוצא ובזמן הסיבוב המלא שלו.

בניגוד למנגנונים מרובי סיבובים חד-סיבובים, שציר המוצא שלו יכול לנוע בתוך מספר, לעיתים מספר לא מבוטל של סיבובים, מאופיין גם במספר הסיבובים הכולל של ציר המוצא.

למנגנונים ליניאריים יש תנועה טרנסלציונית של מוט הפלט והם מוערכים לפי הכוח על המוט, ערך המהלך המלא של המוט, זמן תנועתו בקטע המהלך המלא ומהירות התנועה של גוף הפלט ב סיבובים לדקה עבור סיבוב בודד ורב סיבוב ובמילימטרים לשנייה עבור מנגנונים ליניאריים.

העיצוב של כונני העמדה הוא כזה שבעזרתם ניתן להגדיר את גופי העבודה רק במצבים קבועים מסוימים.לרוב יש שתי עמדות כאלה: "פתוח" ו"סגור". במקרה הכללי, ייתכן גם קיומם של מנגנוני ריבוי עמדות. לכונני מיקום בדרך כלל אין התקנים לקליטת אות משוב מיקום.

מפעילים פרופורציונליים הם מבחינה מבנית כך שהם מבטיחים, בגבולות שצוינו, את התקנת גוף העבודה בכל מצב ביניים, בהתאם לגודל ומשך אות הבקרה. מפעילים כאלה יכולים לשמש גם במערכות בקרה אוטומטיות במיקום וגם במערכות P, PI ו-PID.

קיומם של כוננים חשמליים בעיצוב רגיל ומיוחד מרחיב מאוד את התחומים האפשריים של היישום המעשי שלהם.