Исполнительные элементы систем автоматики. Шаговые двигатели

Исполнительные элементы (ИЭ) систем автоматики предназначены для создания управляющего воздействия на регулирующий орган (РО) объекта управления (ОУ). Один из вариантов классификации исполнительных элементов САУ представлен на рис. 1.

Рисунок 1. Один из вариантов классификации исполнительных элементов САУ.
В зависимости от управляющего воздействия на выходе ИЭ делятся на два типа: силовые и параметрические. Если сила или момент от исполнительного механизма требуется для изменения положения RO, то эти IE называются силовыми IE. К ним относятся электромагниты, электромуфты и различные типы электродвигателей. Устройство, содержащее двигатель, коробку передач и органы управления двигателем, называется силовым приводом или просто приводом.
Другой вариант IE - ведомый привод, который воспроизводит заданное смещение на выходе, но со значительной механической силой. Чаще всего они используются в станках и манипуляторах с числовым программным управлением (ЧПУ).
Особенно часто в качестве параметрических ИЭ используются электромагнитные реле, контакторы, тиристоры и транзисторные реле.
Силовые ИЭ характера движения можно разделить на три типа: линейные, угловые и вращательные.
Основные требования, которым должны соответствовать характеристики и параметры ИЭ, следующие:
- максимальная сила или момент, создаваемый IE, который должен быть больше, чем необходимо для смещения RO;
- высокая производительность;
- максимальная эффективность:
- статические характеристики должны быть близки к линейным:
- минимальный порог чувствительности:
- низкая мощность управления ИЭ:
- высокая надежность и долговечность:
- малые габариты и вес.
Электромагниты (ЭМ) - это преобразователи электрического сигнала в механическое движение. ЭМ используется в качестве привода или устройства управления во многих механизмах, электрических устройствах и реле, подъемных и тормозных устройствах и т.д.
Электромагниты можно разделить по своему назначению:
- держатели, которые используются для фиксации положения ферромагнитных тел (например, электромагниты для подъема предметов из ферромагнитных материалов, электромагнитные пластины для фиксации деталей машин для обработки металла и т. д.);
- приводы, которые используются для перемещения исполнительных механизмов (например, клапанов, золотников, заслонок, в редукторах, металлообрабатывающих станках и т. д.);