Схемы электрических исполнительных механизмов с электродвигателем

Исполнительные механизмы с электродвигателем используются для передвижения органов запорно-регулирующей трубопроводной арматуры с действием поворотного типа. Такая арматура часто встречается на заслонках, дисковых затворах поворотного типа, кранах как шаровых, так и пробковых.

Главные узлы исполнительного механизма представлены электродвигателем, блоком сигнализации положения, ручным приводом и редуктором. Двигатели переменного тока, используемые в механизмах, могут быть синхронными и асинхронными.

Благодаря комбинированным червячно-зубчатым передачам достигается увеличение крутящего момента и понижение частоты вращения.

Ручной привод позволяет осуществлять ручное управление исполнительным механизмом.

Нажатие на штурвал вдоль оси вала, когда двигатель остановлен, повлечет за собой зацепление вала электродвигателя и ручного привода. Таким образом, на выходной вал передастся крутящий момент. По классификации можно разделить исполнительные механизмы на позиционные и пропорциональные, многооборотные и однооборотные. На рис. 1(а) изображен двухпозиционный исполнительный механизм с двухфазным конденсаторным электродвигателем.

Рис. 1. Схемы исполнительных механизмов с двухфазными электродвигателями: а — схема двухпозиционного исполнительного механизма; б - схема пропорционального исполнительного механизма

Схема содержит переключатель SA, два концевых выключателя SQ1 и SQ2, двигатель Д, две обмотки электродвигателя, конденсатор С. Переключением SA в то или иное положение задается направление вращения ротора электродвигателя, поскольку к одной из обмоток подключается конденсатор С. Замкнем переключатель SA в таком положении, чтобы образовалась замкнутая цепь, содержащая концевой выключатель SQ1. Электродвигатель включится и начнет перемещать выходной орган исполнительного механизма, пока тот не окажется в крайнем положении. Тогда концевой выключатель SQ1 переключится, контакт SQ1 разомкнется, и двигатель остановится.

Если теперь переключатель SA перевести в другое положение, то двигатель включится в реверсивном режиме. Двигатель остановится только после размыкания концевого выключателя SQ2. Такой режим работы исполнительного механизма позволит переместить выходной орган в противоположное крайнее положение.

Схема пропорционального исполнительного механизма несколько отличается (изображена на рис. 1 (б)). Она содержит два переключателя SA1 и SA2, два концевых выключателя SQ1 и SQ2, двигатель Д, две обмотки электродвигателя, конденсатор С и потенциометр R.

Здесь за направление перемещения выходного органа отвечают переключатели SA1 и SA2. Чтобы осуществить перемещение в прямом направлении, нужно замкнуть переключатель SA1. Чтобы осуществить перемещение в обратном направлении, нужно замкнуть переключатель SA2.

При необходимости можно остановить механизм, разомкнув переключатели. Тогда выходной орган будет находиться между двумя крайними положениями.

В качестве датчика положения используется потенциометр R. Концевые выключатели SQ1 и SQ2 предназначены для защиты механизма от повреждений. Они отключают двигатель в соответствующем крайнем положении.

Рис. 2. Схема исполнительного механизма с трехфазным электродвигателем

На рис. 2 изображена схема исполнительного механизма с трехфазным электродвигателем. Одна из целей использования такого механизма – это управление задвижкой. На схеме изображены: контакторы КМ1 и КМ2, кнопки SB1 “открыть” и SB2 “закрыть”, концевые выключатели SQ1, SQ2, SQ3 и SQ4, лампочки сигнализации EL1, EL2 и EL3. На данной схеме все концевые выключатели находятся в среднем положении задвижки.

Работа схемы осуществляется следующим образом: контактор КМ1 включает механизм на открывание задвижки после нажатия кнопки SB1. Когда задвижка окажется в крайнем положении “открыто”, сработает концевой переключатель SQ1, отключив контактор КМ1 и электродвигатель своим разомкнутым контактом. Лампочка сигнализации EL1 включится, так как окажется на замкнутом контакте концевого переключателя SQ1. Эта лампочка является индикатором положения задвижки “открыто”.

Чтобы закрыть задвижку, необходимо нажать на кнопку SB2. Тогда сработает контактор КМ2, а механизм включится на закрывание задвижки. При достижении крайнего положения задвижки “закрыто” сработает концевой переключатель SQ2. Он остановит электродвигатель и отключит контактор КМ2. Аналогично первому случаю, включится лампочка EL2, которая является индикатором положения задвижки “закрыто”.

В данной схеме используется также муфта предельного крутящего момента. Она работает в паре с концевыми переключателями SQ3 и SQ4 и предназначена для отключения электродвигателя при превышении момента на валу. Это может произойти, например, если задвижку заклинит в процессе перемещения.

Если при этом задвижка будет открываться, то сработает выключатель SQ3 и отключит контактор КМ1. Если задвижка будет закрываться, то сработает выключатель SQ4, отключив контактор КМ2. Лампочка EL3 является индикатором ситуации “авария” и включится в любом из этих двух случаев.

Чтобы остановить электродвигатель в промежуточном положении задвижки, необходимо нажать на кнопку SB3.