Elemente de executie ale sistemelor de reglare automata

ELEMENTE DE EXECUTIE ALE SISTEMELOR DE REGLARE AUTOMATA

Elementele de executie care comanda nemijlocit instalatiile tehnologice sunt strans dependente de acestea, in alegerea lor neexistand prea multe grade de libertate. O prima clasificare a elementelor de executie se poate face, asadar, dupa viteza de variatie a marimilor reglate, existand:

elemente de executie pentru procese lente;

elemente de executie pentru procese rapide.

In prima categorie se intalnesc elemente de executie electrice, pneumatice, hidraulice deoarece marimile reglate sunt de o mare diversitate. In a doua categorie elementele de executie sunt preponderent electrice sau electronice, marimile reglate fiind, de obicei, de natura electrica sau turatii ale unor masini actionate de motoare electrice.

In continuare sunt tratate in exclusivitate elemente de executie din aceasta categorie; cunostintele teoretice referitoare la comanda motoarelor electrice alcatuiesc "teoria actionarilor electrice".

1. Comanda motoarelor electrice

Circuitele de comanda ale motoarelor electrice trebuie sa fie capabile a determina:

pornirea motoarelor;

variatia turatiei motoarelor;

franarea motoarelor;

inversarea sensului de rotatie al motoarelor.

Dintre motoarele electrice, cel mai bine se preteaza a fi folosite in sistemele automate motoarele de curent continuu, dar exista aplicatii in care se prefera utilizarea motoarelor trifazate sincrone si asincrone.

In circuitele electronice de comanda ale motoarelor electrice de orice tip elementul totdeauna prezent este contactorul static al carui simbol este desenat in figura 6.1; acest dispozitiv este echivalent cu un contact inchis de rezistenta nula sau cu un contact deschis de rezistenta infinita, trecerea dintr-o stare in alta facandu-se la o comanda data din exterior. In aceasta categorie intr-o serie de dispozitive electronice tranzistorul de putere, tristorul triacul - dar in continuare vor fi tratate numai circuite care folosesc tiristoare, acestea fiind; in momentul de fata, cele mai raspandite datorita limitelor largi in care poate varia curentul care le strabate.

Fig. 6.1. Simbolul contactorului static.

2. Comanda motoarelor electrice de curent continuu

In actionarile electrice motorul de curent continuu prezinta avantaje si dezavantaje. Dintre avantaje merita sa fie mentionate urmatoarele:

- caracteristicile lui sunt pozitive pentru cupluri mari de pornire, necesare atunci cand motorul este folosit la tractiune;

- circuitele de comanda sunt, in majoritatea cazurilor, mai simple si mai ieftine.

Dezavantajele motorului de c.c. simt urmatoarele:

- necesita o sursa speciala de curent continuu;

- la aceeasi putere, motoarele de curent continuu sunt mai mari decat cele de c.a.;

- necesita masuri speciale pentru pornire (fac exceptie motoarele de c.c. de putere mica).

Metodele de variatie a turatiei motorului de c.c. pot fi determinate pornind de la ecuatiile sale de functionare. In practica se utilizeaza motoare cu excitatie independenta, serie, paralel sau mixta, are in continuare textul se refera la motorul cu excitatie independenta din figura 7.1 ale carui ecuatii sunt

unde: U este tensiunea de alimentare;

I este curentul in infasurarea indusului;

E este tensiunea contraelectromotoare;

e este caderea de tensiune pe contactele periilor;

R este rezistenta infasurarii indusului;

N este turatia motorului;

este fluxul inductor;

este curentul inductor (de excitatie);

si sunt constante.

Daca se neglijeaza tensiunea pe contactele periilor, expresia turatiei motorului, dedusa din ecuatiile anterioare este:

Conform acestei relatii, exista doua metode de variatie a turatiei:

prin variatia tensiunii de alimentare U;

prin variatia curentului de excitatie .

Intr-adevar, instalatiile de comanda a turatiei motoarelor de c.c. cunoscute se bazeaza pe folosirea unor surse de tensiune continua reglabile pentru alimentarea fie a infasurarii indusului, fie a infasurarii de excitatie si se impart in urmatoarele categorii:

sistemul Ward-Leonard;

redresoarele comandate;

variatoarele de tensiune continua.

Fig. 7.1. Motorul de c.c. cu excitatie independenta.

In cazul sistemului Ward-Leonard (fig. 7.2.), sursa de tensiune reglabila este un generator de c.c. rotit de un motor cu turatie constanta. Tensiunea continua data de generator este reglata prin variatia curentului de excitatie a generatorului. Sistem se caracterizeaza prin elasticitate, posibilitati de reglare in orice regim de functionare, randament destul de bun.

Fig. 7.2. Sistemul Ward-Leonard.