jghjgj
Информация о работе
Подробнее о работе
Обзор исполнительных механизмов, используемых на нефтяных промыслах
- 37 страниц
- 2013 год
- 178 просмотров
- 1 покупка
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................. 3 1. Обзорная часть. Классификация исполнительных механизмов ........... 4 1.1 ИМ на базе электродвигателя постоянного тока..................................... 7 1.3 ИМ на базе асинхронного электропривода ........................................... 11 1.4 ИМ на базе электропривода с шаговыми двигателями ......................... 13 1.5 ИМ на базе электромагнитов ................................................................ 14 1.6 ИМ на базе гидравлических серводвигателей....................................... 16 1.7 ИМ на базе пневматических серводвигателей ...................................... 17 2. Аналитическая часть. Интеллектуальные исполнительные механизмы на базе трехфазного асинхронного электропривода. ...................................... 23 2.1 Общие сведения .................................................................................... 23 2.2 Интеллектуальные мехатронные исполнительные механизмы ............ 25 2.3 Примеры интеллектуальных мехатронных исполнительных механизмов .................................................................................................................... 31 2.4 Выводы.................................................................................................. 35 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .......................................................................................... 36 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ...................................... 37
1. Обзорная часть. Классификация исполнительных механизмов
Исполнительные механизмы в системах переработки и использования технологической информации предназначены для непосредственного воздействия на регулируемый процесс или через регулирующий орган.
Исполнительные механизмы обязательно содержат исполнительные серводвигатели различных типов и различной физической природы. Кроме того, содержат также различные датчики, устройства усиления и переработки информации, переключательные устройства и устройства обратной связи.
Исполнительные механизмы или сервоприводы в общем случае включают в себя цепи усиления, переключатели и исполнительные двигатели.
По виду воздействия на состояние системы автоматизации исполнительные механизмы принято подразделять на силовые и параметрические.
• Силовые исполнительные механизмы создают на своем выходе силу или момент, которые однозначно определяют соответствующее положение рабочего органа.
...
1.1 ИМ на базе электродвигателя постоянного тока
Электродвигательные исполнительные механизмы представляют собой электроприводы, предназначенные для перемещения регулирующих органов и состоят из электродвигателя, редуктора, выходного устройства для связи с регулирующим органом и ряда дополнительных устройств. [3]
Электродвигатели постоянного тока используются в качестве базовых при построении самых различных электроприводов. Принципиально электродвигатели постоянного тока состоят из статора с обмоткой возбуждения, к которой подводится постоянное напряжение, и якоря, называемого иначе ротором, со своей обмоткой, к которой через щетки и коллектор также подводится постоянное напряжение.
Управление скоростью вращения вала такого электродвигателя принципиально можно производить либо изменением тока обмотки возбуждения при неизменном напряжении на якоре, либо изменением напряжения на якоре при неизменном токе обмотки возбуждения, либо и тем, и другим.
...
1.3 ИМ на базе асинхронного электропривода
Асинхронной машиной называется машина переменного тока, у которой угловая скорость ротора не равна угловой скорости магнитного поля статора. Угловая скорость ротора зависит от нагрузки; в режиме двигателя нагрузкой является механический момент сопротивления на валу машины.
Классификация основных типов асинхронных двигателей приведена на рисунке 1.3
Рисунок 1.3
У асинхронных машин большой, средней и малой мощности на статоре практически всегда расположена трехфазная обмотка, т.е. обмотка, состоящая из трех отдельных электрических цепей, сдвинутых в пространстве на 120°, асинхронные микромашины выпускаются в основном с двухфазной обмоткой статора со сдвигом обмоток фаз на 90°. [2]
В схемах автоматизации в машиностроении в качестве исполнительных электрических серводвигателей переменного тока наиболее широкое применение нашли именно асинхронные электродвигатели.
...
1.4 ИМ на базе электропривода с шаговыми двигателями
Синхронными называются электрические машины переменного тока, у которых в рабочем режиме угловая скорость ротора равна угловой скорости магнитного поля статора и не зависит от нагрузки. В отдельных случаях скорость ротора кратна скорости поля статора.
В связи с развитием цифровой вычислительной техники разрабатывают и совершенствуют исполнительные элементы дискретного действия и, в частности, электрические шаговые двигатели. Шаговыми называют синхронные двигатели, преобразующие команду, заданную в виде импульсов, в фиксированный угол поворота вала или фиксированное перемещение без датчиков обратной связи. Шаговые двигатели выпускаются мощностью от единиц микроватт до киловатта, т.е. в основном – это микродвигатели и двигатели малой мощности.
Шаговые микродвигатели (ШД) работают в комплекте с полупроводниковыми коммутаторами.
...
1.5 ИМ на базе электромагнитов
Электромагниты среди силовых электрических исполнительных аппаратов являются наиболее конструктивно и схемно простыми, а также эксплуатационно надежными. Однако они развивают сравнительно небольшие усилия и мощности (до сотен ватт) и характеризуются двумя допустимыми крайними положениями рабочего органа, а между этими двумя допустимыми ограничениями положение рабочего органа не регулируется.
Различают две разновидности электромагнитов:
• с сердечником из ферромагнитного материала, например из пакета трансформаторного железа, к которому при подаче напряжения на обмотку катушки электромагнита притягивается подвижная деталь, называемая якорем электромагнита;
• без сердечника из ферромагнитного материала. Эти электромагниты выполнены в виде катушки с обмоткой, в которую (катушку) при подаче на нее напряжения втягивается подвижный сердечник.
...
1.6 ИМ на базе гидравлических серводвигателей
Гидравлические серводвигатели осуществляют превращение энергии, находящейся под давлением рабочей жидкости в поступательное либо вращательное движение некоего подвижного рабочего органа. В качестве рабочей среды в гидравлических серводвигателях используют жидкости с хорошей смазывающей способностью, такие как минеральные масла, спиртоглицериновая смесь, а также специальные синтетические жидкости. В рабочую жидкость добавляют также различные антикоррозионные, антиокислительные, антифрикционные присадки и присадки, уменьшающие износ двигателя. Давление рабочей жидкости в современных гидравлических серводвигателях составляет 30...50 бар. Скорость течения рабочей жидкости в гидравлических трубопроводах достигает 5 м/с.
Гидравлические серводвигатели могут обеспечивать как поступательное, так и вращательное движение рабочего органа.
...
1.7 ИМ на базе пневматических серводвигателей
Пневматические серводвигатели предназначены для преобразования энергии сжатого газа, чаще всего воздуха, в механическую энергию поступательного или вращательного движений. Пневматические устройства менее инерционны по сравнению с гидравлическими. Это объясняется меньшими значениями вязкости и удельного веса газа (воздуха) по сравнению с минеральными маслами или другими рабочими жидкостями. Пневматические серводвигатели по сравнению с гидравлическими обладают и другими, на первый взгляд незначащими, но практически весьма важными эксплуатационными преимуществами перед гидравлическими. Дело в том, что гидравлические устройства обладают свойством подтекать, и со временем окружающая их производственная среда загрязняется. Пневматические устройства, особенно использующие в качестве рабочей среды сжатый воздух, свободны от этого недостатка.
Но пневматические серводвигатели не могут точно воспроизводить заданный закон перемещения.
...
2.1 Общие сведения
Создание нового поколения технологического оборудования поставило ряд качественно новых требований, предъявляемых к функциональным характеристикам исполнительных механизмов для этого оборудования.
...
2.2 Интеллектуальные мехатронные исполнительные механизмы
Интеллектуальный исполнительный механизм способен совершать сложные траекторные движения, контролировать свое состояние и адаптироваться к изменениям внешней среды.
Создание интеллектуальных ИМ неразрывно связано с развитием мехатроники – области науки и техники, которая занимается управлением механизмов от ЭВМ. Мехатронная (механико- электронная) система должна рассматриваться как неразделимая система механических, электромеханических, электрических и электронных узлов, между которыми осуществляется обмен энергией и информацией.
Одним из основных принципов мехатронного подхода к созданию исполнительных механизмов нового поколения заключается в переносе функциональной нагрузки от механических узлов к интеллектуальным (электронным, компьютерным и информационным) компонентам, которые гораздо легче перепрограммируются под новые задачи и в настоящее время относительно недороги.
...
2.3 Примеры интеллектуальных мехатронных исполнительных механизмов
Примером интеллектуального мехатронного ИМ может служить рассмотренная далее система векторного частотного управления трехфазным асинхронным двигателем АД.
Первоначально разработанные системы векторного управления на дискретных элементах (рисунок 2.3) содержали большое число нелинейных блоков, сложных в настройке и чувствительных к изменению параметров. Применявшаяся аппаратура не могла выполнять быстрое и точное измерение положения ротора и вычисление в реальном масштабе времени вектора магнитного потока.
В настоящее время наличие прецизионных оптических кодировщиков, высокоскоростных ротационных аналого-цифровых преобразователей (РЦП) и высокоскоростных цифровых сигнальных процессоров (ЦСП) выдвинула векторное управление на передний край и позволило создать интеллектуальные мехатронные ИМ с широким диапазоном регулирования скорости с надежными АД.
Рисунок 2.3.
...
1) Технические средства автоматизации : учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б. В. Шандров, А. Д. Чудаков. — М.: Издательский центр «Академия», 2007
2) Электронный учебник "ТСА и У: исполнительные устройства". Режим доступа.
http://uiits.miem.edu.ru/Falk/kniga_TSAU/soderjanie.html
3) Технологии нефтепромыслов/ А.И. Коротин — М.: Высшая школа, 1984
4) Типовые элементы и устройства систем автоматического управления / Игумнов Н. П. - Канск: КПК, 2009
5) НПФ КонтрАвт. Электрические исполнительные механизмы. Режим доступа.
http://contravt-metodichka.ru/?id=7937&template=print
6) АБС Электро. Электрические исполнительные механизмы интеллектуальные. Режим доступа.
http://www.abselectro.com/solutions/elektricheskie-mekhanizmy-i-privody/elektricheskie-ispolnitelnye-mekhanizmy-intellektualnye-/
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
