Электродвигательные механизмы

Электродвигательные приводные механизмы применяются при дистанционном управлении аппаратами в двух основных случаях:

а) когда требуются значительные усилия для включения аппарата (например, многоамперного автоматического воздушного выключателя, высоковольтного масляного выключателя);

б) когда аппарат имеет большое число коммутационных положений (20 – 100 позиций), в которых необходима остановка механизма (например, групповые аппараты электроподвижного состава).

Для этих целей применяются небольшие однофазные коллекторные, двухфазные индукционные и электродвигатели постоянного тока.

Электродвигатель соединяется с основным валом аппарата обычно через механический редуктор, а иногда через механизм периодического перемещения (кулачковый, храповой и мальтийский крест).

Максимальный вращающийся момент электродвигателя должен быть больше приведенного к тому же валу аппарата максимального момента сил, оказывающих сопротивления движению. Расчетная скорость вращения электродвигателя должна обеспечивать полный ход аппарата.

Для остановки электродвигателя применяются электромагнитные тормоз или защелка и электрическое торможение.

2.2 Передаточные механизмы (см. рис. 3.7 – 3.10)

Функции и виды передаточных механизмов

Функции, которые выполняют передаточные механизмы в электрических аппаратах, следующие:

а) передача энергии от приводного механизма к исполнительному;

б) изменение соотношения скоростей движения ведущего звена приводного механизма и ведомого звена исполнительного механизма;

в) преобразование вида движения, например вращательного в поступательное.

Передаточные механизмы аппаратов можно разделить на следующие виды:

1. Механические с непосредственным соприкосновением звеньев: рычажно-шарнирные, кулачковые, зубчатые, червячные, винтовые, храповые и др.

2. Механические с гибкой связью: ленточные, шнуровые, ременно-зубчатые, цепные.

3. Пневматические с промежуточным звеном в виде газа.

4. Электромагнитные (см. часть 5).

5. Комбинированные из перечисленных, в том числе механизмы свободного расцепления.

Из всех видов передаточных механизмов целесообразно рассмотреть наиболее распространенные в электрических аппаратах: рычажно-шарнирные, кулачковые, свободного расцепления. Такие механизмы, как зубчатые, червячные, винтовые, с гибкими звеньями, являются достаточно известными из курса деталей машин и теории механизмов и машин.

2.3 Исполнительные механизмы (см. рис. 3.11 – 3.13)

Функции электрических аппаратов

1. Коммутация электрических цепей осуществляется механизмами коммутирующих контактов (рис. 3.11). Она может осуществляться и бесконтактными аппаратами, которые не имеют коммутирующих механизмов.

2. Изменение величин тока и падения напряжения в электрических цепях производится посредством изменения величины электрического сопротивления, включенного в эти цепи, например реостатов, автотрансформаторов:

а) скачкообразно – посредством механизма коммутирующих контактов (рис. 3.12, а);

б) плавно – посредством изменения сопротивления набора угольных шайб путем изменения силы нажатия на них (рис. 3.12, б);

в) плавно – посредством изменения сопротивления электролита в жидкостных контактах; величина сопротивления пропорциональна размерам погруженной в электролит поверхности электродов (рис. 3.12, в).

3. Осуществление перемещений под действием силы, создаваемой электромагнитом приводным механизмом аппарата:

а) во всевозможных устройствах автоматики – перемещение деталей различных механизмов;

б) в пневматических клапанах – перемещение клапанов (рис. 3.12, г).

2.4 Буферно-противоударные механизмы (см. рис. 3.14)

При включении и отключении аппаратов, имеющих подвижные части, возникает необходимость поглощения накопленной в звеньях механизма кинетической энергии с целью предотвращения ударов, сотрясений и поломок механизма. Эту функцию выполняют буферно-противоударные (амортизационные) механизмы.

Буферно-противоударный механизм должен удовлетворять следующим требованиям:

1) плавно понижать скорость движения частей аппарата от момента начала работы буфера до полной остановки механизма аппарата;

2) поглощать всю или большую часть воспринятой энергии и переводить ее в другую форму (например, в тепловую) с тем, чтобы не было обратной отдачи энергии подвижным частям аппарата;

3) не изменять величины тормозного усилия при изменении температуры окружающей среды.

Наибольшее применение в аппаратах получили: эластичные, пружинные, масляные (жидкостные) и пневматические буферные противоударные механизмы.

2.5 Механизмы, создающие выдержку времени срабатывания аппаратов (см. рис. 3.15 – 3.16)

Часто для работы схем автоматики необходимо создать выдержку времени между началом подачи сигнала на аппарат и срабатыванием его исполнительного механизма, например контактов.

В качестве приводных механизмов обычно используются электромагниты. Собственное время работы электромагнита невелико – порядка сотых и десятых долей секунды.

Для получения больших выдержек времени применяют различные замедляющие механизмы.

Наибольшее распространение имеют механизмы с масляным и воздушным демпферами, механизмы с замедлением за счет наведенных токов в диске, центробежные тормоза, часовые механизмы.