3.5. Исполнительные устройства и механизмы
Исполнительными называются устройства и механизмы, предназначенные для выполнения функций управления, защиты, блокировки и обслуживания, которые выполняются по командам, полученным от системы автоматического управления.
В САУ применяют электромеханические, электропневматические и механические исполнительные устройства и механизмы. По назначению их можно разделить: на исполнительные устройства защиты и электропривод автоматических устройств.
Исполнительные устройства защиты осуществляют воздействие на механизмы прекращения подачи топлива и (или) воздуха. К ним относятся стоп-устройства и серводвигатели регуляторов частоты вращения.
Стоп-устройство представляет собой прямоходный электромагнит постоянного тока (рис. 8). При появлении на его катушке сигнала от САУ сердечник электромагнита втягивается. При этом в рабочем стоп-устройстве (рис. 8б) сердечник электромагнита через систему рычагов перемещает рейку топливного насоса в положение нулевой подачи топлива.
Рис. 8. Стоп-устройство: а – аварийное; б – рабочее
В аварийном стоп-устройстве (рис. 8а) электромагнит освобождает мембрану воздушной заслонки, перекрывающей доступ воздуха в цилиндры двигателя. Воздушная заслонка предназначена для экстренной остановки двигателя. Ее мембрана закреплена внутри впускного коллектора на оси с рукояткой для возврата в исходное положение. На оси мембраны установлена пружина, которая при открытом положении заслонки находится в сжатом состоянии. При освобождении мембраны она под действием пружины плотно перекрывает всасывающий тракт.
Серводвигатели регуляторов частоты вращения являются основным элементом механизма дистанционного управления приводом рейки топливного насоса, обеспечивающего дистанционное или автоматическое изменение частоты вращения вала двигателя в соответствии с технологией выполняемых операций управления ЭА. Кроме серводвигателя механизм включает редуктор и блок микровыключателей. В состав редуктора входят ведущая и ведомая шестерни, выходной вал и дифференциальный механизм. При выполнении операций управления электродвигатель через редуктор воздействует на наружный рычаг регулятора частоты вращения, а также валик блока микровыключателей. В этом случае регулятор обеспечивает требуемое изменение частоты вращения вала двигателя, а блок микровыключателей в определенных положениях рейки топливного насоса производит отключение питания электродвигателя.
Привод насосов для пополнения масляных и топливных баков, вентиляторов охлаждения и вспомогательных устройств осуществляют электродвигатели постоянного тока с независимым возбуждением и асинхронные двигатели с расщепленными полюсами. Эти электродвигатели должны позволять легко регулировать частоту вращения в широком диапазоне, иметь малые габаритные размеры и массу при относительно большой механической мощности, малую инерционность, небольшой момент трения и т. д. Перечисленным требованиям в большей степени, чем другие, отвечают электродвигатели с расщепленными полюсами.
Для привода механизмов небольшой мощности часто применяют электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов. В электроприводе насосов и вентиляторов используется прямая передача вращающего момента от электродвигателя к насосу или вентилятору.
Приводы люков кузовов включают: электродвигатель, редуктор, ведущую и ведомую звездочки, приводную цепь, вал с рычагами, направляющую и ползун. При включении электродвигателя через редуктор, звездочки и приводную цепь вращение передается на вал с рычагами. Вал, поворачиваясь, поднимает рычаги, которые, скользя по направляющим, открывают или закрывают люк. Остановка производится концевыми выключателями.
Привод крышек вентиляционных и радиаторных люков должен обеспечить нормальный тепловой режим первичных двигателей ПЭС, размещенных в кузовах прицепов или автомобилей. Для этих целей кузова могут снабжаться двумя вентиляционными (боковыми) люками № 1 и 2 и радиаторным (торцовым) люком № 3.
Схема (рис. 9) управления приводом крышек люков кузова ПЭС работает следующим образом.
Открывание и закрывание вентиляционных люков № 1 и 2 производится с помощью электродвигателей М1(11) и М2(16) (рис. 9), а радиаторного люка № 3 – электродвигателем М3(21). Для привода применяются двигатели постоянного тока с независимым возбуждением. Реверсирование электродвигателей производится реле управления К1(2) … К6(7). При этом нечетные реле используются для открывания, а четные для закрывания крышек люков. Отключение электродвигателей привода в крайних положениях люков производится при помощи микровыключателей SQ1(2)…SQ6(7).
При пуске первичного двигателя ПИЭЭ после прохождения пусковых оборотов замыкаются контакты КSR1 (2) реле частоты вращения. Если присутствует оперативное напряжение и контакт реле контроля оперативного напряжения KV3 (2) замкнут, то получают питание и включаются реле К1(2), К3(3). Замыкаются контакты К1(8) и К3(13), которые подают питание на обмотки возбуждения ML1(8) и ML2(13) электродвигателей М1(11) и М2(16). Одновременно контактами К1(10) и К3(15) задается направление тока якоря электродвигателей для открывания крышек люков № 1 и 2.
Рис. 9. Схема управления приводом крышек люков кузова ПЭС
После полного открытия крышек вентиляционных люков размыкаются контакты микровыключателей SQ1(2) и SQ3(3), реле К1(2), К3(3) теряют питание и своими контактами К1(8 и 10), К3(13 и 15) отключают электродвигатели М1 и М2.
После прогрева первичного двигателя ПИЭЭ до температуры охлаждающей жидкости 45 оС замыкается контакт KSK1(6). Из системы автоматического управления через диод VD3(6) поступает питание на катушку реле К5(6). Реле включается и замкнувшимися контактами К5(18) подает питание на обмотку возбуждения ML3(18), а контактами К5(20) – на якорь М3(21) электродвигателя привода радиаторного люка. Люк № 3 открывается и размыкает контакт микровыключателя SQ5(6). Реле К5 теряет питание и, выключаясь, отключает электродвигатель М3.
Закрывание крышек всех люков при нормальной остановке ЭА происходит одновременно после охлаждения до температуры воды 75 оС, когда замыкаются контакты реле температуры KSK2(7) и реле частоты вращения КSR1(7). Если имеется команда на пуск и контакт реле пуска К8(7) замкнут, то из системы автоматического управления поступает сигнал в точку 350. Через диод VD4(7) получает питание реле К6(7) закрытия люка № 3, а через диод VD1(5) – реле К4(5) и К2(4) закрытия люков № 1 и 2. Реле включаются, и их контакты К2(9), К4(14) и К6(19), замыкаясь, подают питание на обмотки ML1(8), ML2(13) и ML3(18) электродвигателей привода люков. Контактами К2(12), К4(14) и К6(22) задается полярность напряжения питания обмоток якоря двигателей М1(11), М2(16) и М3(21), необходимая для вращения их ротора в сторону закрытия люков. Питание отключается по мере размыкания контактов выключателей SQ2(4), SQ4(5) и SQ6(7) после полного закрытия люков.
При возникновении пожара в кузове электростанции замыкаются контакты датчиков температуры SК1, SК2, SК3, SК4(26) и включается реле К9(26). Замыкание его контактов в цепях автоматического управления приводит к подаче сигнала в точку 350. Далее, как было описано выше, с помощью двигателей М1, М2 и М3 люки № 1, 2, 3 закрываются, перекрывая доступ воздуха к месту пожара.
Ручное управление крышками вентиляционных люков № 1 и № 2 производится кнопочным переключателем SА1(3,4), а крышкой радиаторного люка № 3 – переключателем SА2(6,7).
Сигнализация включенного состояния электродвигателей М1, М2 и М3 осуществляется сигнальными лампами HL1(9), HL2(14) и HL3(19).
При включении любого реле К1…К6 и замыкании их контактов К1…К6(23,24) включаются реле времени КТ1(23) и КТ2(24). Если через 90 с привод не обеспечил закрывание или открывание люков и отключение реле управления соответствующими микровыключателями, то замыкаются контакты КТ1, КТ2(25). Они включают реле К7(25) аварии привода люков и одновременно выдают сигнал аварийного состояния в схему управления (точка 360). Контакт К7(1), размыкаясь, отключает цепи привода люков.