Convertoare electromecanice proportionale

Convertoare electromecanice proportionale.

a) Generalitati.

aparatura hidraulica proportionala trebuie sa contina intre partea de comanda (de regula de natura electrica cu logica cablata sau cu logica programata - µC, µP) si elementul de executie EE hidraulic, un convertor electromecanic (fig.4.29).

acesta trebuie sa realizeze 2 functiuni de baza:

Fig.4.29. Schema de principiu a actionarii electrohidraulice

- sa transforme marimea electrica de comanda (tensiune sau curent) de la intrarea sa intr-o marime mecanica de comanda (deplasare, forta, cuplu);

- sa asigure proportionalitatea intre cele 2 marimi de comanda.

b) Electromagnetul proportional

Forta electromagnetica dezvoltata de electromagnetul proportional (EMP), rezulta din variatia inductivitatii proprii sau a unei bobine fixe asociate unui circuit magnetic variabil. se impune ca forta dezvoltata sa fie proportionala cu intensitatea curentului care parcurge bobina de excitatie.

Din punct de vedere constructiv solutia principiala este aratata prin sectiunea din fig.4.30. circuitul magnetic cu simetrie cilindrica este constituit din carcasa (jugul) exterioara 1, armatura fixa (opritorul) 2, bucsa de ghidare 3 si armatura culisanta 4, toate fabricate din material feromagnetic. fluxul magnetic prin acest circuit este generat de solenatia bobinei de excitatie 5. miscarea armaturii culisante este transmisa prin tija nemagnetica 6, care se poate deplasa in interiorul unui canal cilindric practicat in axul armaturii fixe. Intrefierul principal (axial) dintre suprafetele frontale ale celor 2 armaturi cilindrice si saiba din material nemagnetic 8 delimiteaza cursa utila a armaturii clasice. Intre bucsa de ghidare si armatura culisanta coaxiala exista intrefierul tehnologic (radial) 9, de grosime redusa.

Fig.4.30. Constructia electromagnetului proportional.

EMP se pot clasifica in:

1. EMP de deplasare, daca forta dezvoltata actioneaza direct asupra unui arc (exact ca in cazul distribuitoarelor proportionale), cursa armaturii mobile fiind relativ mare (3-5 mm). proportionalitatea intrare/iesire este echivalenta in aceasta situatie cu proportionalitatea curent/deplasare. liniaritatea acestei dependente este conditionata de liniaritatea caracteristicii de transfer a arcului;

2. EMP de forta, daca forta dezvoltata actioneaza prin intermediul unui plunjer ( sau unei supape) impotriva unui arc echivalent de mare rigiditate (similar cu constructia ventilelor pilotate de presiune sau de debit). deplasarea armaturii mobile este relativ redusa (<1.5mm).

c) motorul de cuplu (torsional).

Solutia de principiu a unui motor de cuplu este prezentata in fig.4.31. Acesta se caracterizeaza prin elemente active (magnet permanent sau bobine) fixe, asociate unui circuit feromagnetic deformabil. magnetul permanent 1 (uzual din aliaj alnico) creeaza componenta principala de flux magnetic constant, ale carui linii de camp (reprezentate prin linii-punct) se inchid, preponderent, prin circuitul feromagnetic (in forma de punte in figura) al motorului de cuplu. Prin urmare, cele 4 brate (piese polare) fixe 2 ale circuitului feromagnetic in forma de punte sunt magnetizate cu polaritatile din figura. Desi armatura mobila 3 (de pe diagonala puntii magnetice) este si ea magnetizata nu poate fi deplasata in raport cu centrul ei de oscilatie, intrucat cuplul dezvoltat prin interactiunea magnetului permanent cu circuitul feromagnetic nu poate invinge rigiditatea ridicata a resortului torsional de centrare a armaturii mobile in pozitia neutra (reprezentata cu linie intrerupta).

Fig.4.31. Motorul de cuplu electrohidraulic.

Din punct de vedere al exploatarii este de retinut proportionalitatea dintre curentul i aplicat la intrare (marimea de comanda) si deviatia unghiulara φ obtinuta la iesire: φ = k·i + k'

d) motorul de forta (motorul hidrodinamic).

Acesta are acelasi rol ca si motorul de cuplu si anume de a crea o marime de iesire (aici o deplasare liniara coaxiala cu axele celor 2 bobine) proportionala cu marimea de intrare (curentul de comanda al bobinei mobile).