Элементы автоматических устройств
Элементы автоматических устройств

Устройства служат для сложных преобразований сигналов. Автоматическими называются устройства, которые управляют различными процессами и контролируют их без непрерывного вмешательства человека. При этом не только высвобождается труд человека, но и повышается скорость и точность выполнения операций, что значительно повышает производительность труда. Кроме того, автоматизация обеспечивает работу таких объектов, непосредственное обслуживание которых человеком невозможно из-за вредности (например, химические и ядерные энергетические установки), отдаленности (например, управление беспилотными летательными аппаратами) или быстроты протекающих процессов (например, точное поддерживание постоянства электрического напряжения).

Автоматические устройства состоят из отдельных связанных между собой и выполняющих определенные функции конструктивных элементов, которые принято называть элементами автоматики. При этом элементы автоматики представляют собой совокупность управляющих устройств (терморезистор, фотоэлемент, дроссель с подмагничиванием, электронная лампа и т.п.), источников вспомогательной энергии (источник напряжения, компрессор и т.п.) и нагрузки (входная цепь последующего элемента), осуществляющих элементарные преобразования (по роду, интенсивности или характеру изменения во времени) входного сигнала.

Объединение элементов и устройств для решения задач автоматики называются системой.

С точки зрения функциональных задач, выполняемых элементами в системе, их можно разделить так:

воспринимающие элементы, служащие для измерения действительного значения регулируемой величины (иногда их называют чувствительными);

задающие элементы, служащие для задания требуемого значения регулируемой величины, этому значению должно соответствовать ее действительное значение;

сравнивающие элементы, определяющие знак и величину рассогласования и вырабатывающие в соответствии с этим сигнал, воздействующий на процесс;

преобразующие элементы, осуществляющие необходимое преобразование сигнала и, в частности, его усиление;

исполнительные элементы, воздействующие на органы управления объектом;

корректирующие элементы, служащие для улучшения качества процесса регулирования.

Совокупность воспринимающего, задающего и сравнивающего элементов представляют собой по существу измерительный элемент.

При систематизации элементов по величине входной и выходной мощности их часто разделяют на активные и пассивные. В пассивных элементах выходной сигнал формируется полностью за счет энергии, поступающей на вход элемента. Поэтому мощность выходного сигнала всегда меньше (на величину внутренних потерь) мощности входного сигнала. Пассивные элементы с одинаковой формой энергии на входе и выходе (редуктор, трансформатор и др.) называются элементами редуцирующего типа, элементы с преобразованием энергии по форме относятся к элементам генераторного типа (термопара, вентильный фотоэлемент и др.). Активные элементы содержат дополнительный источник энергии, от которого энергия передается нагрузке. Выходная мощность в них может быть значительно выше входной, т.е. входная величина управляет выходной (возможно усиление сигнала по мощности).

По виду энергии вспомогательного источника элементы делят на электрические, механические, гидравлические, пневматические и комбинированные.

Электромеханическими устройствами называются преобразователи электрической энергии в механическую, и наоборот. В частности к электромеханическим устройствам (далее ЭМУ) относят электродвигательные устройства автоматики. Различают ЭМУ общепромышленные и ЭМУ для устройств автоматики. Различие состоит в функциональном назначении и в мощности.

К общепромышленным ЭМУ относят: 1) генераторы; 2) двигатели; 3) синхронные компенсаторы. Мощность общепромышленных ЭМУ составляет от единиц до миллионов киловатт.

К ЭМУ автоматики относят: 1) датчики различных параметров; 2) двигатели специального назначения. Мощность ЭМУ автоматики составляет от доли ватт до десятков киловатт.

В общем ЭМУ принято разделять на три большие группы:

  1. Двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую; они приводят во вращение различные машины, механизмы и устройства, применяемые в промышленности, сельском хозяйстве, связи, на транспорте, в военном деле и быту. В современных системах автоматического управления их используют в качестве исполнительных, регулирующих и программирующих органов.

  2. Генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую. Их устанавливают на электрических станциях и различных транспортных установках: автомобилях, самолетах, тепловозах, кораблях, передвижных электростанциях и др. В ряде случаев генераторы используют в качестве источников питания в установках связи, устройствах автоматики, измерительной техники и пр.

  3. Электромашинные преобразователи преобразуют переменный ток в постоянный и, наоборот, изменяют значения напряжения переменного и постоянного тока, частоту, число фаз и др. В последнее десятилетие роль электромашинных преобразователей существенно уменьшилась вследствие применения статических полупроводниковых преобразователей.

Фильтр по заголовку 
1 ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
2 НЕЙТРАЛЬНЫЕ МАГНИТЫ
3 ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ
4 ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
5 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
6 УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ
7 ГЕРКОНЫ
8 ФЕРРИДЫ
9 ТРАНСФОРМАТОРЫ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
10 УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРОВ
11 ТРАНСФОРМАТОРЫ. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
12 ИДЕАЛИЗИРОВАННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
13 НАМАГНИЧИВАЮЩИЙ ТОК
14 СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА
15 ВНЕШНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ
16 КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА
17 АВТОТРАНСФОРМАТОР
18 ПИК-ТРАНСФОРМАТОРЫ
19 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
20 МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
21 ПРОСТЕЙШИЙ МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
22 ИДЕАЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
23 КОЭФФИЦИЕНТЫ УСИЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
24 ПОСТОЯННАЯ ВРЕМЕНИ И ДОБРОТНОСТЬ МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
25 ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕАЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
26 МАГНИТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
27 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА. НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
28 УСТРОЙСТВО МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
29 РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ И ЕЕ ВИДЫ
30 ИСКРЕНИЕ ЩЕТОК НА КОЛЛЕКТОРЕ
31 ГЕНЕРАТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА. СПОСОБЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ
32 ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА
33 ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА. ПУСК
34 ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
35 ПРИНЦИПЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ
36 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
37 ДВУХПОЛЮСНЫЕ И МНОГОПОЛЮСНЫЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
38 ЯВНОПОЛЮСНЫЕ И НЕЯВНОПОЛЮСНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
39 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
40 СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ
41 ПУСК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ
42 ОДНОФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
43 СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ. НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
44 УСТРОЙСТВО СИНХРОННОЙ МАШИНЫ
45 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ
46 СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР. ВНЕШНИЕ И РЕГУЛИРОВОЧНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
47 ВЫПАДЕНИЕ ИЗ СИНХРОНИЗМА И СТАТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ
48 СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
49 РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. ВЕНТИЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
50 ШАГОВЫЕ (ИМПУЛЬСНЫЕ) ДВИГАТЕЛИ