1.2 Clasificarea sistemelor de acționare electrică.

1.2.1 Clasificarea acționărilor în general și a acționărilor electrice. 1.2.2 Părțile componente a unei acționări electrice.

Există o varietate mare de SAE, de aceea ele se clasifică după mai multe criterii. În funcție de posibilitățile de reglare a parametrilor principali de ieșire SAE se împart:

- SAE reglabilă (cu viteză și productivitate variabilă) – SAER; - SAE nereglabile (cu viteză și productivitate constantă) – SAENR;

- SAE combinate. Principial distingem două tipuri de S.A.E.: a. sisteme de acționare automatizată cu reglare continuă prin intermediul legăturii inverse principale, care

controlează (măsoară continuu) parametrul reglării. Sistemele automate cu circuit închis fac obiectul disciplinei Automatică;

b. sistemele de acționare cu comandă manuală sau după program fără legătură inversă principală. Acestea fac parte din categoria sistemelor automate cu circuit deschis.

Toate aceste sisteme, indiferent de tipul lor, de regulă, se automatizează, de aceea pot fi numite SAEA (automatizate). Ele au o automatizare proprie, la nivel local, însă pot funcționa într-un sistem complex de automatizare a unor procese tehnologice. În ultimul caz mai multe mecanisme și sisteme de acționare a lor funcționează într-o rețea de automatizare, condusă cu ajutorul unor controlere programabile sau a unor computere industriale. Indiferent de gradul de automatizare, ele prevăd, de asemenea, și un regim manual de comandă, utilizat la introducerea în exploatare sau la diferite încercări și testări.

Nu putem trata acționările electrice moderne ca ceva independent, ele fiind legate de diferitele domenii a le științelor tehnice.

Ansamblul “mașina electrică - convertoare – controler – întreruptoare - PC cu soft dedicat” formează dispozitivele de bază ale acționării. Iar (fără) mașinile electrice sunt acționate după un set de operații programat.

Traductoarele electrice, mecanice și electromecanice împreună cu rutinele de test permit efectuarea comparațiilor, asigurând în acest mod acuratețea operațiilor mașinii.

În figura 1 este prezentata structura de baza a unei acționari electrice.

Se poate remarca ca la o acționare electrică puterea de intrare furnizata motoarelor principale este astfel controlata de convertoare, încât viteza diferitelor elemente să fie constantă în limitele prestabilite de variația vitezei.

Componentele principale ale unei acționari electrice sunt : întreruptoare ; convertoare statice de putere ; motoare electrice ; dispozitive de cuplare ; ansamblul dispozitivului de control ; mașina de lucru ; traductoare ;

Întreruptoarele (ansamblul de întreruptoare) cuprind dispozitive de comutare, întrerupere, protecție, conductori…etc. Se considera un echipament având aceste subansamble legate intre ele.

Convertoarele statice de putere sunt dispozitive electronice care realizează transformarea puterii de curent alternativ in putere de curent continuu si invers, sau modificarea frecvenței. Motoarele electrice realizează conversia energiei electrice în energie mecanică. Dispozitivul de cuplare realizează conexiunea între doi arbori. Acest gen de funcție poate fi realizată numai de convertorul electric si motor.

Ansamblul dispozitivului de control are funcția de supraveghere a proceselor si succesiunea operațiilor programate. Mașinile de lucru au rolul de modificare a parților mobile pentru realizarea efectului programat.

Traductorul are rolul de citire a informației pentru asigurarea corectitudinii mișcării mașinii, îndeplinirii funcției. Proiectarea acționărilor electrice de acest gen încep prin alegerea dispozitivelor și modurilor de asamblare care sa realizeze acționarea electrică optimă pentru scopul urmărit. Considerațiile sunt de ordin tehnic, economic, fizic și ecologic.

O procedură de acest gen se poate vedea în diagrama din figura 2: (Universitatea Neapole- Italia).

Funcția care se așteaptă de la respectiva acționare este realizată de mașina de lucru, deci prima alegere este cea a mașinii. Forma în care se realizează acționarea (forța, deplasarea, precizia, etc) este dată de ciclul funcționarilor. Ele sunt practic structura logică care definește funcția.

În funcție de motoarele și convertizoarele care acționează cuplajul se face alegerea acestuia. Fiind cunoscute forțele, cuplurile, inerția și alți parametri cu care lucrează arborele, se pot stabili performantele motorului. Este posibilă stabilirea performantelor motorului.

Ținând cont de anumiți parametri cum sunt puterea nominală, modul de montare, răcire si protecție, poate fi ales motorul optim. Precizia tehnologiei de fabricație, traductoarele de semnal...etc. determina alegerea tehnicilor si strategiilor de control.

Selecția elementelor fizice ce trebuiesc detectate și comparate cer un sistem de diagnoza on-line. Cu această ipoteză este posibilă realizarea schemelor secvențiale, alegerea controlerelor, adică alegerea comutatoarelor.

Ultima etapă din proiectare este fiabilitatea și evaluarea economică (costul motorului electric, întreținerea și fiabilitatea).

Fiind terminate și satisfăcute condițiile tehnico-economice, tehnice și economice se anexează planurile acționării, acestea care se compun din desene de ansamblu și generale, tabele de întreținere, stabilirea erorilor etc.

După numărul mașinilor de lucru deservite de un motor sau după numărul de motoare ce deservesc un agregat, acționările electrice se împart în:

- sisteme de acționare electrică complexă, când un motor electric acționează cu ajutorul unuia sau mai multor organe de transmisie mai multe mașini de lucru. În prezent se întâlnesc mai rar, deoarece au randamente mecanice scăzute, (transmisia în general prin curele, cu pierderi mari de energie);

- sisteme de acționare individuală, în care motorul electric acționează o singură mașină de lucru, cuplată la arborele M.L. direct sau prin transmisii mecanice;

- sisteme de acționare multiplă, în care mașina de lucru este acționată de mai multe motoare electrice, cuplate mecanic prin cuplaj rigid, diferențial sau cu fricțiune, ori cuplate electric. Dacă între motoarele electrice nu există legături de interblocare, S.A.E. se numește independent, iar dacă mișcările motoarelor se află într-o legătură determinată, realizată mecanic sau electric, S.A.E. se numește dependent.

Se observă că în ansamblu un S.A.E. are rolul de a realiza un flux de energie de la rețeaua electrică prin E.E. (elemente de execuție), motor, transmisie, M.L. la procesul tehnologic și un flux de comenzi conform cerințelor procesului tehnologic. Deci S.A.E. cuprinde convertorul de energie electrică (dacă există), aparatura de comandă pentru comutarea curentului în circuitele motorului electric, dispozitive pentru controlul vitezei, cursei sau altor parametri ai M.L., elementele de protecție a aparaturii electrice și a M.L., acestea acționând în cele din urmă asupra dispozitivului de deconectare a motorului de la rețea.

Toate circuitele electrice ale unui S.A.E. pot fi împărțite în patru grupe: 1. Circuitul principal (de forță) străbătut de fluxul principal de energie al S.A.E.

Altfel zis, este vorba de circuitul cuprins între rețeaua de alimentare și motorul electric. În acest circuit se găsesc și releele de protecție prin intermediul cărora se controlează diferiți parametri ai motorului electric.

2. Circuitul de excitație parcurs de curentul de excitație al mașinilor electrice de c.c. sau mașinilor sincrone, precum și curentul din circuitele bobinelor electromagneților frânelor electromagnetice.

3. Circuitul de comandă prin care se realizează transmiterea comenzilor de la

dispozitivele de comandă și control (butoane, controler etc.) la aparatele (dispozitivele) de comutație și reglaj din ciucitele principal și de excitație.

4. Circuite de semnalizare care transmit operatorului sau dispozitivului de înregistrare central informații despre starea circuitelor principal, de excitație și comandă sau valorilor unor parametri importanți ai motorului electric și mecanismului de lucru.