SISTEME ELECTROMECANICE NOTIUNI INTRODUCTIVE STRUCTURA SISTEMELOR ELECTROMECANICE SISTEME ELECTROMECANICE TIPICE COMANDA, REGLAJUL SI CONTROLUL IN SISTEMELOR ELECTROMECANICE MONITORIZARE, TESTARE SI DIAGNOZA IN SISTEMELE ELECTROMECANICE NOTIUNI INTRODUCTIVECONVERSIA DE ENERGIEEnergie nuclearaEnergie chimicaEnergie mecanicaEnergie electricaEnergie termicaEnergie luminoasaFuziuneTurbina cu aburiElectroliza IluminareFotosintezaMotor electricEfect JouleTermo cupleGenerator electricPile, bateriiCombustieReactii chimiceCompresie, frecareEnergia electrica : forma intermediara de energie nepoluanta,usor de transportat si cu multe posibilitati de conversie.ELECTROMECANICATrateaza ansamblul problemelor asociate conversiei electro-mecanice saumecano-electriceObservatie.99% din energia electrica se realizeaza prin conversie mecano-electricaConversia electromecanica are o gama larga de aplicatii, in domenii foarte variate.Conversia electro-mecanica sau mecano-electrica: - conversie de energie - conversie de energie sisemnal Avantajele conversiei electromecanice :- randament energetic ridicat- reversibilitate- fiabilitate si durata de viata- gama extinsa de puteri din domeniul W pana in domeniul GW- posibilitatea asigurarii, pe langa conversia de energie, a unei conversii de semnal Dezavantajele conversiei electromecanice :- dependenta de o retea de alimentare2-puterea pe unitatea de volum sau de masa este mai scazuta decat anumite sisteme hidropneumatice, mecanice sau termice- sistemele electromecanice prezinta pericolul electrocutarii pentru operatorul umanSistem electromecanic : ansamblul de dispozitive care transforma energia electrica in energie mecanica si asigura controlul energiei mecanice astfel obtinute.Conform definitiei, studiul SEM va face apel la elementele de analiz a circuitelor electrice i magnetice i a conversiei electromecanice.STRUCTURA SISTEMELOR ELECTROMECANICEbloc de alimentare bloc de acionare bloc cinematic bloc de lucru - circuite de masura comanda si controlCIRCUIT DEMSUR, COMANDAI CONTROLBLOC DE ACTIONAREBLOC CINEMATICBLOC DE LUCRUBLOC DE ALIMENTAREBLOC DE UNGEREFORCOMAND I CONTROLSubsistem mecanic3Flux de energie - determin punerea n micare a elementelor blocului de lucruBLOCUL DE LUCRU : - este blocul principal, - aici se executa operatiile pentru care este construit sistemul, - aici apar solicitarile de baza, - determina puterea utila,- utilizeaza in procesul de productie energia mecanica data de sistemul de antrenare sub parametrii transferati de organul de transmisie, - dezvolta cuplurile/fortele de sarcina.CARACTERISTICI FUNDAMENTALE ALE MASINII DE LUCRU:Caracteristica mecanicareprezinta variatia in functie de viteza a cuplului static de sarcinaDiagrama de sarcina reprezinta variatia cuplului de sarcina in functie de timpCriterii de clasificare a cuplurilor de sarcinaa. In functie de sensul miscarii - Cupluri de sarcina reactive sau rezistive sunt intotdeauna de semn contrar fata de sensul miscarii (Cuplu datorat frecarii, deformrii plasticea pieselor prelucrate prin achiere, laminare) - Cupluri de sarcina potentiale isi pastreaza semnul indiferent de sensulmiscarii, putand avea un caracter oscilant fata de sensul miscarii (Cuplu datorat gravitaiei, deformrii elastice) b. In functie de variatia cu viteza, pozitia si timpul:1.- masini de lucru al caror cuplu de sarcina statica nu depinde de viteza unghiulara si de pozitieExemple :- carucioare si poduri rulante de viteza mica- masini de hartie si calandreCuplu de sarcinaCuplu de frecare cu aerulCuplu dat de masina de lucru= ++Cuplu datorat sistemului de transmisie4 M PPMsMs, P- masini unelte cu viteza de taiere proportionala cu avansul de taiere- elevatoare la care greutatea sarcinii ramane aceeasi atat la ridicare cat si la coborare 2.- masini de lucru alcaror cuplu de sarcina variaza in functie deviteza unghiulara - cuplu de sarcina ce creste liniar cu turatia, respectiv:- generator de c.c. cu excitatie independenta, debitand pe o rezistenta constanta, - calandrele pentru prelucrarea hartiei, - franele electromagnetice cu curenti turbionari) -cuplu de sarcina ce variaza dupa o parabola - pompe centrifuge, - ventilatoare,- suflante- cuplu de sarcina pentru masini de lucru la care forta de intindere si viteza materialului trebuie mentinute constante, independent de diametrul de infasurare (respectiv masini de infasurat hartie, tabla, banda)3 masini de lucru care au cuplul rezistent variabil cu drumul5( )

,_

+ NNM M M M0 0MsMsMs

,_

NNM M

,_

NNM M M k M P 3

,_

NNP Px- compresoare cu piston ;- foarfeci mecanice ;- razboaie de tesut ;- pompe de adancime pentru petrol.4 masini de lucru care au cuplul rezistent variabil cu viteza si drumul parcurs Respectiv datorita: - rezistentei aerului;- fortelor de frecare la rulare;- modificarii fortei de tractiune din cauza pantei sau limitarii de viteza ;- micsorarii greutatii cablului.Exemple:- Vehicule electrice- Instalatii de extractie miniera fara echilibrarea funiei5 masini de lucru care au cuplul rezistent variabil in timp- laminoare ;- defibratorul din industria hartiei ;- concasoare de piatra;- escavatoare.BLOCUL CINEMATIC Reprezinta totalitatea mecanismelor si lanurilor cinematice care asigur transmiterea, transformarea saureglarea micrilor principale i secundare impuse blocului de lucru, precum i valoarea mrimilor caracteristice SCHEMA CINEMATICAElemente componente:- mecanice;- pneumatice;- hidraulice;- electrice;- mixte.Clasificare lanturi cinematice: 1.Lanturi cinematice principale: - pentru miscari de rotatie - pentru miscari rectilinii 2.Lanturi cinematice secundare: - pentru miscari continue - pentru miscari intermitenteExemplu de lant cinematic simplu Acesta realizeaza o transmitere si o transformare a unei marimi fizice date.6Raportul de transfer este dat de relatia:Unde:ye-marime de iesireyi-marime de intrareExemplu de lant cinematic complexRaportul de transfer este dat de relatia:Raportul de transfer poate fi:- dimensional (transmisii urub-piuli) - constant (transmisii prin curele sau roti dintate- reglabil:a. - cu reglarea marimii de iesireraportul de variaie este dat de relatia: cmpul de variaie este dat de relatia:b. - cu reglarea marimii de iesire si de intrarecapacitatea de reglare a lanului este data de relatia:MyiyeM1M2Mkyi1yi2yikye1ye2yek7ieyyi kkiektotaliyyi1 1minmaxeeyyyRe min max e e ey y y yiyeRLRRC Asocierea lanturilor cinematice la realizarea a doua sau mai multor miscari concomitente Ca exemplu concludent putem lua miscarile la un pod rulant:- Ridicare coborare carlig- Deplasare carucior dreapta stanga, transversal- Deplasare pod inainte inapoi, longitudinalConditii de respectat:- Functionala (vitezele miscarilor correlate)- Tehnologica (calitatea operatiilor de ridicare si transport)- Economica (cat mai putine mecanisme folosite)Legarea lanturilor cinematice:1.Serie: legarea lanturilor componente se face prin intermediul unui mecanism de comutare, care poate fi cuplaj sau ambreiaj2. Paralela Conditionata legare in care lanturile sunt actionate de acelasi mecanism de actionare.Neconditionata legare in care lanturile sunt actionate de mecanisme de actionare diferite. yi1M1M2yi2ye1i1i2ye2icMacti1ye2M1yiye1i2M283. Mixta: acest tip de legare urmareste obtinerea unei singure marimi de iesire sau a mai multora.Sumatoarele pot fi cu:- Mecanisme diferentiale- Mecanisme cu clichet- Mecanisme cu cuplaj- Mecanisme hidrauliceMECANISME DE TRANSMISIERolul mecanismelor de transmisie:- transmit si adapteaza miscarea la necesitatile blocului de lucru- trebuie sa asigure transmiterea energiei mecanice cu randament cat mai mare si cu adaptarea vitezei sistemului de antrenare la viteza masinii de lucruMactye1i2ye2MactM1yi1M2yi2I1M1Mactyi1ye1i1i2ye2M2Mactyi2isumator9Parametri principali ai mecanismelor de transmisie:- Puterea de transmisie- Raportul de transmisieicare reprezinta raportul dintre turatia de intrare si turatia de iesire- Turatia maximamax- Randamentul Tcare reprezinta raportul dintre puterea de iesire si puterea de intrare in sensul transmiteriimiscariiMECANISME FOLOSITE LA ALCTUIREA LANURILOR CINEMATICEClasificare:- Simple- De reglaj aturatiei- Pentru transmiterea intermitenta miscarii- De inversare a sensului de rotatie- Pentru transformarea miscariiCUPLAJE DIRECTE - reprezinta cea mai simpla si mai ieftina solutie de cuplare- se pot folosi numai in cazul cand vitezele de rotatie ale motorului si masinii de lucru sunt egaleTipuri de cuplaje directe:- cuplaj rigid, folosit intre doi arbori cu lagare de alunecare, daca piesele in miscare sunt echilibrate static si dinamic;- cuplaj flexibil, care poate compensa anumite erori unghiulare ale arborilor unul fata de celalalt, cat si mici erori laterale sau de inaltime (este folosit intre doi arbori unul cu lagare cu rulmenti si altul cu lagare cu alunecare).Angrenaje cu roti dintate Acestea sunt mecanisme simple si rigide.Angrenaje de tip planetar10n NNi i i 00Sisteme de transmisie prin curele sau lanturi Sunt mecanisme simple si elastice.Acestea pot fi utilizate ca :- sisteme de actionare liniare- sisteme de transmisie cu modificarea vitezeiMecanismsurub-piulita Acest tip este un mecanism rigid si cu modificarea tipului miscarii.v1211DvdDn Mecanism roata melcata-surub cu bileAcest tip este un mecanism rigid si cu modificarea tipului miscarii.Legea de miscare este data de relatia:Unde:- viteza de rotatiev viteza liniaraL pasul surubuluiAvantajele acestui mecanism: - micri de translaie de precizie ridicat, msurabile cu exactitate,- raport de transfer cu valori n limite largi, - lipsa zgomotului n funcionare urubLagr liniarPiuli pv12Lv - o rigiditate i un randament foarte bune, ceea ce permite adaptarea lor la motoare electrice de curent continuu, motoare pas cu pas si la motoare hidraulice rotative. Mecanism pinion-cremalier Acest tip de mecanism este rigid si cu modificarea tipului miscarii.Mecanism cu culis oscilant Este un tip de mecanism rigid, cu modificarea tipului miscarii si autoinversare a sensului miscariiMecanism biel-manivel Este un tip de mecanism rigid si cu modificarea tipului miscarii.PinionCremalierCulisnABManivel13CUPLAJE ELECTROMAGNETICE Acestea permit modelarea fluxului de energie mecanica de la motorul electric spre masina de lucru prin semnale electrice de comanda de putere redusa.Cuplaje electromagnetice cu frictiuneSOLUTII CONSTRUCTIVE pentru partea de cuplare mecanica:- prin forta de frecare intre doua sau mai multe suprafete, supuse la o forta axiala;- prin forte tangentiale, rezultate din descompunerea unei forte pe planuri inclinate (cuplaje cu dinti).Avantaje :nManivelBiel1234567891 corp de forma inelara 2 bobina de excitatie3 inele de alimentare a bobinei 4 arborele condus 5 suprafata de frecare (forma de disc) 6 arborele conductor 7 bucsa dintata 8 armatura 9 resort14- asigura protectia motorului electric la cupluri de sarcina periculos de mari, prin alunecarea partii conduse fata de cea conductoare ;- permite realizarea unor acceleratii mari de pornire ;- permite comanda de la distanta si automatizarea.Dezavantaje :- suprafetele de frecare trebuie curatate, pentru a impiedica scaderea coeficientului de frecare ;- datorita uzurii discurilor este necesara reglarea periodica a distantei dintre cele doua semicuple si dupa un timp inlocuirea discurilor de frecare ;- reglarea vitezei arborelui condus se poate realiza numai prin impulsuri, ceea ce implica uzura suplimentara a discurilor de frecare.Cuplaj electromagnetic cu pulbere Acest tip de cuplaj electromagnetic realizeaza legatura dintre arborele conducator si condus prin intermediul unei suspensii de material feromagnetic in ulei- fier carbonil sau fier pulverizat- aliaj pulverizat de otel cu nichel sau crom amestecat cu oxid de magneziu, sticla fin dispersata, etc.Avantaje :-timp de actionare mai mic si datorita inertiei mai scazute a semicuplei conduse ;-uzura mai mica, in regim de alunecare ;-randament mai ridicat.Dezavantaje :173264581 arbore conductor 2 bobina de excitaie;3 semicupla conductoare4 semicupla condus5 - arbore condus6 ntrefier7 inele de alimentare8 lagr15- constructie relativ complicata, datorita etanseitatii superioare ;- la viteze mari, sub actiunea fortei centrifuge, apare o functionare nestabila sau griparea ;- caracteristicile mecanice sunt determinate de imbatranirea amestecului, fenomen care impune si reimprospatarea amestecului la fiecare 1500 ore de functionareCuplaje electromagnetice cu alunecare de tip:- asincron, daca exista o infasurare in colivie pe semicupla conductoare ;- sincron, daca pe suprafata dinspre intrefier semicupla conducatoare este prevazuta cu dinti ;- cu curenti turbionari, daca semicupla conducatoare se executa din otel masiv . Avantaje :- nu au piese supuse uzurii ;- nu necesita intretinere ;- permit modificarea turatiei ;- protejeaza mult mai bine motorul electric.Dezavantaje :- dimensiuni de gabarit si greutate mai mari ;- inertie mai mare ;- caracteristicile sunt influentate de incalzire.123456161 semicupla conductoare 2 semicupla condus3 nfurarea de excitaie alimentat n c.c. 4 - inele de contact5 - arbore conductor BLOCUL DE ACTIONAREAcesta are rolul de a asigura puterea necesar dezvoltrii micrilor principale, secundare i auxiliare. Sistemele de acionare folosite sunt:- electrice, - pneumatice, - hidraulice, - mixte (de cele mai multe ori).Structura unui bloc de actionareSISTEME DE ACIONARE PNEUMATICE I HIDRAULICE(HIDROPNEUMATICE) Avantaje:- unul din cele mai economice i comode mijloace de acionare- o surs ieftin de acionare.Domenii de aplicabilitate:- masini-unelte, - manipulatoare, - roboi secveniali, - vehicule, - etc.Componentele unui system hidraulic:- elemente auxiliare (acumulatoare, filtre, rezervoare)- pompa- echipamente de distributie si reglare- actuatorElementele auxiliare:- Rezervor Pastreaza fluidul si alimenteaza pompele Realizeaza transferul de caldura Permite eliminarea aerului din fluid Retine impuritatile - Acumulator Sursa de alimentareCircuit de fortaConvertor17A Inmagazineaza energia hidraulica Amortizeaza pulsatiile- Filtre Are capacitatea de a retine particule de ordinul micronilor Este important din punct de vedere al andurantei si sigurantei in functionare Se utilizeaza site metalice, elemente textile, magnetice, ceramice poroase Se instaleaza in conducta de presiune sau de intoarcere.Generatoare de energie hidrostatica (pompe volumice)Rolul acestora este sa furnizeze actuatorului energia necesara pentru ca acesta sa efectueze lucrul mecanic. Cu debit constant Cu debit variabilTipuri de generatoare:Cu roti dintate18Mp, pQp,pMp, pQp,pCu pistonase axialeCu pistonase radialeActuatoare (elemente de executie)Acestea preiau energia hidrostatica a elementului generator (presiune x debit) si o transforma in energie mecanica de rotatie (cuplu x viteza unghiulara).Clasificare:- Motoare hidraulice/pneumaticerotativeoscilanteliniare- Cilindri hidraulici/pneumaticiCu simpla actiuneCu dubla actiuneConstructiv actuatoarele seamana cu pompele, dar pe baza unui debit si a unei presiuni ele dezvolta un cuplu la o anumita viteza. Cu capacitate constantaCu capacitate variabila19Mp, pQp,pMp, pQp,pTipuri de motoare:Cu roti dintate exterioarePresiuni de lucru: 63-160 barTuratii:Min: 400-500 rot/minMax: 3000-4000 rot/min Cu roti dintate interioarePresiuni de lucru: 100-160 barTuratii:Min: 6-10 rot/minMax: 500-800 rot/min Tip gerotor Constructiv este formata din 2 roti dintate, una in interiorul celeilalte iar cea interioara are un dinte mai putin.Ambele roti se rotesc iar arborele de iesire este cuplat la roata interioara.

Tip orbital Constructiv este formata din 2 roti dintate, una in interiorul celeilalte iar cea exterioara este fixa si are un dinte sau mai multi in plus.Cea interioara se misca iar arborele de iesire este cuplat la cea interioara.Cu pistoane axiale20Presiuni de lucru: 200-300 barTuratii:Min: 200-300 rot/minMax: 2000-2500 rot/min Cu pistoane radialePresiuni de lucru: 300-400 barTuratii:Min: 30-50 rot/minMax: 1000-1500 rot/min Precizare: Motoarele cu pistoane necesita un organ de distributie pentru conectarea alternativa a camerelor variabile la orificiile de admisie-evacuare.Tipuri de motoare liniare (cilindri hidraulici/pneumatici)Acestea preiau energia hidrostatica a elementului generator (presiune x debit) si o transforma in energie mecanica de translatie (forta x viteza).Motor hidraulic bicilindru diferential cu piston mobil, cu actiune dubla21Cilindru cu dubla actiuneCilindru cu simpla actiuneCilindru propriu-zisPiston TijaArc de revenireMotor hidraulic bicilindru diferential cu piston mobil, telescopicMotor hidraulic bicilindru diferential cu piston fix, cu actiune dublaEchipamente de distributie si reglare Acestea au in componenta:- Aparataj directional sau de distributie- Aparataj de reglaj si control al vitezelor- Aparataj de reglaj si control al presiunilor Elemente hidraulice/pneumatice directionale (distribuitoare)Functii indeplinite:- Dirijeaza fluidul de lucru de la sursa de presiune spre organul activ de lucru sau spre alte elemente ale sistemului.- Asigura evacuarea acestuia, dupa incheierea functiei programate.- Permit reversarea sensului miscarii motoarelor hidraulice.Constructiv este format din:-partea mobila-partea fixa-partea de comanda care poate fi: Manuala Mecanica Electrica Hidraulica Pneumatica Electrohidraulica22Parte mobilaLa/spre rezervorLegaturile cu camerele de lucru ale sistemului la care este conectatParte fixaPTABDe la sursa de presiune/circuitul activ Pozitia 1Pozitia 2Pozitia 3

Simbolizare23A P B A P BT T T TA A P P B BElemente hidraulice/pneumatice pentru controlul si reglarea presiunii (supape)Rolul acestora:- Limiteaza valoarea maxim admisa a presiunii generale in sistem;- Mentin constanta presiune in sistem, permitand curgerea la rezervor a debitului in exces;- Asigura o succesiune dinainte stabilita a intrarii in functiune a elementelor de executie;- Diferentiaza presiunile de lucru ale diferitilor consumatori;- Regleaza forta/momentul exercitat de actuator independent de debitul pe care acesta il consuma.24Simbolul de baza pentru o pozitieAdaugarea orificiilorcorectP TA B A BTPgresitFluxurile de curgere pentru fiecare pozitieComandaCu arc de reveniremanualaSimbolul finalConstructiv sunt compuse din:- Parte mobila- Parte fixa- Comanda Dupa starea normala a elementului de etansare avem:- Supape normal inchise, care in pozitia initiala nu permit trecerea agentului de lucru prin tronsonul de conducta pe care sunt montate;- Supape normal deschise, care in pozitia initiala permit trecerea lichidului de lucru prin tronsonul de conducta pe care sunt montate.Dupa tipul comenzii:- Supape cu comanda directa, la care semnalul de comanda se aplica direct sertarului mobil al supapei; comanda poate fi culeasa din circuitul supravegheat (interna), sau dintr-un circuit exterior celui pe care este montata supapa (externa);- Supape cu comanda indirecta (pilotate).25Parte mobilaParte fixaResort de reglaj Parte mobilaParte fixaPOrificiu de alimentareTOrificiu de racordP TNormal inchisa, cu drenaj internPTNorma deschisa, cu drenaj externSupape de siguranta Rolul lor este ca in cazul inversarilor de sens sau la cresteri accidentale de sarcina peste limitele admise se deschid pentru a atenua varfurile de presiune.Supape de descarcare Sunt utilizate pentru mentinerea presiunii la o valoare constanta, prin deversarea in rezervor a debitului in exces.26Normal inchisa, cu comanda internaP TP TNormal deschisa, cu comanda externaP TP TSupapa pilotata normal inchisa cu comanda internaSupapa cu comanda directaSupapa pilotataSupape cu comanda directaSupape de succesiuneAcesteaasigura o anumita ordine de intrare in functiune a doua sau mai multe actuatoare alimentate de la acelasi circuit, parametrul de comanda fiind presiunea din actuatorul actionat la inceputul ciclului.Supape de deconectare Acestea asigura descarcarea pompei direct in rezervor, in aplicatiile care actioneaza un element de executie cu ciclu tehnologic in mai multe trepte de viteza.27Supapa pilotataSupape cu comanda directaExemplu de circuit cu supapa de deconectare/conectareSupape de sensAceste supape au rolul de a stabili anumite sensuri de curgere preferentiale in circuitele actionarilor. Se folosesc la compensarea pierderilor de lichid in actionarile hidraulice care lucreaza in circuit inchisVariantele deblocabile permit curgerea bidirectionala a lichidului hidraulic pe portiunea de conducta pe care sunt montate.28Supapa pilotataAT ARRREED4/2S2S1P1P2S3Exemplu de circuit cu supapa de sens deblocabilaElemente hidraulice/pneumatice pentru controlul si reglarea vitezei (drosele)Din aceasta categorie fac parte:- Rezistentele variabile (drosele)- Regulatoare de debitAceste componente permit controlul permanent al debitului care intra sau iese din actuator.Modul de reglare a debitului este diferit in functie de caracteristicile sursei de alimentare, caracteristicile motorului si de solutia aleasa.Rezistente variabile (drosele) Acestea permit reglarea rezistiva a vitezei prin reglarea debitului (acest tip de reglare se utilizeaza pentru puteri mici, de maximum 7 kW).29BAMs dD4/3PDrosel bidirectionalDrosel de caleRegulatoare de debit Sunt elemente ale ale actionarilor hidraulice prin care se mentine constanta viteza elementului de executie chiar daca sarcina exterioara se modifica.Din punct de vedere constructive avem:- Regulatoare de debit cu doua cai- Regulatoare de debit cu trei caiAcestea au in structura lor elemente de control si reglaj al presiunii, supape de presiune si elemente de reglare a debitului.Rolul regulatoarelor de debit este mentinerea constanta a caderii de presiune pe droselul incorporat, pentru o deschidere fixa a acestuia, indiferent de variatia sarcinii exterioare la elementul de executie.Regulatoare de debit cu doua caiLa acestea mentinerea constanta a caderii de presiune pe drosel se realizeaza prin elemente de natura constructive respectiv:- resortul de reglaj, - sectiunea activa de lucru a sertarului.30vFsQdrQpQsDrP2P3SdPDrosel montat pe intrarevFsQdrQpQsDrP2SdPP3QmDrosel montat pe iesirePoate fi montat atat la intrarea, cat si la iesireaelementului deexecutie, sauinparalel cuacesta, preferandu-setotusi montarea pe returul actuatorului, pentru o stabilitate sporita a actionarii. Exemplificarea modului de montareRegulatoare de debit cu trei caiLa acestea mentinerea constanta a caderii de presiune in circuit se realizeaza prin deversarea surplusului de debit prin supapa, sistemul hidraulic lucrand la presiune variabila, in functie de sarcina exterioara a elementului de executieSchema de principiu SimbolizareAmplasarea se face numai pe conducta de admisie in motorul hidraulic, fara a mai fi nevoie 31Schema de principiuFsp1p2p3QdrSimbolizareSDvFsQpPp1p2p3vFsQpDrp1p2de supapa de deversare, eventual cu prezenta unei supape de presiune normal inchisa, cu rol de protectie a circuitului. Exemplificarea modului de montare

SIMBOLURI UTILIZATE IN SISTEMELE HIDROPNEUMATICEACTUATOARE LINIAREACTUATOARE ROTATIVE32PictorialModul de actiune al fortelorSimbolSIMPLA ACTIUNEFortaDUBLA ACTIUNE cu forte egale de o parte si de cealaltaDUBLA ACTIUNE cu forte diferite de o parte si de cealaltaCU CAPACITATE CONSTANTACU CAPACITATE VARIABILAOSCILANTCONDUCTE SI TUBURI33Linie de lucruLinie de comandaLinie de drenajConexiuneLegatura flexibilaIntersectieTraversareSens de curgereLa rezervor:Peste nivelul fluiduluiSub nivelul fluiduluiLinie la iesire multiplaLinie infundataStatie de testareStatie de testareIngustare fixaIngustare variabilaLinie la filtru34Supapa cu scaun conic (de presiune)Supapa cu diafragmaSupapa cu bila Supapa flutureElementul de executieRezervor cu filtruPompa actionata cu un motor electricSupapa de descarcareDistribuitorSurs de alimentareCIRCUIT DE FORCONVERTOR ELECTROMECANICElement de execuie/masina de lucruSISTEME DE ACIONARE ELECTRICE Din punct de vedere al performanelor, sistemele de acionare electric sunt mult superioare celor hidraulice i pneumatice i ocup la momentul actual mai mult de 70% din sistemele de acionare utilizate pe plan mondial .CONVERTORUL ELECTROMECANICConversie electromecanica de natura electromagnetica- interactiunea intre campurile magnetice generate de doi curenti ce parcurg bobinaje situate pe armaturi diferite- fluxul campului magnetic generat de un curent ce parcurge un bobinaj, flux ce se inchide pe un circuit magnetic cu reluctanta variabila- interactiunea intre campul magnetic generat de un magnet permanent si cel creat de un curent sau un circuit feromagneticConversia electromecanica de natura electrostaticaBILANTUL ENERGETIC PENTRU UN CONVERTOR ELECTROMECANIC35ENERGIE INTERMEDIARA dWIntENERGIE ELECTRICA dWelENERGIE TERMICA dWtermENERGIE MECANICA dWmecin t t er m m e c e ld W d W d W d W + + Unde: 36dt i u dWkjj j el 1nmm m mecdx F dW1'tice electrosta sistemenetice electromag sistemedt,Rudt, i RdWk1 jj2jk1 j2j jterm kjnmm j j magmdx F i d dW1 1jjmagiW mmmagFxW k1 jn1 mm j j esmdx F dQ u dWjjesuQWmmesFxW COENERGIA MAGNETICA:TEOREMELE FORTELOR GENERALIZATESISTEM ELECTROMAGNETICSISTEM ELECTROSTATIC37iWmagWmag + k1 jn1 mm j j magmdx F di dW'mmmagFxWjjmagiW cst immagcstmmagmj jdxdW'dxdWF cst umescst Qmesmj jdxdW'dxdWF FORMA LOCALADE ENERGIE si CONVERTOARE ELECTROMECANICEAcestea pot fi:- Convertoare de energie - Convertoare de semnal - Convertoare de energie si semnalEcuatia generala este:Unde:Fm forta/cuplul dezvoltat de convertorul electromecanicFmutcomponentamutuala, careaparecaurmareainteractiunii intredoi curenti sau intre un curent si un magnet permanent ;Fr componenta reluctanta, care apare ca urmare a prezentei unui curent ce parcurge o bobina situata intr-un circuit magnetic variabil in timp ;Fmag componenta datorata prezentei unui magnet permanent intr-un circuit magnetic.MASINILE ELECTRICE pot fi:- Masini electrice cu perii - Masini electrice de curent continuu cu perii- Masini electrice de curent alternativ cu perii- Masini electrice fara perii- Masini electrice de curent continuu fara perii- Masini electrice de curent alternativ fara periiRETEAUA DE ALIMENTARE poate fi:- De curent continuu- De curent alternativSisteme de actionare cu masini electrice de curent continuu cu sistem perie-colectorMotor de curent continuu topologie clasica38mag magw BH21w' es esw ED21w' mag r mut mF F F F + + Diagrama turatie cuplu functie de tipul de excitatie39Stator CarcasaColectorPeriiRulmentiArboreMiez rotoricInfasurare statorica (de excitatie)Pol statoricColectorPerieCu excitatie separata Cu excitatie derivatieCu excitatie serieCu excitatie mixtaserieseparataTuratieCupluMotor de c.c. cu excitatie separata- face parte din categoria caracteristicilor mecanice rigide- acest tip de motor este utilizat in actionari electrice reglabile- reglarea vitezei si functionarea in regim de franare electrica nu pun problemeMotorul de c.c. cu excitatie serie- Face parte din categoria caracteristicilor mecanice moi- Deaceeaacest tipdemotoresteutilizat intractiuneaelectricasi in instalatiile de ridicat- Pune probleme in regim de franare, recuperativa, dinamica sau prin contraconectareSERVOMOTOARE DE C.C.- Excitatie sub forma de magneti permanenti- Rotorul are inertie redusa prin scoaterea elementului conductor de curent din crestatura si plasarea lui in intrefierClasificare:- Cu circuite imprimate- Cu rotor disc- Cu rotor cilindric- Cu circuit rotoric obinut prin rigidizareaconductoarelor cu rini epoxidice Servomotoarele de c.c. cu circuite imprimateModul de inchidere a liniilor de camp in masinile de c.c cu magneti permanenti si sistem perii-colector40( )MKRKUeae2 MCaracteristica mecanica a motorului de c.c. cu excitatie separataMCaracteristica mecanica a motorului de c.c. cu excitatie serie( )+ eE aKI R R U Motoare cu flux radial Motoare cu flux axialServomotoarele de c.c. cu circuite imprimate cu rotor discRotorul are forma unui disc pe care se afla imprimata infasurarea dupa tehnica realizarii cablajelor.Avantaje:- Este un motor cu flux axial, cu un design foarte compact- Prin utilizarea unor magneti din pamanturi rare, dimensiunile motorului sunt reduse- Au o inertie redusa, ceea ce duce la un raport cuplu/inertie foarte bun si cu atingerea rapida a vitezei de regim;- Cu un numar mare de perii si segmente pe colector se obtine un cuplu neted;- Inductanta redusa a masinii permite o viata lunga a periilor si functionarea la viteza mare.Servomotoarele de c.c. cu circuit rotoric obinut prin rigidizareaconductoarelor cu rini epoxidice - Constructie inversata, cu rotorul la exterior si statorul(realizat din material magnetic) la interior;- Infasurarea rotorica este realizata din conductoare rigidizate cu rasina, fara miez feromagnetic, usor inclinate pentru reducerea riplurilor de cuplu si cuplate la colector.- Periile sunt realizate din metal pretios asigurand astfel o rezistenta de contact redusa; 41Datorita inductantei rotorice reduse, utilizarea acestui tip de motor se va limita la sisteme de actionari liniare sau cu frecvente de comutatie foarte mari pentru a reduce riplurile de curent la minim.Servomotoarele de c.c. Avantaje:- Putere specifica relativ mare datorita utilizarii rationale a materialelor active;- Caracteristici mecanica sunt riguros liniare din cauza inexistentei saturatiei magnetice, a efectelor curentilor turbionari sau a histerezei;- Constanta de timp electrica neglijabila din cauza inductivitatii extrem de reduse a indusului, iar cea mecanica este foarte mica din cauza greutatii mici a rotorului;- Poseda camp magnetic de excitatie propriu, produs de magneti permanenti;- Gama de viteze foarte larga, in ambele sensuri (1-6000 rot/min).- Utilizarea periilor din metal pretios determina frecari reduse si un cuplu de pornire redus; datorita calitatii contactului perie-comutator emisiile perturbative sunt minime;- Suporta bine suprasarcini din cauza densitatii admisibile a curentului in indus (45 A/mm2 in regim de lunga durata si de 100 A/mm2 in regim de scurta durata) precum si din cauza aerisirii mai bune a rotorului.MOTOARE DE CUPLUSunt motoare de c.c. cu diametru mare, asa numitele motoare de c.c. cu magneti permanenti de cuplu.Acestea sunt motoare de cuplu mare si viteza redusa, pentru aplicatii ce necesita o miscare de precizie la viteze reduse (cum sunt sistemele de actionare a telescoapelor).Numarul de segmente ale colectorului si numarul de perechi de perii este mult mare decat la un motor obisnuit pentru a asigura ripluri cat mai reduse ale cuplului.In mod frecvent se construiesc in varianta fara carcasa, direct pe sistemul mecanic, ceea ce presupune o mare atentie la asamblare pentru a reduce excentricitatile si a pastra un intrefier constant.Controlul vitezei la masinile de curent continuuControlul turatiei masinii de tractiune de curent continuu se realizeaza prin:- Functionarea la flux slabit- Modificarea rezistentei rotorice- Controlul tensiunii de alimentare- Redresor necomandat alimentat prin autotransformator- Redresor comandat cu tiristoare- Variator de tensiune continua cu tiristoareMasurarea turatiei42Cu masurarea directa a vitezei prin tahogeneratorCu determinarea indirecta a vitezei prin calculul tensiunii electromotoare induseControlul de cuplu la masinile de curent continuu prin controlul curentului in circuitul rotoric conform relatiei T=kI.Sistemelor de actionare de curent continuu sunt utilizate la:- Masini de bobinat sau de intins- Masini de extrudat- Masini de extragere a minereului- Macarale si poduri rulante43Tipuri de sarcini actionate cu sisteme de actionare de curent continuuMacarale, benzi transportoare, rabotezeMasini de bobinat, masini unelte aschietoare, strunguri rotativeCalandre, frane pe baza de curenti turbionariPompe,centrifugiMASINI ASINCRONE44T, PvT, PvT, PvT, PvCarcasaInfasurare statoricaRulmentiArboreRotorCabluri de alimentare in cutia de borneVentilatorAvantajele utilizarii masinilor asincrone:- La puteri egale, au dimensiuni, greutate si cost mai redus decat masinile de c.c. cu colector;- La acelasi gabarit, dezvolta putere si turatie mai mari;- Intretinerea este mult mai usoara;- Fiabilitatea este mai mare.Toate acestea permit obtinerea unor performante superioare masinilor de c.c.Caracteristica mecanica a masinii de inductie Ecuatia acesteia este:Observatii:- Alunecarea nominala corespunzatoare cuplului nominal este cuprinsa in mod uzual intre 1% si 6% (valorile mai mari pentru motoare de puteri mici).45( )22 122121 211'''2X XsRRUsRfp mM+ + ,_

+Generator Motor FranaMkskMp1- Alunecarea critica ia valori in jur de 20%.- In regim de motor, functionarea stabila este asigurata numai pe portiunea caracteristicii pentru care 0