Dispositivos de comando y dispositivos de control de lazo programables

La naturaleza cíclica de los procesos de producción de muchos mecanismos condujo a la aparición de una clase especial de dispositivos de control que aseguran la ejecución del programa de trabajo de los dispositivos ejecutivos en una secuencia determinada. Dichos dispositivos se denominan dispositivos de comando o controladores de comando.

El comandante es un dispositivo mecánico que actúa periódicamente sobre elementos eléctricamente sensibles que generan señales de control. La parte principal de dicho dispositivo es un eje o tambor que recibe movimiento del mecanismo de una máquina herramienta o un motor eléctrico. En el primer caso, el control se lleva a cabo en función de mover los cuerpos de la máquina herramienta, y en el segundo, en función del tiempo.

Un ejemplo es un controlador de leva ajustable, serie KA21, cuyo diagrama esquemático se muestra en la fig. 1. Los microinterruptores 5 se utilizan como elementos de conmutación en el controlador, fijados en el riel aislante 2 con dos tornillos: 3 y 6.El tornillo 3 es un tornillo de ajuste, se puede usar para cambiar la posición del microinterruptor en relación con el empujador de rodillos 4.

Arroz. 1. Controlador ajustable de la serie KA21.

Arroz. 2. Controlador de levas de la serie KA4000.

El eje 7 con levas 1, que son discos con dos sectores móviles, sirve como elemento de distribución del controlador. Al cambiar la posición relativa de los sectores y girar la leva con respecto al eje, es posible cambiar la duración de la posición de encendido del microinterruptor y el momento de operación.

El comandante se coloca en una carcasa sellada y, en algunos casos, está equipado con una caja de cambios que cambia la duración del ciclo de control. En el eje del controlador se montan de 3 a 12 levas y el número correspondiente de microinterruptores.

Dispositivos de control de la serie KL21 diseñados para conmutar CA 380 V, 4 A y CC 220 V, 2,5 A. La vida útil de conmutación es de 1,6 millones de ciclos, la resistencia mecánica alcanza los 10 millones de ciclos.

Para la conmutación de software de circuitos de alta potencia, use dispositivos de comando de la serie KA4000 con desconexión instantánea de contactos, cuya construcción se muestra en la fig. 2. El eje 1 del controlador tiene una sección transversal cuadrada, lo que le permite fijar las arandelas de control 2, que consisten en dos mitades. Las arandelas están provistas de orificios para fijar las levas 3 y 14, que van montadas a ambos lados de la arandela. La carcasa de la leva tiene una ranura alargada que le permite deslizarse con respecto al orificio de montaje. El eje con poleas y levas forma un tambor de árbol de levas, que determina el programa del dispositivo de comando.

El sistema de contacto del controlador tipo puente consta de contactos fijos 5 montados en un bus aislante 4 y una parte de contacto móvil 6 conectada a la palanca 7. Cuando el tambor gira, la leva de conmutación 14 fluye sobre el rodillo de contacto 11 y gira el palanca 7, cerrando el sistema de contacto y presionando el resorte de retorno 10. Al mismo tiempo, el bloqueo 13 de la palanca de tope 9 bajo la acción del resorte 12 supera la protuberancia de la palanca 7, fijando el sistema de contacto en la posición cerrada después de que la leva 14 gire y deje de hacer contacto con el rodillo 11.

El sistema de contacto es apagado por la segunda leva 3, que se mueve sobre el rodillo 8, gira la palanca de desconexión 9 y suelta la palanca 7, que, bajo la acción del resorte de retorno 10, abre inmediatamente los contactos del controlador. Esto permite la conmutación de los circuitos de alimentación mientras el tambor gira lentamente.

Para ciclos de trabajo más complejos, se pueden instalar hasta tres levas de entrada y tres de salida en una polea. Los dispositivos de comando de esta serie tienen un engranaje helicoidal o helicoidal incorporado con una relación de transmisión de 1: 1 a 1:36; a veces están equipados con un accionamiento eléctrico. La cantidad de circuitos incluidos es de 2 a 6. Con una mayor cantidad de circuitos, se instalan dos tambores en el controlador. La velocidad máxima de rotación del tambor es de hasta 60 rpm Resistencia eléctrica del comandante 0,2 millones de ciclos, resistencia mecánica 0,25 millones de ciclos.

Como dispositivo de comando, a menudo usan un buscador de pasos, cuyo dispositivo se muestra en la fig. 3. El sistema de contacto del buscador escalonado es un conjunto de contactos fijos (laminillas) 1 ubicados en un círculo. Un cepillo móvil 2 se desliza a lo largo de las láminas, que están fijas a lo largo del eje 3.El cepillo está conectado al circuito externo por medio de un conductor de corriente móvil 10. El movimiento gradual del cepillo se realiza mediante un mecanismo de trinquete que consta de una rueda de trinquete 5, un diente de trabajo 6 y un diente de bloqueo 9. El mecanismo de trinquete tiene un accionamiento electromagnético 7. Cuando se aplica un control de pulso a la bobina del electroimán, la armadura es atraída hacia el núcleo y hace girar la rueda dentada con un diente. Como resultado, el cepillo se mueve de una lámina a otra y realiza un cambio en el circuito externo.

El paso a paso tiene varias filas de cuchillas y cepillos montados en un eje. Esto le permite aumentar el número de circuitos conmutados.

Arroz. 3. Dispositivo de búsqueda de pasos.

Los elementos móviles del buscador de pasos solo pueden moverse en una dirección. Por lo tanto, solo es posible devolver el cepillo a su posición original después de que haya realizado una rotación completa. Si el número de carreras en el ciclo operativo del dispositivo de comando es menor que el número de láminas, entonces es posible un movimiento acelerado del cepillo a la posición inicial. Para esto, se usa una fila especial de laminillas 4, en la que todas las laminillas, excepto la cero, están conectadas eléctricamente entre sí. El circuito inverso se muestra en la Fig. 3 con línea punteada. Está formado por laminillas 4, una bobina electromagnética y sus contactos auxiliares de corte 8.

Cada vez que se acciona el electroimán, los contactos 8 se abren y el circuito de retorno se interrumpe. Los contactos 8 se cierran de nuevo, etc. lama, se abre el circuito de retorno y se detiene el movimiento del cepillo. Los contactos de paso están diseñados para corrientes bajas (hasta 0,2 A). Los dispositivos paso a paso con interruptores de tiristores se utilizan para cambiar los circuitos de alimentación.

Los dispositivos de control sin contacto están diseñados según el mismo principio que los de contacto. La unidad de control tiene un eje central con discos en los que se montan los elementos de control (levas, pantallas, cubiertas ópticas, etc.). Los elementos sensibles del dispositivo de comando están instalados en la periferia de los discos en el cuerpo estacionario. Como últimos se utilizan convertidores inductivos, fotoeléctricos, capacitivos y otros. Por ejemplo, sobre la base del controlador de contacto KA21 (ver Fig. 1), se produce un controlador sin contacto del tipo KA51.

La conmutación sin contacto se realiza mediante interruptores de carrera del generador, de diseño similar a los interruptores del tipo BVK, que se instalan en lugar de los microinterruptores 5. Estos interruptores están controlados por sectores de aluminio fijados en un eje 7 en lugar de levas 1.

Arroz 4. Esquema de un dispositivo de comando sin contacto basado en selsyn

En la Fig. 4a muestra un diagrama de un dispositivo de comando sin contacto hecho basado en selsin… El devanado del estator de selsyn Wc está conectado a la red. El voltaje que surge en los devanados del rotor es rectificado por los diodos V1 y V2, suavizado por los condensadores C1 y C2 y alimentado a la carga a través de las resistencias R1 y R2. La rotación del rotor selsyn cambia la FEM en sus devanados, lo que resulta en un cambio en el voltaje rectificado. Cuando el rotor gira en la dirección opuesta, el voltaje rectificado cambia de signo.

Dichos dispositivos de comando se utilizan en sistemas de accionamiento eléctrico automatizado donde es necesario dar tres comandos: arranque en dirección hacia adelante y hacia atrás y parada. Para arreglar más claramente el accionamiento eléctrico al frenar, crean una zona muerta del controlador.Para hacer esto, use la no linealidad de las características de voltaje de corriente de los diodos V3 y V4, que ocurre con corrientes bajas. El gráfico del cambio del voltaje de salida del controlador según el ángulo de rotación del rotor a se muestra en la fig. 4, b.