журнал для самодельщиков. Чертежи, схемы, описания, разработки, ремонт, изготовление, фото





Система управления линейным электрическим актуатором. Ч.1. Система блокировки.

Раздел: Ремонт бытовой техники и электроника


Самодельный электрический линейный актуатор работает не сам по себе (как например актуатор гидравлический, чья работа основана на тепловом линейном расширении рабочего тела, обычно машинного масла), а требует какой то системы управления. Это и хорошо и плохо. Плохо потому, что кроме самого актуатора требуется некоторое дополнительное оборудование и источник питания. Хорошо, потому что все это открывает широчайшие перспективы применения линейного электрического актуатора в домашнем хозяйстве. Начиная от автоматизации проветривания теплицы, управления гелиотрекером, переключения каких либо механических коммутаторов (кранов, например), поворота спутниковой антенны… И заканчивая автоматизацией открытия ворот и домашним лифтом.

Система управления линейным актуатором для каждого конкретного случая, разумеется, будет своя, со своим алгоритмом работы. Однако присутствует и общая часть, необходимая каждому акутатору. В частности - система датчиков, обеспечивающих остановку электродвигателя в крайних положениях актуатора (или в нужных точках остановки, поскольку актуатор может использоваться и не во всем диапазоне своего возможного удлинения). Т.е. нужны т.н. концевые выключатели. Реализовать эту функцию можно несколькими способами.

Вариант 1. Электромеханическая блокировка.

Она реализуется с помощью выключателей имеющих механический контакт с подвижной частью актуатора или той деталью, которую актуатор перемещает. На схеме: Выключатели S1 и S2 - нормально-замкнутые концевые выключатели, S3 и S4 – переключатели управления направлением перемещения актуатора.

В обычном состоянии двигатель обесточен, а актуатор находится в среднем положении. Но, например, мы переключили переключатель S3. Ток через один из диодов и замкнутый концевой выключатель поступает на двигатель и тот начинает работать и перемещать шток актуатора. Двигатель работает до тех пор, пока не сработает концевой выключатель и не разорвет цепь. Двигатель остановится, но эта часть цепи останется разорванной. Вновь заставить двигатель работать можно только сменив полярность его подключения, вернув S3 в исходное положение и переключив S4.

Схема проста, надежна, но ей присущи серьезные недостатки. В частности, 1) концевики, коммутируют полный ток двигателя, а он может быть достаточно большим. Соответственно и контактные группы нужны мощные. 2) Нажатие на концевики происходит достаточно плавно и при большом токе неизбежно искрение на контактах. Либо требуется применять дорогие выключатели с тумблерным эффектом. 3) В агрессивных и влажных средах применять открытые контакты не рекомендуется, они быстро выйдут из строя. 4) Эта схема работает только с двигателями постоянного тока. 5) Схема плохо адаптируется для работы с автоматикой, не позволяет отслеживать промежуточные положения.

Поэтому стоит рассмотреть более продвинутый вариант управления линейным актуатором.

Усложнение схемы незначительное, а возможностей гораздо больше. Мы добавляем пару реле К1 и К2, их контактные группы служат переключателями направления перемещения. И два транзистора, работающих в ключевом режиме для управления самими реле.

В качестве концевых выключателей служат любые нормально-разомкнутые контакты. При их срабатывании (замыкании) база транзистора закорачивается на землю и транзистор запирается, реле обесточивается.

Эта схема лишена всех вышеперечисленных недостатков. Токи, коммутируемые концевыми выключателями очень малы (миллиамперы), в качестве концевиков можно использовать дешевые микропереключатели или герметизированные магнитоуправляемые контакты (герконы). Схема может управлять двигателями переменного тока, реле могут коммутировать не только само включение, но и переключение обмоток двигателя для смены направления вращения. Ну и в силу того, что управляющие напряжения и токи ничтожны, актуатором может управлять самая «слаботочная» электроника, в соответствии со своим алгоритмом. В простейшем варианте это опять-таки может быть ручное управление.

Для его реализации потребуется еще одна примитивная схема. Конденсатор С1 устраняет дребезг контактов. Если нужно только автоматическое управление актуатором, то схема не нужна. А если требуется сохранить возможность и ручного и автоматического управления, то переключатель лучше поставить с переключающими контактами. Для только ручного управления достаточно замыкающих.

В варианте актуатора для теплицы удобно использовать именно герконы, поскольку влажность в теплице может быть очень высокой и часто выпадает конденсат. В своем варианте я использовал по 3 параллельно включенных геркона (для надежности, если хотя бы один из них замкнется, двигатель остановится). Всю схему удобно разместить непосредственно не актуаторе. Тогда от него будут идти всего 4 провода, 2 провода питания и 2 управления. А сам электронный блок управления может быть расположен где угодно, в том числе и на самом суппорте актуатора.

Константин Тимошенко © 26.12.2011 г.

Вопросы и дополнения к описанию самодельного линейного электрического актуатора на форуме…






 

Разделы сайта:

  
  • САМ-издат.  
  • Авто - Мото - Вело  
  • Кулинарные рецепты  
  • Здоровье и медицина  
  • Дом и Квартира  
  • Дачное строительство  
  • Садово-дачная техника и инструмент  
  • Сад и огород  
  • САД и ОГОРОД (NEW!)  
  • Ремонт бытовой техники  
  • Интернет и Компьютеры  
  • Фото и Видео  
  • Разное  
  • Телевидение  
  • Рыбалка, Охота, Грибы  
  • Туризм и Отдых  
  • Полезные советы  
  • Плохие вещи  

  • БАРАХОЛКА (NEW!) товары для самодельщиков  

  • Все страны мира
        Отзывы туристов.