Система управління лінійним електричним актуатором

Розділ. Ремонт побутової техніки та електроніка

Саморобний електричний лінійний актуатор працює не сам по собі (як наприклад актуатор гідравлічний, чия робота заснована на тепловому лінійному розширенні робочого тіла, зазвичай машинного масла), а вимагає будь то системи управління. Це і добре і погано. Погано тому, що крім самого актуатора потрібен якийсь додаткове обладнання і джерело живлення. Добре, тому що все це відкриває найширші перспективи застосування лінійного електричного актуатора в домашньому господарстві. Починаючи від автоматизації провітрювання теплиці, управління геліотрекером, перемикання будь-яких механічних комутаторів (кранів, наприклад), повороту супутникової антени ... І закінчуючи автоматизацією відкриття воріт і домашнім ліфтом.

Система управління лінійним актуатором для кожного конкретного випадку, зрозуміло, буде своя, зі своїм алгоритмом роботи. Однак присутній і загальна частина, необхідна кожному акутатору. Зокрема - система датчиків, що забезпечують зупинку електродвигуна в крайніх положеннях актуатора (або в потрібних точках зупинки, оскільки актуатор може використовуватися і не в усьому діапазоні свого можливого подовження). Тобто потрібні т.зв. кінцеві вимикачі. Реалізувати цю функцію можна декількома способами.

Варіант 1. Електромеханічна блокування.

Система управління лінійним електричним актуатором

Вона реалізується за допомогою вимикачів мають механічний контакт з рухомою частиною актуатора або тією деталлю, яку актуатор переміщує. На схемі: Вимикачі S1 і S2 - нормально-замкнуті кінцеві вимикачі, S3 і S4 - перемикачі управління напрямком переміщення актуатора.

У звичайному стані двигун знеструмлений, а актуатор знаходиться в середньому положенні. Але, наприклад, ми переключили перемикач S3. Струм через один з діодів і замкнутий кінцевий вимикач надходить на двигун і той починає працювати і переміщати шток актуатора. Двигун працює до тих пір, поки не спрацює кінцевий вимикач і не розірве ланцюг. Двигун зупиниться, але ця частина ланцюга залишиться розірваним. Знову змусити двигун працювати можна тільки змінивши полярність його підключення, повернувши S3 в початкове положення і переключивши S4.

Схема проста, надійна, але їй притаманні серйозні недоліки. Зокрема, 1) концевики, коммутируют повний струм двигуна, а він може бути досить великим. Відповідно і контактні групи потрібні потужні. 2) Натискання на концевики відбувається досить плавно і при великому струмі неминуче іскріння на контактах. Або потрібно застосовувати дорогі вимикачі з тумблерного ефектом. 3) В агресивних і вологих середовищах застосовувати відкриті контакти не рекомендується, вони швидко вийдуть з ладу. 4) Ця схема працює тільки з двигунами постійного струму. 5) Схема погано адаптується для роботи з автоматикою, не дозволяє відстежувати проміжні положення.

Тому варто розглянути більш просунутий варіант управління лінійним актуатором.

Система управління лінійним електричним актуатором

Ускладнення схеми незначне, а можливостей набагато більше. Ми додаємо пару реле К1 і К2, їх контактні групи служать перемикачами напрямки переміщення. І два транзистора, що працюють в ключовому режимі для управління самими реле.

Система управління лінійним електричним актуатором

Як кінцевих вимикачів служать будь-які нормально-розімкнуті контакти. При їх спрацьовуванні (замиканні) база транзистора закорачивается на землю і транзистор закривається, реле знеструмлюється.

Ця схема позбавлена ​​всіх перерахованих вище недоліків. Токи, комутовані кінцевими вимикачами дуже малі (міліампер), в якості концевиков можна використовувати дешеві микропереключатели або герметизовані магнітокеровані контакти (геркони). Схема може керувати двигунами змінного струму, реле можуть комутувати не тільки саме включення, але і перемикання обмоток двигуна для зміни напрямку обертання. Ну і в силу того, що керуючі напруги і струми незначні, актуатором може керувати сама «слабкострумова» електроніка, відповідно до свого алгоритму. У найпростішому варіанті це знову-таки може бути ручне управління.

Система управління лінійним електричним актуатором

Для його реалізації буде потрібно ще одна примітивна схема. Конденсатор С1 усуває брязкіт контактів. Якщо потрібно тільки автоматичне керування актуатором, то схема не потрібна. А якщо потрібно зберегти можливість і ручного та автоматичного керування, то перемикач краще поставити з переключающими контактами. Для тільки ручного управління досить замикаючих.

У варіанті актуатора для теплиці зручно використовувати саме геркони, оскільки вологість в теплиці може бути дуже високою і часто випадає конденсат. У своєму варіанті я використовував по 3 паралельно включених геркона (для надійності, якщо хоча б один з них замкнеться, двигун зупиниться). Всю схему зручно розмістити безпосередньо не актуаторами. Тоді від нього йтимуть лише 4 дроти, 2 дроти живлення і 2 управління. А сам електронний блок управління може бути розташований де завгодно, в тому числі і на самому супорті актуатора.

Схожі статті