Plaanid puhkusele minna? Võta endale majutus AirBnb kaudu ja saad 37€ kontoraha Tee konto Sulge
Facebook Like

Täiturmehanismid, ajamid, mootorid (0)

1 Hindamata
Punktid

Esitatud küsimused

  • Mitu impulssi tuleb mootorile anda, et sulgeda see objekt haaratsi vahele jõuga 6 N, kui haarats on algpositsioonis 53 mm ?
 
Säutsu twitteris

 
                                                     
 
 
 

INTENSIIVKURSUS ”TOOTMISE 
AUTOMATISEERIMINE ” 
Intensiivkursus kuulub projekti: „Energia- ja geotehnika doktorikool II” 
tegevuskavasse 
 
 
 
 
 
 

 
Ins.  Viktor Beldjajev 
 
 
TÄITURMEHHANISMID  
 
 

 
Loengumaterjalid 
 
 

 
 
 
 
Tallinn 
2010 
Sisukord 
Tähistused ................................................................................................................................. 5 
1. Sissejuhatus ........................................................................................................................... 6 
2. Täiturmehhanismide olemus ............................................................................................... 7 
2.1. Täiturmehhanismide  klassifikatsioon  .................................................................................. 7 
2.2. Automaatsüsteem ................................................................................................................ 8 
2.2.1. Regulaator  ........................................................................................................................ 9 
2.2.2. Protsess ........................................................................................................................... 10 
2.2.3. Mõõteaparatuur .............................................................................................................. 10 
2.3. Tagasiside .......................................................................................................................... 10 
2.4. Näide ................................................................................................................................. 11 
2.5. Täiturmehhanismide valikukriteeriumid ........................................................................... 11 
3. Üldprintsiibid  ...................................................................................................................... 13 
3.1. Elektriajami mõiste ........................................................................................................... 13 
3.2. Alalisvool  .......................................................................................................................... 13 
3.3. Vahelduvvool  .................................................................................................................... 15 
3.4. Mittelineaarsed elemendid vahelduvvooluahelas .............................................................. 16 
3.5. Arvutusülesanne  ................................................................................................................ 17 
3.6. Kolmefaasiline vahelduvvool ............................................................................................ 19 
3.7. Elektrienergia muundamine  mehaaniliseks energiaks. ..................................................... 20 
3.8. Elektrilised täiturid  ............................................................................................................ 22 
3.8.1. Diood  .............................................................................................................................. 22 
3.8.2. Transistor  ........................................................................................................................ 23 
3.8.3. Türistor  ........................................................................................................................... 23 
4. Elektrimootorid  .................................................................................................................. 25 
4.1. Elektrimootorite ehitus ...................................................................................................... 25 
4.2. Alalisvoolumootorid .......................................................................................................... 25 
4.3. Vahelduvvoolumootorid .................................................................................................... 26 
4.4. Impulsstoitega  mootorid  .................................................................................................... 28 
4.5. Kaod elektrimootorites ...................................................................................................... 28 
4.6. Elektrimootorite talitlusviisid ............................................................................................ 28 
4.7. Ülekandemehhanismid ...................................................................................................... 30 
4.7.1. Hammasrattaülekanne .................................................................................................... 31 
4.7.2. Kruviülekanne ................................................................................................................ 32 
4.7.3. Rihmülekanne  ................................................................................................................. 32 
4.7.4. Hammasrihmülekanne .................................................................................................... 33 
4.7.5. Tiguülekanne  .................................................................................................................. 33 
4.7.6. Planetaarülekanne  ........................................................................................................... 34 
4.7.7. Laineülekanne ................................................................................................................ 34 
4.8. Kaitseastmed ..................................................................................................................... 35 
5. Asünkroonmootor  .............................................................................................................. 37 
 

5.1. Asünkroonmootori tööpõhimõte ....................................................................................... 37 
5.2. Asünkroonmootori sildiandmed ........................................................................................ 40 
5.3. Asünkroonmootori ühendamine toiteallikaga ................................................................... 40 
5.3.1. Tähtühendus  ................................................................................................................... 41 
5.3.2. Kolmnurkühendus  .......................................................................................................... 41 
5.4. Arvutusülesanne ................................................................................................................ 43 
5.5. Generaatori ja mootori talitlus ........................................................................................... 44 
5.6. Asünkroonmootori käivitamine  ......................................................................................... 45 
5.7. Asünkroonmootori pidurdamine  ....................................................................................... 46 
5.8. Arvutusülesanne ................................................................................................................ 48 
6. Sagedusmuunduriga  elektriajam  ...................................................................................... 49 
6.1. Sagedusmuundur  ja tema tööpõhimõte ............................................................................. 49 
6.2. Sagedusjuhtimine .............................................................................................................. 51 
6.3. Väljatugevuse  vähenemine nimisagedusest suurematel sagedustel  .................................. 51 
6.4. Konstantse momendi talitlus kuni 87 Hz sageduseni ........................................................ 52 
6.5. Pulsilaiusmodulatsioon ...................................................................................................... 53 
6.6. Mootori momendi vahetu juhtimine .................................................................................. 54 
6.7. Mootori koormused ja nende tunnusjooned ...................................................................... 55 
6.8. Sagedusmuunduri  funktsioonid ......................................................................................... 57 
6.8.1. Ajami  käivitamine ja peatamine ..................................................................................... 57 
6.8.2. Libistuse  kompensatsioon  .............................................................................................. 57 
6.8.3. IR kompensatsioon ......................................................................................................... 58 
6.8.4. Mootori momendikompensatsioon ................................................................................. 58 
6.9. Sagedusmuunduri  rakendamise  näide ............................................................................... 59 
6.9.1. Kliimaseadme ventilaator  ............................................................................................... 59 
6.9.2. Tõstemehhanism ............................................................................................................. 60 
6.10. Arvutusnäide ................................................................................................................... 60 
7. Sujuvkäivitiga ajam  ........................................................................................................... 62 
7.1. Sujuvkäiviti ja tema tööpõhimõte ..................................................................................... 62 
7.2. Sujuvkäiviti ühendamine ................................................................................................... 64 
7.2.1. In Line ............................................................................................................................ 64 
7.2.2. In  Delta  ........................................................................................................................... 64 
7.3. Asünkroonmootori käivitamine sujuvkäivitiga ................................................................. 65 
7.4. Sujuvkäiviti kaitsefunktsioonid ......................................................................................... 67 
7.5. Sujuvkäiviti valik .............................................................................................................. 68 
7.6. Sujuvkäiviti rakendamise näide: tsentrifugaalventilaator ................................................. 68 
8. Sammmootororiga elektriajam ......................................................................................... 70 
8.1. Sammmootori ehitus ja tööpõhimõte ................................................................................ 70 
8.2. Sammmootori juhtimine .................................................................................................... 71 
8.3. Sammmootori koormamine  ............................................................................................... 73 
8.4. Arvutusülesanne ................................................................................................................ 74 
 

8.5. Sammmootori rakendamise näide ..................................................................................... 75 
9. Mõisted ................................................................................................................................ 77 
Kasutatud kirjandus .............................................................................................................. 81 
 
 
 

TÄHISTUSED 

voolutugevus  (amperage

amper 

aeg (time

sekund [SI] 

moment (torque
Nm 
Njuuton -meetrit 
ω 
nurkkiirus  (angular  velocity
rad/s 
radiaani sekundis 

energia (energy
J/ cal 
džaul / kalor 

pikkus ( length

meeter 

periood ( period

sekund 

sagedus ( frequency
Hz = 1/s 
hertz  
cos φ 
võimsustegur  ( power factor
 
 

pinge ( voltage

volt 

aktiivvõimsus  ( active   power

vatt  

reaktiivvõimsus  (blind power
VAr 
Volt-amper  reaktiivne  

näivvõimsus 
VA 
Volt-amper 
magnetvoo tihedus (magnetic  flux  


tesla  
density

sirgliikumise kiirus ( linear velocity
m/s 
meetrit sekundis 

laeng (charge

kulon  

mahtuvus  ( capacity

farad 

induktiivsus  (inductivity

henri 

soojushulk  ( heat energy

džaul 

Inertsimoment (moment of inertia
kgm2 
 
Wkin 
Kineetiline energia (kinetic energy

džaul 
Wpot 
Potentsiaalne energia (potential energy

džaul 

Diameeter ( diameter

meeter 

Kõrgus (height) 

meeter 
Maa  raskuskiirendus (gravitational 
meetrit sekund ruudu 

m/s2 
acceleration
kohta 
 
 

1. SISSEJUHATUS 
Käesolev  õppematerjal on mõeldud projekti „Energia -ja Geotehnika doktorikool II“ projekti 
raames  läbiviidava  intensiivkursuse  „Tootmise  automatiseerimine:  täiturmehhanismid“ 
loengumaterjalina.  Antud  õppematerjal  hõlmab  endast  kõige  algsemaid  põhitõdesid 
täiturmehhanismide  kohta  ning  on  üles  ehitatud   selliselt ,  et  täiturmehhanismide 
tööpõhimõttetest võiksid aru saada inimesed, kes ei õpi elektrotehnikat.  Kuna tänapäeval on 
teaduskeeleks  inglise  keel,  siis  on  tähtsamad  mõisted  tõlgitud  ka  inglise  keelde  sõnavara 
arendamiseks .  
Materjali  alguses  on  ära  toodud  kõik  kasutatavad  tähistused.  Teine  peatükk  keskendub 
automaatjuhtimise  ning  täiturelementide  kirjeldamisele.  Tuuakse  välja  automaatsüsteemi 
põhikomponendid   ning  nende  kirjeldused,  samuti  mõningate  täiturmehhanismide 
omavaheline võrdlus. 
Kolmandas peatükis käsitletakse  elektrotehnika  aluseid, mida on vajalik tunda, saamaks aru, 
kuidas   elektriga    juhitavad   täiturmehhanismid  töötavad  ning  millised  probleemid  sellega 
kaasnevad. Neljandas petükkis käsitletakse lähemalt elektrimootoreid, mis on tänapäeval ühed 
levinumad elektromehaanilised täiturid. 
Viies  peatükk  kirjeldab  tööstuses  kõige  laiemalt  kasutatavat  elektrimootorit: 
asünkroonmootorit,  tema  tööpõhimõtet  ja  töörežiime.  Kuuendas  peatükis  räägitakse 
asünkroonmootori  juhtimisest  sagedusmuunduriga  ning  sagedusmuunduri  tööpõhimõttest  ja 
funktsioonidest.  Seitsmendas  peatükis  vaadeldakse  sujuvkäivitiga  elektriajamit  kui 
täiturmehhanismi,  kaheksandas peatükis  sammmootoriga elektriajameid.  Kõige lõpus on ära 
toodud tähtsamad mõisted ja nende  selgitused
Kõik  peatükid  on lisaks teoreetilisele osale lisatud ka näited nende rakendamisest praktilistes 
rakendustes  ning  toodud  mõningad  näidisülesanded.  Intensiivkursuse  raames  kindlustatakse 
teoreetiline  pool  praktiliste  ülesannetega  laboris.   Soovitav   on  kogu  materjal  enne   kursust  
iseseisvalt  läbi  töötada  ning  huvi  tekkimise  korral  võib  ennast   täiendada   ka  kirjanduse 
lugemisega, mille  loetelu  on toodud konspekti lõpus. 
 
 

2. TÄITURMEHHANISMIDE OLEMUS 
Täiturmehhanism  ehk   täitur   (actuator)  on  mehhatroonse  süsteemi  osa,  mis  reageerides 
käsule  (kõige  tihedamini  on  selleks  elektriline   signaal )  toob  kaasa  muutuse  füüsilises 
süsteemis ( väljundis ) kas jõu, liikumise, soojuse või muu rakendamise tulemusena. Tavaliselt 
töötavad täiturmehhanismid koostöös energiaallika ja ülekandemehhanismiga (vt. Joonis 2.1). 
Täituriga üksus 
Energiaallikas 
Kontroller 
Täitur 
Ülekanne 
Juhitav süsteem 
 
Joonis 2.1. Täiturist, energiaallikast ja ülekandest koosnev süsteem 
 
Täituritel on täita tähtis osa süsteemi stabiilsuse  tagamisel . Süsteem on stabiilne, kui süsteemi 
väljund  järgib  sisendilt  tulevat  käsku  teatud  lineaarsusega.  Tihtipeale  esineb  igas  süsteemi 
töös  häiringuid,  mis  võivad  süsteemi  tasakaalust  välja  viia  ning  põhjustada  sellega  kogu 
süsteemi  ebastabiilse  talitluse.  Seepärast  on  väga  oluline  tajurite  abil  saada  tagasisidet 
süsteemi oleku kohta ning sellele vastavalt täiturmehhanisme juhtida.  
2.1. Täiturmehhanismide klassifikatsioon  
Täiturmehhanisme  võib  liigitada  energialiigi  järgi,  millega  nad  töötavad.  Nendeks  on 
elektrilised, elektromehaanilised, elektromagnetilised, hüdraulilised ja  pneumaatilised  täiturid 
[1].  Kaasaegne   tehnoloogia   võimaldab  kasutada  teatud  materjalide  omadusi  jõu 
rakendamiseks,  mida  kutsub  esile   deformatsioon   magnetvälja  või  soojuse  rakendamisel. 
Vaatleme nüüd lühidalt igat täiturmehhanismide gruppi. 
Elektrilisteks täituriteks on erinevad elektriga juhitavad  lülitid , näiteks  dioodidtransistorid
türistorid  jne.  Neid  juhitakse  juhtseadme  poolt  väikese  võimsusega  elektriliste  signaalidega 
ning kasutatakse mootorite, ventiilide, soojendite jm sisse- ja väljalülitamiseks 
Elektromehaanilised  täiturid  muundavad  elektrilise  energia  mehaaniliseks.  Sellisteks 
täituriteks on erinevad elektrimootorid, millest tuleb pikemalt   juttu järgnevates punktides.  
Elektromagnetilisteks täituriteks on solenoidid ja  elektromagnetid , milles on ära kasutatud 
elektri   magnetilised   omadused.   Solenoid   koosneb  ferromagnetilisest  materjalist  südamikust, 
millele on peale mähitud  mähis . Kui sellest mähisest läbi lasta  elektrivool , siis  tekkib  rauast 
südamiku ümber kas tõmbe –või  tõukejõud , mis sunnib juhitavat keha oma  asukohta   muutma
Peale elektrivoolu katkestamist ennistatakse detaili algne positsioon vedru jõul. Solenoididega 
on  juhitavad  väga  paljud  releed  elektrotehnikas,  samuti   ventiilid   hüdro-  ja  pneumotehnikas 
jpm.  Reguleeritava  magnetväljatugevusega  solenoide  nimetatakse  elektromagnetiteks,  mida 
kasutatakse seadmetes , kus on tarvis rakendada suuri jõudusid. 
Hüdraulilisteks  ja  pneumaatilisteks  täituriteks  on  tihtipeale  kas   pöörlevad   mootorid, 
lineaarselt liikuvad  kolvid /  silindrid, või  juhtimisventiilid.  Pneumaatilised täiturid kasutavad 
suruõhku mehaanilise energia tekitamiseks mootori võllil. Nad sobivad väikese kuni keskmise 
 

jõudlusega  aga  ka  kiiresti  pöörlevate   mehhanismide   käitamiseks.  Pneumaatilised  täiturid  ei 
sobi  õhu  kokkusurutavuse  tõttu  positsioneerimiseks  ja  täpseteks  liikumisteks.  Hüdraulilised 
täiturid töötavad tihtipele rõhu all oleva õliga, mis ei ole  kokkusurutav . Hüdraulilised täiturid 
võivad  arendada  väga  suuri  jõude  ning  omada  suurt  kolvikäiku.  Hüdrauliliste  täiturite 
puuduseks pneumaatiliste täiturite ees on nende keeruline ehitus ning suur hooldusvajadus. 
Nendele  lisaks  kasutatakse  tänapäeval  selliseid  täiturmehhanisme,  kus  jõud  saadakse  teatud 
materjalide  deformatsioonil  elektromagnetvälja  või  soojuse  toimel.  Nendeks  on  näiteks 
piesoelektrilised  täiturid,  mis  deformeeruvad  elektrilise  pinge  rakendamisel  sellele.  Samuti 
kasutatakse  magnetostriktiivseid  täitureid,  mis  deformeeruvad  kui  asetada  nad  magnetvälja 
ning kujusulameid, mis peale deformeerumist  taastavad oma algse kuju soojendamisel.  
 
Tabel 2.1. Mõnede täiturmehhanismide omaduste võrdlus [1] 
Täpsus 
 
 
Mitte  lineaarsus  (Non-linearity
( Accuracy
Hõõrdumine
Lõtk
Hüsterees
Täitur
Lineaarsus 
 
 
 
 
mm 
(Linearity) 
( Friction
(Backlash
(Hysteresis
AV ja VV mootor 

B-C 
B-C 
B-C 
0,005...100 
Sammmootor  

B-C 
B-C 
B-C 
0,01...50 
Hüdrauliline  silinder  
 

 
 
0,01...100 
Pneumaatiline silinder 
 

 
 
0,1...100 
Tähendused: A – hea, ebaoluline; B – keskmine, harilik; C – kehv, oluline; 
 
 
Joonis 2.2. Mõnede täiturmehhanismide võrdlus jõu ja kiiruse järgi [1] 
2.2. Automaatsüsteem 
Mõiste   automatiseeritud   süsteem  (automated  system)  võeti  kasutusele  kirjeldamaks  tehnilist 
süsteemi,  kus   masinatele   on  usaldatud  otsustusõigus.  Tehniliste  süsteemide  all  mõistetakse 
seadmete  kogumit,  mis  töötavad  koos  töö  eesmärgi  saavutamiseks.  Kui  süsteem  ei  vasta 
soovitud  tingimustele,  siis  tuleb  seda  mõjutada  selliselt,  et  süsteem  soovitud  tingimustele 
 

vastama   hakkaks .  Kui  süsteem  suudab  iseseisvalt  neid   mõjusid   rakendada,  ilma  inimest 
kaasamata, on tegemist automaatjuhtimissüsteemiga [3].  
Automaatjuhtimissüsteemid  jagunevad  kaheks:  avatud  kontuuriga  süsteemid  ( open    loop  
control
)  ja  suletud  kontuuriga  süsteemid  (closed  loop  control).  Avatud  kontuuriga 
süsteemides juhitakse protsessi eelnevalt määratud matemaatilise mudeli järgi, kontrollimata, 
kas  juhitava  protsessi  tulemused  vastavad  soovitutele.  Selline  juhtimine  sobib  lihtsamatele 
süsteemidele,  sest  protsessi  tulemustele  avaldavad  ka  soovimatud   mõjurid   ehk  häiringud 
mõju. 
Suletud  kontuuriga  süsteemides  juhitakse  protsessi  juba  kontrollides,  tulemuse  vastavust 
etteantud kriteeriumitele ehk süsteemis toimub tagasiside tulemuste kohta. Protsessi juhitakse 
vea  järgi  ehk  sõltuvalt  erinevusest  protsessi  tegeliku  ja  soovitud  tulemuse  vahel.  Juhitavat 
protsessi  või   seadet   nimetatakse  üldiselt  juhtimisobjektiks  ja  selle  tulemust   väljundiks   y. 
Seade,  mis  moodustab  juhttoime  u  nimetatakse  kas  juhtseadmeks  või  ka  regulaatoriks. 
Süsteemile  avaldavad  mõju   sisendid ,  mis  pärinevad  väljast  poolt  süsteemi.  Nendeks 
sisenditeks on  seadesuurus  s, mis määratleb mida süsteemilt soovitakse ning häiringud nx, mis 
segavad süsteemi talitlust. 
Seega  alustades  kirjeldamist  juhtimisobjektist  ehk  seadmest  või  protsessist,  mida  juhtida 
soovitakse, siis nagu nimigi ütleb on üks komponentidest juhitav seade, näiteks  elektrimootor
Sellele  seadmele  mõjuvad  nii  juhttoimed  kui  ka  häiringud,  mille  tulemusena  muutub 
juhtimisobjekti  väljund  ehk  protsessi  tulemus.  Selleks,  et  tulemust  kontrollida,  peab  seda 
mõõtma,  mistõttu  kuulub  juhtimisobjekti  koosseisu  ka  mõõteaparatuur  ehk   sensor ,  millele 
mõjuvad sõltuvalt ehituslikest omapäradest kas juhuslikud või süsteemsed vead. Juhuslikuks 
veaks  võib  olla  temperatuuri  mõju,  väliste  väljade  olemasolu  vms.  Süsteemsed  vead  on 
tingitud aga mõõteriista täpsusest. 
Automaatjuhtimissüsteemi  keskuseks  võib  pidada  aga  juhtseadet,  mis  asendab  inimest, 
otsustades  süsteemi  väljundi  üle,  kui  tegemist  on  tagasisidestatud  süsteemiga  või  avatud 
süsteemi korral võtab eelnevalt arvesse võimalikud kõrvalekalded. Ka sellele süsteemi osale 
mõjuvad  erinevad  häiringud  ning  niisamuti,  nagu  pidi   kohandama   sensori  signaali 
juhtseadmele,  võib  olla  vajadus   kohandada   juhttoimet  juhtimisobjektile,  mis  tähendab  teist 
signaalimuundurit süsteemis [3]. 
 
 
Joonis 2.3. Automaatjuhtimissüsteem [3] 
2.2.1. Regulaator 
Regulaator  (governor)  on  automaatjuhtimissüsteemi  n.ö.   otsustav   element,  mis  moodustab 
hälbe  alusel  juhttoime.  Seega  kuulub  ka  regulaatori  ees  olev  summeerimissõlm  ehk 
võrdlussõlm  juhtseadme  koosseisu.  Samuti  kuulub  sellesse  kooslusesse  ka  seadesuuruse 
tekitamise   element,  milleks  lihtsamal  juhul  võib  olla  tavaline  lüliti  (protsess  käivitada  või 
seisata)  või  potentsiomeeter,  mille  liugkontaktiga  saab  seadesuurust   sujuvalt   muuta.  Üks 
lihtne  bimetallregulaator  (temperatuuri  releetoimeline  regulaator)  on   näidatud   Joonis  2.4. 
Bimetallregulaator  koosneb  kahest  erineva  joonpaisumisteguriga  metallilehest,  mis 
 

soojenedes  paisuvad  erinevalt.  Selline  regulaator  sobib  näiteks  elektriradiaatorisse. 
Temperatuur  tõus  tingib  elemendi  kahe  erineva  metalli  erineva  deformatsiooni,  mistõttu 
regulaator  üks  hetk  katkestab  ahela.  Temperatuuri  alanedes  laskub   kontak   jällegi  endisesse 
asendisse ning vooluahel suletakse.  
 
 
Joonis 2.4. Bimetallregulaator [3] 
 
Automaatsüsteemides  ei  ole  täiturmehhanismide  stabiilne  juhtimine  muutlikus  keskkonnas 
regulaatorita võimalik. 
2.2.2. Protsess 
Protsess  ( process )  on  üldistatult  seade,  mida  üldse  soovitakse  juhtida.  See  on  ainuke  osa 
automaatjuhtimissüsteemist,  mille  parameetreid  ei  saa  muuta,  mistõttu  moodustab  see 
juhtimissüsteemi  aluse,  mille  ümber  ehitatakse  süsteem.  Kõigil  teistel  süsteemi  osadel  saab 
muuta  parameetreid  või  nad   vahetatakse   vajadusel  välja.  Näiteks  olgu  protsessiks 
asünkroonmasina  kiiruse  reguleerimine,  millele  võib  vabalt  valida  erinevaid  regulaatoreid 
(pidevad,  diskreetsed  jne.), täiturelemente (sagedusmuundur,  reostaat  jne.) ja mõõteaparatuuri 
(tahhogeneraator,  impulssandur  jne).  Nende   valikul   otsustatakse,  kuidas  need  omavahel  ja 
masinaga  kokku sobivad [3]. 
2.2.3. Mõõteaparatuur 
Mõõteaparatuur  (measuring   instrument )  on  kõige  laiavalikulisem  element   automaat -
juhtimissüsteemis,  sest  erinevaid  suurusi  mida  saab  ja  tuleb  mõõta  on  mitmeid. 
Mõõteaparatuuri  kasutatakse  juhtimissüsteemi  parameetrite  kohta  informatsiooni  saamiseks. 
Mõõtmisele  kuuluvad  kõik   parameetrid ,  mis  on  vajalikud  edukaks   juhtimiseks .  Näiteks 
mootori  kiiruse  juhtimiseks  piisab  kui  mõõta  ainult  kiirust  ja  sisendpinget,  aga 
juhtimisetulemus on parem kui mõõdetakse ka mootori voolu ja reguleeritakse ka seda. Alati 
ei  ole  aga   sisendit   vaja  mõõta,  nt.  kui  see  on   konstantne   või  muutub  ettemääratud 
seaduspärasuse järgi [3]. 
2.3. Tagasiside 
Tagasiside (feedback) on mälu olemasoluks ja mingi  tegevuse  juhtimiseks vajalik  põhimõte. 
Tänu tagasisidele saab juhtiv organ (kas inimese aju, arvuti) informatsiooni juhitava süsteemi 
oleku  kohta  ning  suudab  koordineerida  juhitavaid  täiturmehhanisme  soovitud  või 
sisseprogrammeeritud  tulemuse  saavutamiseks.  Tänapäeval  pole  tagasisideta  mõeldav  enam 
 
10 
ükski  automaatikasüsteem.  Elektriajamites  kasutatakse  tagasisidet  ajami  asendi,  kiiruse, 
kiirenduse, jõu, momendi, voolu, pinge ja muude suuruste juhtimiseks [4].  
Tagasisidesignaalide  genereerimiseks  kasutatakse  erinevaid   andureid ,  mis  edastavad 
juhtseadmele  infot  mõõdetava  suuruse  kohta.  Juhtseade  on  varustatud  regulaatoriga,  mis 
võrdleb  tagasisideandurilt  saadud  signaali  selle  väärtusega,  mis  on  sisse  programmeeritud. 
Näiteks,  kui  on  tegemist  konditsioneeriga,  mis  hoiab  ruumis  konstantset  temperatuuri,  siis 
edastab   temperatuuriandur   juhtseadmele  keskkonna  hetketemperatuuri.  Kui  temperatuur  on 
langenud allapoole vajalikku, siis vähendab juhtseade ventilaatori pöörlemiskiirust. 
2.4. Näide 
Vaatleme üht isereguleeruvat automatiseeritud süsteemi. Joonis 2.5 on kujutatud James  Watti  
kesktõmberegulaator,  mis  oli  loodud  1769.  aastal  auruturbiini  kiiruse  reguleerimiseks. 
Kesktõmberegulaator  koosneb  kahest  kuulikesest,  võllist  ja  libisevast  muhvtist.  Auruturbini 
pöörlemiskiiruse  kasvades,  suureneb  ka  tsentrifugaalinertsjõud  ning  kuulikesed  eralduvad 
üksteisest  kaugemale  tõstes  samal  ajal  kõrgemale  muhvti,  mis  omakorda  reguleerib 
auruturbiinile juhitava auru hulka. Kui juhitava auru hulk on väiksem, väheneb ka aurutirbiini 
kiirus ning regulaatori muhvt alaneb suurendades jällegi antava auru hulka.  
 
Joonis 2.5. James Watti kesktõmberegulaator [5] 
2.5. Täiturmehhanismide valikukriteeriumid 
Täiturmehhanismide  valik  on  tavaliselt  väga  keeruline  ja   vastutusrikas   töö,  sest  täiturid 
mõjutavad  dünaamiliselt   tervikut  süsteemi. Lisaks sellele määrab täituri valik terve süsteemi 
toite  (alalisvool,  vahelduvvool  vm)  ning  ülekandemehhanismi.  Mõnikord,  kui  on  võimalik 
saavutada  soovitud  liikumine  otse  süsteemi  integreerimisega,  võib  ülekandemehhanismi  ka 
ära  jätta.  Näiteks  kui  kasutada  sirgjoonelise  liikumise  tekitamiseks  pöörleva  mootori  ja 
vajaliku ülekandemehhanismi asemel lineaarmootorit. 
Täituri valikul peab projekteerija läbi mõtlema järgmised parameetrid: 
  Võimsus püsirežiimil ( Continuous  power output) – Maksimaalne jõud/ moment, mida 
täitur saaks arendada  püsivalt  ilma, et kuumeneks üle. 
  Töövahemik (Range of motion ) – sirgjoonelise või pöörleva liikumise vahemik. 
   Diskreetsus  (Resolution) – arendatava jõu/ momendi väikseim samm. 
 
11 
  Täpsus (Accuracy) – sisendi ja väljundi muutumatu suhe. 
  Maksimaalne  jõud  /  moment  ( Peak   force  /  torque)  –  täituri  poolt  suurim  arendatav 
jõud / moment. 
  Soojuse  hajutamine  (Heat  dissipation)  –  suurim  soojuse  hajutamise  võimsus 
püsirežiimil. 
  Kiiruse karakteristik ( Speed characteristics ) – Jõu / momendi ja kiiruse  tunnusjoon
  Tühijooksukiirus (No load speed) –  töökiirus koormusvabas olekus. 
   Sagedusvahemik  (Frequency response) – Sageduse vahemik, milles väljund reageerib 
sisendile  korralikult. Kasutatav sirgjooneliselt liikuvatel täituritel. 
   Toide   (Supply)  –  toite  tüüp  (elektrivool,  suruõhk  jm),   faaside   arv,  pinge,  vool, 
sagedus.  
Aga  lisaks   mainitud    kriteeriumidele   on  määrava  tähtsusega  ülekandemehhanismi  valik. 
Näiteks  kui  valitakse  ülekandemehhanismiks  hammasrattaülekanne,  võib  lõtku  tekkimine 
mõjutada täituri täpsust. Sama kehtib näiteks ka  rihmülekande  puhul, kui  rihm  peaks hakkama 
libisema.  
 
12 
3. ÜLDPRINTSIIBID 
3.1. Elektriajami mõiste 
Elektriajam ( Electrical drive) on mitmesuguste töömasinate või abimehhanismide käitamiseks 
ettenähtud   elektromehaaniline   süsteem,  mis  koosneb  elektrimootorist,  jõuülekandest, 
toitemuundurist  ja  juhtseadmetest.  Elektriajami  põhifunktsiooniks  on  liikumise  juhtimine 
(motion control) Tüüpilise elektriajami üldistatud plokkskeem on näidatud Joonis 3.1.  
 
 
Joonis 3.1. Elektriajami struktuur [6] 
 
Joonise  ülemine  pool  kujutab  elektriajami  jõuahelat,  alumine  pool  juhtimissüsteemi. 
Jõupooljuhtmuundur,  mida  toidetakse  ühe-  või  kolmefaasilisest  kindla  sageduse  ja 
amplituudiga  vahelduvvooluvõrgust,  on  ette  nähtud   elektrimasina   (mootori)  juhtimiseks. 
Elektrimootor  juhib  omakorda  töömasina  kiirust,   momenti   ja  asendit.  Kõik   seadmed   on 
varustatud  anduritega,  mis  edastavad  regulaatorile  infot  süsteemi  oleku  kohta.  Regulaator 
võrdleb  omavahel  anduritelt  saadud  väärtusi  sisendsignaalidega  ning  juhib  sellele  vastavalt 
jõupooljuhtmuundurit.  Paljudes  üldotstarbelistes  rakendustes,  nt  ventilaatorid  ja   pumbad
kasutatakse  elektriajamite  kiiruse  ja  momendi  juhtimiseks  avatud  juhtimissüsteemi  (ilma 
tagasisideta anduritelt). 
Elektriajamite  peamisteks  rakendusaladeks  on  tööstus,  energeetika  ja  elektertransport,  kuid 
nad  leiavad  kasutust  ka  kodumajapidamistes  nt  külmutites  ( kompressorid ),  ventilaatorites, 
pesumasinates ,  segistites  (mikserid).  Tänapäeval  tarbitakse  umbes  60%  toodetud 
elektrienergiast elektriajamite poolt.  
Et paremini aru saada elektril töötavatest täiturmehhanismidest käsitletakse esialgu lihtsamaid 
elektrotehnika  aluseid  ning  seejärel  kirjeldatakse  kolme  tihti  kasutatavte  elektriliste  täiturite 
(diood, transistor ja türistor) tööpõhimõtet. 
3.2. Alalisvool  
Elektrivooluks   (electrical   current )  nimetatakse   elektrilaengute   (metallis  elektronid, 
elektrolüüdis   ioonid )  suunatud  liikumist,  mille  tekitamiseks  on  tarvis  vooluallikat. 
 
13 
Vooluallikat iseloomustab pinge U, mille ühikuks on volt (V) ning mõõdetakse voltmeetriga, 
mis  ühendatakse  vooluringi  tarvitiga  rööbiti.  Kui  ühendada  vooluallika  klemmidele  tarviti, 
hakkab sellest kulgema läbi vool I, mis teeb tööd. Kui voolu suund ei muutu siis on tegemist 
alalisvooluga  (DC,   direct   current), mille mõõduks  on voolutugevus.  Voolutugevuse  ühikuks 
on amper (A) ning mõõdetakse ampermeetriga, mis ühendatakse vooluringi tarvitiga jadamisi. 
Ampermeetri ühendamisel üksi vooluallikaga võib viia mõõteriista riknemiseni. Elektrivoolu 
kokkuleppeline  suund  on  valitud  plussklemmilt  miinusklemmile  ehk  suurema  potentsiaaliga 
klemmilt  väiksema potentsiaaliga klemmile (pluss klemmilt miinusele). 
Volt- ja ampermeetri ühendamist vooluringi iseloomustab Joonis 3.2. 
 
 
 
Joonis 3.2. Volt- ja ampermeetri ühendamine 
Joonis 3.3. Alalisvool 
vooluringi 
 
Vooluringi  ühendatud  tarviti  omab  elektritakistust.  Takistus  iseloomustab  juhi  mõju 
elektrivoolule, mida suurem on takistus, seda väiksem vool ahelas voolab. Takistuse tähiseks 
on  R  ja  mõõtühikuks  on  oom  (Ω).  Takistus  võib  olla   konstante   või  muutuv  ning  sõltuda 
80% sisust ei kuvatud. Kogu dokumendi sisu näed kui laed faili alla
Vasakule Paremale
Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #1 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #2 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #3 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #4 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #5 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #6 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #7 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #8 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #9 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #10 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #11 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #12 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #13 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #14 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #15 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #16 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #17 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #18 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #19 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #20 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #21 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #22 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #23 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #24 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #25 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #26 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #27 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #28 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #29 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #30 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #31 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #32 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #33 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #34 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #35 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #36 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #37 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #38 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #39 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #40 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #41 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #42 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #43 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #44 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #45 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #46 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #47 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #48 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #49 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #50 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #51 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #52 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #53 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #54 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #55 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #56 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #57 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #58 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #59 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #60 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #61 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #62 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #63 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #64 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #65 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #66 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #67 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #68 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #69 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #70 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #71 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #72 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #73 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #74 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #75 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #76 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #77 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #78 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #79 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #80 Täiturmehanismid-ajamid-mootorid #81
Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
Leheküljed ~ 81 lehte Lehekülgede arv dokumendis
Aeg2016-06-18 Kuupäev, millal dokument üles laeti
Allalaadimisi 12 laadimist Kokku alla laetud
Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
Autor vilkoit Õppematerjali autor

Meedia

Kommentaarid (0)

Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri


Sarnased materjalid

240
pdf
Elektriajamite elektroonsed susteemid
34
doc
Elektrotehnika vastused
138
pdf
Elektrotehnika alused
158
pdf
Elektriajami juhtimine
180
pdf
Sujuvkäivitid ja sagedusmuundurid
18
doc
Elektrotehnika ja elektroonika
1072
pdf
Logistika õpik
32
docx
Elektroonika aluste eksami küsimused ja vastused



Faili allalaadimiseks, pead sisse logima
Kasutajanimi / Email
Parool

Unustasid parooli?

UUTELE LIITUJATELE KONTO MOBIILIGA AKTIVEERIMISEL +50 PUNKTI !
Pole kasutajat?

Tee tasuta konto

Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun