aru (954465), страница 9
Текст из файла (страница 9)
5.6).Рис. 5.6. Астатическая характеристика РН без обратной связи62Упрощенная структурная схема представлена на рис. 5.7.Рис. 5.7. Упрощенная структурная схема РН без ОСЭти регуляторы не нашли широкого применения из-за больших перерегулирований в САРч при изменениях нагрузки, снижающих качествоработы.Однако был найден эффективный путь улучшения качества регулирования путем ввода так называемой жесткой обратной связи (ЖОС).Ф у н к ц и о н а л ь н а я с х е м а РН с ЖОС представлена на рис.5.8. Суть действия жесткой обратной связи видна из рис. 5.8.
При перемещении золотника УУ 5 начавшееся движение силового поршня СМ 4по отношению к положения муфты регулятора опять выводит золотник внейтральную позицию. Движение СМ прекращается. Если координата zпродолжит перемещение, то это вызовет дальнейшее движение силовогопоршня. И далее процесс будет продолжаться до тех пор, пока СМ невыйдет на режим новой нагрузки, УУ займет нейтральное положение, ановое значение координаты муфты измерителя скорости в соответствии сего статической характеристикой будет определено новым значением угловой скорости вращения. Таким образом, статическая характеристикаРН с ЖОС будет статической с , соответствующей статизму измерителя(см.
рис. 5.4).Сервомотор СМ является исполнительным механизмом в регуляторах РН и в ряде случаев называется сокращенно ИМ.63Рис. 5.8. Функциональная схема регулятора непрямого действияс жесткой обратной связьюСтруктурная схема РН с ЖОС представлена на рис. 5.9.Рис. 5.9. Упрощенная структурная схема РН с ЖОС64ЖОС может быть выполнена с воздействием непосредственно на координату задания. Обратная связь в данном случае отрицательная.
Этоиллюстрируется условно «лампочкой». Передача сигнала от z к e показана белым сектором лампочки, а отрицательное воздействие ЖОС – противоположным черным цветом.Р е г у л я т о р ы н е п р я м о г о д е й с т в и я с г и б к о й (и з о др о м н о й) о б р а т н о й с в я з ь ю (Г О С) появились значительно позже РН с ЖОС. В конструкцию был введен так называемый изодром,представляющий собой катаракт с пружиной в линии обратной связи.Структурная схема РН с ГОС представлена на рис. 5.10, а его функциональная схема представлена на рис. 5.11.Рис. 5.10. Структурная схема РН с ГОСРабота ГОС происходит следующим образом (рассматривать переходные процессы регулятора будем как бы на малых последовательнопроисходящих временных интервалах):- на первом шаге переходного процесса из-за дросселирования подиглой катаракта корпус и поршень представляют собой единое жесткоезвено и работа аналогична регулятору с ЖОС, так как пружина для силового поршня не представляет практически никакого сопротивления;- рано или поздно завершатся основные переходные процессы врегуляторе и начнутся так называемые постпереходные процессы, связанные с восстановлением исходного положения пружины, которая во65времени постепенно перемещает поршень катаракта относительно корпуса;- золотник УУ должен вернуться в исходное (нейтральное) положение, что означает стабилизацию переходных процессов.Рис.
5.11. Структурная схема РН с ГОСТаким образом, новый режим возможен тогда, когда 1 – положениесилового поршня будет соответствовать новой нагрузке; 2 – пружина катаракта вернется в исходное положение; 3 – золотник займет нейтральную позицию, но это возможно лишь при восстановлении исходной частоты вращения. Любое новое значение нагрузки режима будет происходить при постоянной частоте вращения, следовательно, имеем астатическую характеристику регулятора и обеспечиваем точное регулирование.Безусловно, процесс регулирования является как бы многоступенчатым изанимает больше времени, чем в случае РН с ЖОС или без ОС.
Но качество регулирования, безусловно, выигрывает.66Рассмотрим возможные 3 варианта работы РН с ГОС:1-й вариант – игла катаракта полностью открыта, регулятор работает без обратной связи и имеет астатическую характеристику, подобныйслучай возможен лишь при аварийном состоянии САРч.2-й вариант – игла катаракта закрыта полностью, регулятор работает как РН с ЖОС и имеет статическую характеристику. Это основнойрежим работы для стационарных дизелей и дизель-генераторов, предназначенных для параллельной работы. Регулятор имеет статическую характеристику.3-й вариант – игла катаракта находится в оптимально подобранном положении, 2–4 четыре оборота до закрытия. Регулятор имеет астатическую характеристику (точное регулирование при высоком качествепереходных процессов).Э л е к т р о н н ы е р е г у л я т о р ы у н и в е р с а л ь н о г о п р им е н е н и я.
Для регулирования различных по роду процессов в силовыхустановках широкое применение получили так называемые электронныерегуляторы. Они могут быть использованы для регулирования частотывращения, температуры в системах охлаждения воды и масла двигателей иразличных теплообменных аппаратов, давления воздуха и масла и т. п.Сам регулятор представляет унифицированный электронный блок, в который подается входная координата соответствующего регулируемого параметра в виде аналогового электрического сигнала, а на выходе формируется управляющий сигнал по полному закону регулирования, воздействующий на серводвигатель регулирующего органа.
Имеется стабилизированный источник питания.На рис. 5.12 представлена структурная схема электронного регулятора Непосредственно на объекте устанавливаются блоки 1, 4, 5, а блоки2 и 3 (собственно сам электронный регулятор) установлены вне объекта, вместе, где минимальны вредные воздействия на регулятор, например вибрации и температуры. Свойства регулятора описываются зависимостьюU вых f (U вх ) .Упрощенная функциональная (принципиальная) схема электронногорегулятора представлена на рис. 5.13.67Рис.
5.12. Структурная схема электронного регулятора:1 – датчик-преобразователь; 2 – измерительный блок; 3 – блок-формирователь законарегулирования; 4 – усилитель; 5 – исполнительный механизмПри регулировании частоты вращения в электронный регулятор вводится аналоговый электрический сигнал от генератора постоянного тока,приводимого в работу коленчатым валом. Входной сигнал составляет величину от 10 до 50 мА, поэтому на сопротивлении 100 Ом происходит падение напряжения 1–5 В. Питание электронного регулятора осуществляется от судовой сети с частотой тока 50–60 Гц при потребляемой мощности 14 В А . Эталонное напряжение U эт подается от блока питания черезвыпрямитель и стабилизатор.
Через потенциометр R3 реализована функциязадания режима.В точках А и В возникает сигнал рассогласования, что является выходным сигналом измерителя Uи (от 0 до 5 В). К точкам А и В подключенпоказывающий прибор, по которому производится согласование схемы иуставки нуля (от 0 до 5 В). При выбранной уставке задания (R3) на выходеизмерителя напряжение пропорционально Uвх, таким образом, чувствительный элемент (измеритель вместе с датчиком) является статическимпропорциональным звеном.Вход в блок-формирователь закона регулирования производится черезреверсивный переключатель П1, который изменяет знак сигнала Uи, такимобразом, что электронный регулятор можно ставить как на стороне подвода энергии, так и на стороне отвода ее.Для получения желаемого закона регулирования предусмотрена параллельно основной дифференцирующая цепь, а также цепь обратных связей как ЖОС, так и ГОС.Изодромная связь (ГОС) вводит в закон регулирования интегрирующую составляющую, т.
е. RC - цепочку.6869Ц е п ь д и ф ф е р е н ц и р о в а н и я – C1-R6-R4. Потенциометр R6служит для настройки постоянной времени дифференцирования и соотношения между величинами основного (пропорционального) сигнала и сигнала дифференцирования. Диоды Д1 и Д2 (стабилитроны) выполняют рольпороговых ограничителей сигнала на вход первого усилителя.ЖОС состоит из цепочки R8 и R9. Изменением R8 настраивают коэффициент статической передачи Кжос и, следовательно, коэффициент усиления регулятора КR.ГОС состоит из цепочки R8-C3. Самостоятельно ГОС не настраивается.
Для введения в закон регулирования настраиваемой ГОС убирают перемычку КД и при этом включается цепочка C2-R7 (регулировка с помощью R7).На выходе регулятора установлен переключатель П2, выполняющийследующие функции:«автоматическое регулирование» – сервомотор привода рейки ТНВДуправляется регулятором;«ручное управление» – сервомотор управляется сигналом ручного задатчика R10;«баланс» – согласуется Uвых с сигналом ручного задатчика Uр.Питание усилителей, модуляторов, демодуляторов, частотных генераторов (на схеме не показано) осуществляется от двух трансформаторов через выпрямитель и стабилизаторы напряжения.Достоинство электронных регуляторов заключается в следующем:- они универсальны, могут быть использованы для автоматического регулирования частоты вращения, температуры, давления и т.
п.;- гибки и просты в осуществлении связей между элементами,взаимозаменяемы;- легкость суммирования сигналов позволяет осуществить П-,И-, ПИ-, ПИД-законы регулирования;- малые размеры дают возможность размещения их на любомрасстоянии от объекта;- возможно решение вопроса замены благодаря унификации регуляторов.70Недостатки электронных регуляторов связаны с показателями надежности (они уступают традиционным приборам).Электронные регуляторы находят сегодня все более широкое применение. Это объясняется возможностью широкой унификации регуляторовдля различных систем автоматического регулирования. Элементная базатаких регуляторов становится все более надежной и это обеспечивает ихпродвижение на международный рынок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
