Файл: Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок учеб. пособие.pdf

Описание лабораторной установки. Установка должна быть собрана по схеме на рис. 49. В якорную цепь генератора необходимо включить амперметр и вольтметр. Для определения коэффициента обратной связи

в цепь обратной связи включают вольтметр.

U г

Порядок выполнения работы. 1. Собрав схему лабораторной уста­ новки, снимают характеристику генератора Ut — f (/) при Д0 с — 0. Для этого ползунок делителя R 0ставят в крайнее положение. Устанав­ ливают значение напряжения Ѵ ср таким, чтобы при / ■—0 Ur — Е0. Затем, меняя сопротивление Д„, снимают характеристику UT= /(/).

2. Устанавливают значение и о с ф 0 и вновь снимают характерис­ тику UT — /(/). Опыт проделывают при различных значениях L/0- с.

3. Для выявления влияния электронного усилителя на работу системы можно снимать характеристики без ЭУ и с усилителем.

Содержание отчета. Отчет должен содержать схему лабораторной установки, описание работы системы, характеристики при различных коэффициентах обратной связи и анализ полученных характеристик.

Контрольные вопросы

1.Что такое статическая характеристика САР?

2.Какие статические характеристики существуют?

3.Поясните, что такое передаточная функция?

4.Перечислите типовые звенья систем регулирования и запишите их пере­ даточные функции.

5.Приведите примеры типовых звеньев.

6.Какие частотные характеристики для анализа САР используются?

7.Какая САР называется устойчивой?

8.Какие критерии устойчивости используются для определения устойчивости

САР?

9.Что такое критерий устойчивости?

10.В чем заключается отличие и преимущество частотных критериев устойчи­ вости от алгебраических?

11.Сформулируйте критерии устойчивости Рауса — Гурвица, Михайлова, Найк­

виста.

12.Назовите основные показатели качества процесса регулирования.

13.Что такое кривая переходного процесса и как она получается?

6.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ 0 НАДЕЖНОСТИ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ АВТОМАТИКИ

6.1. ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ

Значительное, непредусмотренное отклонение параметров от номи­ нала и особенно выход из строя хотя бы одного элемента, входящего в состав регулятора, в той или иной степени нарушают нормальную работу САР, а чаще всего приводят к выходу из строя системы в целом. Причины изменения параметров элементов различны. Каждый эле­ мент рассчитывается для определенных материалов и для определен­ ных (номинальных) условий эксплуатации, поэтому получаемые зна­

114

чения параметров элементов, если не учитывать допущения, вполне определенны и однозначны.

Однако в процессе изготовления элементов происходит некоторое отклонение действительных параметров элементов от расчетных зна­ чений, что является причиной несоответствия в параметрах. Особенно большие отклонения могут появляться во время эксплуатации элемен­ тов, причем величина этих отклонений может быть настолько велика, что выйдет за допустимые границы с точки зрения нормальной работы.

Например, уменьшение коэффициента усиления усилителя, вхо­ дящего в САР, приведет к увеличению статической ошибки, и, наоборот, сильное увеличение коэффициента усиления может привести к потере устойчивости и даже к ухудшению качества регулирования.

Причины, вызывающие разброс параметров элементов, подразде­ ляются на технологические и эксплуатационные.

К п р и ч и н а м т е х н о л о г и ч е с к о г о х а р а к т е р а относятся отклонения, вызванные различного рода допусками: 1) на свойства материала, из которого изготовляется элемент, например, удельное сопротивление проводника или магнитная проницаемость ферромагнитного материала не могут иметь определенных значений, они, как правило, даются с некоторыми допусками в сторону уменьше­ ния и в сторону увеличения от номинала; 2) на размеры деталей эле­ ментов, например, диаметр проводника не может быть выдержан с абсо­ лютной точностью согласно указанному размеру; 3) на сборку элемента из деталей, например, на зазоры между механическими звеньями и т. п.

Чтобы уменьшить влияние указанных причин, в конструкциях эле­ ментов может быть предусмотрено регулировочное приспособление (пе­ ременные сопротивления, емкость и т. п.), которое позволяет изменять параметры элемента в определенных пределах и устанавливать необхо­ димые величины. Важно отметить, что такая регулировка может обес­ печить сокращение допусков на параметры только при определенных внешних условиях.

К п р и ч и н а м э к с п л у а т а ц и о н н о г о х а р а к т е р а можно отнести: влияние окружающей среды, влияние состояния энер­ гоисточника, качество обслуживания, старение и износ.

Окружающая среда, особенно в сельскохозяйственном производ­ стве, оказывает существенное влияние на надежную работу элементов. Известно, что во время эксплуатации элемента и системы в целом меня­ ется температура среды, плотность воздуха, влажность и газовый сос­ тав. Все это приводит прежде всего к изменению параметров отдельных деталей (удельное сопротивление проводников, вязкость рабочей жид­ кости и т. п.), а также элемента в целом.

Существенное влияние на параметры элемента оказывает и состоя­ ние энергоисточника, который его питает. Так, увеличение напряже­ ния источника приведет к уменьшению времени срабатывания реле или магнитного пускателя, а повышение давления в жидкости вызовет увеличение скорости перемещения поршня гидроусилителя.

Для правильной эксплуатации элементов систем автоматики тре­ буется высококвалифицированный обслуживающий персонал.

115

Отклонения параметров элементов происходят и вследствие их ста­ рения и износа. Старение и износ деталей происходит сравнительно медленно. Установлено, что наиболее интенсивно старение происходит в начальный период эксплуатации, поэтому ответственные детали раз­ личного назначения (например, электронные лампы) подвергаются до выпуска с завода предварительному «искусственному старе­ нию».

На каждый элемент устанавливается гарантийный срок службы, по истечении которого интенсивность старения возрастает, и он под­ лежит замене вне зависимости от его фактического состояния.

6.2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ

ИПУТИ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ

Под надежностью элемента или детали понимается вероятность без­ отказной работы элемента или детали в течение определенного проме­ жутка времени (например, между двумя профилактическими ремон­ тами).

Надежность элементов и САР в целолі характеризуется рядом величин: опасностью отказов, средним временем работы и средним вре­

N0 — Пі — число деталей, оставшихся исправными к началу расматриваемого интервала времени.

Графически зависимость опасности отказов Хгэлементов от времени t представляется кривой Яг = fit), изображенной на рис. 58.

Кривая делится как бы на три периода: первый период, соответ­ ствующий времени А> характеризуется повышенной опасностью отка­ зов, в это время выявляются все производственные дефекты и ошибки; второй период, соответствующий времени t2, характеризуется сравни­ тельно малым числом отказов, которое остается практически постоян­ ным и соответствует нормальной работе; третий период, соответствую­

116