Рис. 14-3. Упрощенная принципиальная схема электронного регулирующего блока БЭР-2к в ПИ-режиме.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где k2 = 25— |
коэффициент |
усиления; |
В — коэффициент, |
зависящий |
от |
типа датчика |
(для |
реостатных |
датчиков |
6 = 1, ферродинамических |
6 = 0,96, |
индуктивных и |
диф |
ференциально-трансформаторных 6 = 0,8); |
72 = 0,17 |
сек — |
постоянная времени усилителя. |
|
|
|
|
|
Входной сигнал постоянного тока х' подается на за |
жимы 21 и |
22. Сигнал обратной |
связи х0.с |
снимается |
с резистора |
R 2 Q . Небаланс |
сигналов |
С/3 |
= |
1)2-\-х'—х0.с |
является входом электронного усилителя постоянного то ка ЭУ2.
При отсутствии сигнала обратной связи и входного сигнала постоянного тока
Us(P)
У 2 ( Р )
Усилитель ЭУ2 состоит из двух каскадов усиления. Первый каскад является электронным усилителем на пряжения и собран на лампе Л2 по последовательно-
балансной схеме. Плечами |
моста являются: лампа |
Л2б |
с резистором R24; лампа Л2а |
с резистором |
R23; резисто |
ры R29 и R31. В диагональ |
моста включен |
резистор |
R26 |
(рукоятка Чувствительность), |
|
с помощью которого изме |
няется коэффициент усиления |
электронного усилителя |
напряжения. Резистор R24 |
(рукоятка Корректор) |
слу |
жит также для балансировки усилителя при закорочен ном входе.
Второй каскад является усилителем мощности и соб ран по схеме параллельно-балансного усиления на лам пе ЛЗ. Анодной нагрузкой каскада являются управляю
щие |
катушки |
электромеханического |
преобразователя |
ЭМП; |
разность |
токов 1ц=1'4—1\ в этих |
катушках явля |
ется выходом усилителя ЭУ2. |
|
Передаточная функция усилителя ЭУ2 имеет вид:
где ki — коэффициент усиления (максимальное значение
^4 = 0,054 ма/мв); |
Т4 = 0,0\ сек — постоянная |
времени. |
КК, |
В блок БЭР-2к входит также пассивный |
контур |
на вход которого |
поступает сигнал U& от |
датчика |
об |
ратной связи. Плунжер датчика соединен с исполнитель ным механизмом.
Степень влияния сигнала обратной связи определяет ся положением движка потенциометра R22 (рукоятка
зирует о наличии стабилизированного напряжения пи тания, лампочка 8— о нормальном функционировании системы маслоснабжения.
На передней панели блока БЭР-2 расположены руко ятки статической и динамической настройки регулятора и сменные резисторы.
14-4. У С Т Р О Й С Т В А , С О Д Е Р Ж А Щ И Е И С П О Л Н И Т Е Л Ь Н Ы Е
М Е Х А Н И З М Ы И Э Л Е К Т Р О Г И Д Р А В Л И Ч Е С К И Е П Р Е О Б Р А З О В А Т Е Л И
а) УСТРОЙСТВА С АВТОНОМНЫМ МАСЛОСНАБЖЕНИЕМ
Устройства, содержащие исполнительные механизмы с автономным маслоснабжением, выпускаются двух типов: автономный регулирую щий клапан АРК - 1, конструктивно объединенный с регулирующим
|
|
|
|
|
|
|
|
органом — клапаном, и автономный гидравлический привод |
АГП-1, |
предназначенный |
для управления |
регулирующими |
органами — шибе |
ром, заслонкой, клапаном и т. п. |
|
|
|
|
|
В каждое из этих устройств входят электромеханический |
преоб |
разователь ЭМП |
(см. рис. 14-2), |
гидравлический |
усилитель |
ГУ, |
ис |
полнительный механизм |
ГИМ, датчик обратной |
связи ДОС, |
а |
так |
же ряд вспомогательных |
узлов. |
|
|
|
|
|
Автономный |
гидравлический |
привод АГП-1. |
Упрощенная |
схема |
работы АГП-1 приведена |
на рис. |
14-5. Сигнал / 4 |
= / 4 — / 4 |
с |
выхода |
электронного регулирующего блока БЭР-2к поступает на управляю щие катушки 10 электромеханического преобразователя электро магнитного типа. Если токи в катушках преобразователя равны, равны и развиваемые ими усилия. Якорь 8 удерживается в среднем
положении |
плоскими |
пружинами 9. |
Если |
разность |
токов |
в катушках преобразователя не равна |
нулю, якорь отклоняется |
от среднего положения. Перемещение яко |
ря х$ является выходом преобразователя. Если пренебречь гистере зисом, трением, нелинейностью характеристик пружин, то передаточ
ную функцию линейной модели ЭМП для |
частот |
с о < 1 0 |
рад/сек |
можно представить |
в виде |
|
|
|
|
|
W, (р) = |
= *«• |
|
|
( 1 4 - 4 ) |
где £ 5 = 0 , 0 4 мм/ма |
U (р) |
|
|
|
— коэффициент |
усиления. |
|
|
|
С якорем 8 преобразователя |
соединена |
управляющая |
игла И, |
являющаяся частью первого каскада двухкаскадного |
гидравлическо |
го усилителя. Его вторым каскадом является |
цилиндрический золот |
ник 20 поступательного движения. Масло от маслонасоса 17 посту |
пает |
в камеру |
А через дроссель 12 и в камеру Б — непосредственно. |
Из |
камеры А |
рабочая жидкость через дроссельную щель, обра |
зованную |
иглой / / и диафрагмой 7, и через канал в золотнике про |
ходит на |
слив. Давление РА в камере А, действующее на золотник |
слева, определяется соотношением гидравлических потерь в посто
янном |
дросселе 12 |
и |
дроссельной щели |
и, следовательно, |
зависит |
от |
положения иглы относительно диафрагмы. Давление Рg |
в каме |
ре |
Б, |
действующее |
на |
золотник справа, |
постоянно. При |
равенстве |
r | — 0
0
Рис. 14-5. Схема |
автономного |
гидравлического приво |
да АГП-1. |
|
|
|
сил, действующих на золотник справа |
и слева, |
последний находится |
в равновесии. Условие равновесия золотника |
|
|
РБ |
F Б ' |
|
где FA и F B — площади |
торцов золотника в полостях А и 5. |
Среднему положению |
якоря соответствует |
такое положение зо |
лотника 20, при котором золотник перекрывает каналы, идущие к кри
вошипному исполнительному механизму 4. |
Поршень 5 и вал 3 ис |
полнительного механизма при этом неподвижны. |
|
Если токи в катушках не равны, якорь |
8 и игла |
/ / отклоняются |
от среднего положения. При перемещении |
иглы 11 |
влево давление |
в камере Л упадет вследствие увеличения проходного сечения дрос сельной щели, образованной иглой и диафрагмой 7. Давление в ка мере Б остается неизменным. Равенство сил, действующих на золот
ник, нарушается, и золотник перемещается |
влево. Золотник движет |
ся до тех пор, пока давление РА |
не будет |
равно первоначальному. |
Это произойдет тогда, когда игла |
будет занимать прежнее положе |
ние по отношению к диафрагме, т. |
е. когда |
перемещение золотника |
2 будет равно перемещению иглы. При смещении золотника 20 от среднего положения перемещаются поршень 5 и вал 3 кривошипного шатунного механизма.
Передаточная функция золотника
w,{p) = — = - |
1 |
, |
* 5 |
( т 6 ) 2 р 2 |
+ Т 6 р + 1 |
где Гд и Т 6 —постоянные времени.
Уравнение движения исполнительного механизма, управляемого золотником, описывается соотношением (13-13). Однако передаточ ную функцию всей системы двухкаскадный усилитель — исполнитель ный механизм (вход — перемещение х^ иглы, выход — перемещение у вала исполнительного механизма), как показано в [Л. 28], можно упростить введением эквивалентного запаздывания т. Передаточная функция системы при этом имеет вид:
|
* Б (Р) |
Тя.ы Р |
где Ги-м =0,014 сек-мм/град; |
т = 0,09 |
сек. |
Поворот вала 3 через кулачок 2 передается на плунжер диффе ренциально-трансформаторного датчика / обратной связи. Величина сигнала Us (см. рис. 14-3) на выходе датчика зависит как от поло жения у вала исполнительного механизма, так и от положения ру коятки Статизм. Напряжение Us на выходе датчика без учета элек трической нагрузки связано с положением исполнительного механиз ма соотношением
W*(p) = j ^ - = k 8 k 8 , |
(14-6) |
где &g — коэффициент усиления кинематической передачи от испол нительного механизма к плунжеру датчика; ks —коэффициент уси- ' ления собственно датчика обратной связи при ненагруженном дат чике (£8 &8 = 266 мв/град).
Выходом обратной связи (см. рис. 14-2), включающей кроме дат чика обратной связи и пассивный контур КК, находящийся в блоке БЭР-2к, является напряжение х0.с- Передаточную функцию обратной связи в ПИ- и ПИД-режимах можно представить в виде
W9 |
(р) |
= |
J^lPL |
= _J^Z> |
, |
1 4 . 7 ) |
|
где |
|
|
у(р) |
ТТ,р> + |
Тр+Г |
{ |
' |
|
|
|
|
|
|
|
kg = ksks — |
2 |
2 |
— Коэффициент |
усиления |
(при #27 = |
0 |
Авн + |
А27 + |
^22 |
|
|
|
|
k9 = 2A0 мв/град); |
|
R B |
B — внутреннее |
сопротивление |
датчика; |
v |
— |
безразмерный коэффициент, численно равный отношению напряже |
|
ния, снимаемого с резистора R22, ко всему |
напряжению, |
подаваемо |
|
му на R22 (величина |
v |
определяется |
положением |
ручки |
Статизм); |
|
Т — постоянная |
времени |
^С-контура; |
|
Т9 |
— постоянная |
времени |
|
фильтра второй |
гармоники. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т = Я 2 0 ( С 1 0 |
+ |
С и ) ; |
|
|
|
|
(14-8) |
|
|
R |
2 J |
\ — |
|
|
— |
|
|
|
v W # 2 i ] c e - |
|
(14.9) |
|
Величина Т9 |
" V |
|
|
# В Н + Я 2 7 |
+ |
#22 |
/ |
J |
|
|
|
|
|
зависит |
от |
настройки |
регулятора и |
изменяется |
|
в пределах 0,06—0,1 |
сек. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выражение (14-7) получено в предположении бесконечной вели |
|
чины сопротивления изоляции |
конденсаторов |
СЮ и |
СП. Если |
учесть |
|
величину сопротивления |
изоляции Rn3 |
ЭТИХ |
конденсаторов, |
то |
вмес |
|
то выражения (14-7) получим |
(см. [Л. 29]): |
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
t |
( Р ) = |
|
ТТ |
„«ХТ^Їі 4 - г |
> |
|
|
( 1 |
4 ' Ш |
) |
|
|
|
|
|
7 Т 9 р 2 R+ Тр -+ 1 + г |
|
|
|
( Н - П ) |
|
|
|
|
|
|
|
АИЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Передаточную функцию обратной связи в П- и ПД-режимах |
|
можно найти из |
(14-10): |
|
|
2^20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т9р+ 1
Рассмотрим дополнительные устройства, входящие в АГП-1, но прямо не участвующие в формировании закона регулирования.
Шестеренный маслонасос 17 (см. рис. 14-5) приводится во вра щение электродвигателем 16. На линии всасывания установлен фильтр 18. Клапан 15 поддерживает постоянным заданное давление масла на выходе из насоса. Манометр 19 контролирует давление пос ле клапана. Поток масла к первому каскаду усиления поступает через фильтр тонкой очистки 14. Давление масла в первом каскаде поддерживается постоянным посредством клапана 13.
Блокировка и переключение на ручное управление осуществля ются с помощью отсекающего золотника 21, установленного на пути масла между гидравлическим усилителем и исполнительным меха
низмом, и электромагнита |
6. |
|
|
|
Внешний вид АГП-1 дан на рис. 14-6. |
|
|
Основные |
технические |
характеристики |
АГП-1 |
Максимальный момент на валу (при дав |
|
лении масла 20 кгс/см2), |
кг-см |
. . |
115 |
Наименьшее время полного хода нена- |
|
груженного исполнительного |
меха |
|
низма |
(при |
давлении |
масла |
|
20 кгс/см2), |
сек . |
|
|
Не более 10 |
Угол поворота |
вала, |
град |
|
|
90 |