Файл: Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 160

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Дат чип обратной связи

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:

WM='i^r^TT-

( , 4 - 3 >

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

468


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

470


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

471


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

 

 

 

 

472


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

473