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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 147

Скачиваний: 1

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

ему

перемещение

штока

гидравлического исполнитель­

ного

механизма.

 

 

Упрощенная принципиальная схема устройства УРП

дана на рис. 15-9.

Разность

сигналов

где

Uo.c — сигнал

с выхода обратной связи по положе­

нию

вала реверсивного двигателя; х0:с — сигнал с выхо­

да обратной связи по положению штока исполнительного механизма, поступает на делитель R1 электронного уси­ лителя /. Этот делитель служит для изменения чувстви­ тельности регулятора. Электронный усилитель состоит из двух каскадов усиления переменного тока, собранных на двух половинах лампы Л1, и усилителя мощности, собранного на лампе Л2. Каскады разделены друг от друга конденсаторами СБ и Сб. Нагрузкой усилителя мощности служит управляющая обмотка конденсаторно­ го двигателя 2 типа Д-32. При отсутствии входного сиг­ нала через эту обмотку протекает пульсирующий пере­ менный ток, затормаживающий двигатель. При появле­ нии сигнала в зависимости от его фазы двигатель вращается в ту или иную сторону.

При отсутствии входного сигнала золотник 6 одно-

каскадного гидравлического

усилителя

под действием

пружин 7 устанавливается в среднем положении.

 

При появлении входного сигнала реверсивный дви­

гатель 2 через шестерню 4 и рейку 5 перемещает

золот­

ник от среднего положения. Масло от маслонасоса

10,

который вращается

электродвигателем

11, через

откры­

тые окна золотника поступает к исполнительному

меха­

низму 12, который приходит в движение.

 

 

 

Вращение двигателя

2

через

шестерни

3,

лекала

и рычаг передается

на

рамку 16

ферродинамического

преобразователя — датчика

обратной связи

по положе­

нию двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

При движении

штока

исполнительного

механизма

с помощью рейки 13 и шестерни 14 перемещается

рамка

15 ферродинамического преобразователя — датчика

по­

ложения штока. Редукционный клапан 9 служит для ре­ гулирования давления масла, дроссель 8 предназначен для измерения скорости перемещения штока.

Конструктивно устройство УРП выполнено в виде двух блоков: силового и управляющего, электрически соединенных между собой.

506


Рис. 15-9. Упрощенная принципиальная схема устройства

регулирующего прямоходного УРП.

 

Технические характеристики

устройства УРП

Усилие

на штоке, кгс

 

 

100—400

Величина полного перемещения штока, мм . .

100

Время

полного

перемещения

штока,

сек . .

30—45

Перейдем к

составлению

передаточной

функции ре­

гулятора с устройством УРП согласно схеме, приведен­ ной на рис. 15-3, б.

Передаточная функция линейной модели электронно­ го усилителя с предвключенным делителем и с конден­

саторным

двигателем

(вход — сигнал

U2,

выход — угол

поворота

Хз вала

двигателя)

имеет вид:

 

 

 

 

 

 

Wz

(р) =

=

3

3

3 — ,

 

 

(15-6)

 

 

 

 

Ut(p)

 

P(TSP

+

1)

 

 

к

'

где k'3— коэффициент,

определяемый

выбором

отпайки

на потенциометре Rl; k"3 =400 коэффициент

усиления

усилителя напряжения; k'b"«3

град/сек-в

— коэффици­

ент

усиления системы

усилитель

 

мощности — конденса­

торный двигатель;

7 з « 0 , 2

сек

 

постоянная

 

времени.

 

Передаточная функция линейной модели системы

гидравлический

усилитель — исполнительный

 

механизм

имеет вид:

 

 

 

 

 

=-^-,

 

 

 

 

 

 

Wt(p)=-^pr

 

 

 

(15-7)

где у— угол поворота

(Р)

 

ТИ.Ы р

 

 

механизма;

вала

исполнительного

&4=0,29 мм/град

— коэффициент, определяемый

отноше­

нием перемещения золотника к углу поворота

выходного

вала редуктора;

Г и . м = 4,7 сек — постоянная

времени.

 

Передаточная

функция

обратной

связи

(вход

зве­

н а — угол

поворота

х3,

выход — сигнал обратной

связи

Uo.c)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

k'5—коэффициент,

определяемый

выбором

отпайки

на

потенциометре

R2;

/гф=0,05

 

в/град — коэффициент

усиления

ферродинамического

преобразователя;

k"5 =

= 0,4 коэффициент,

определяемый

отношением

угла

поворота

рамки преобразователя

к углу поворота выход­

ного вала

редуктора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

508


Передаточная функция обратной связи по положе­ нию у штока исполнительного механизма (выход—сиг­

нал Хо.с)

 

Г 6 ( р ) -

(15-9)

 

 

Х0,(Р)

где

kg—коэффициент,

определяемый выбором отпайки

на

потенциометре R3;

&д = 0,422 град/мм — коэффици­

ент, определяемый отношением угла поворота рамки преобразователя к перемещению штока исполнительно­ го механизма.

Из

(15-6) — (15-9)

можно получить

 

передаточную

функцию линейной модели регулятора в целом:

W(p)

= - k P r r

^ r r _

_я

_9 , ^

_ < л

, (15-10)

 

 

7 У Г , Г б а л р 3

+ Г , Г б а л р 2 + Г б а л

р

+ 1 '

где

 

 

 

рад/се/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,06]

 

 

 

 

kg

kg

 

0,05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— коэффициент

пропорцио­

 

 

 

нальности регулятора;

0,01

 

 

 

 

 

1

 

2-

•і

 

 

ТУ

 

 

0,05

''X

 

 

k3k3 k3

k5k^k5

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

0,0 Z

 

 

 

бал

 

 

0,01

\

 

 

 

Й4 kg kg

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

— постоянные времени.

о,5 I

10 20 50

Коэффициент пропорцио-

Рис.

15-10. Область

нормаль-

н а л ь н о с т и

kp

н а с т р а и в а е т с я

н ы х

режимов регулятора с

ДИСКретнО

изменением

ОТ-

 

устройством УРП.

п а й к и н а п о т е н ц и о м е т р е R3

 

 

 

 

о б р а т н о й связи (т . е. изменением к о э ф ф и ц и е н т а

kg).

Область

н о р м а л ь н ы х

р е ж и м о в

р е г у л я т о р а с

у с т р о й ­

с т в о м УРП

о г р а н и ч е н а

в л и я н и е м

 

б а л л а с т н о г о

з в е н а .

Границе о б л а с т и н о р м а л ь н ы х

режимов п р и коэффициен­

т е k'5=Q,\

с о о т в е т с т в у е т

к р и в а я 1 н а

р и с . 15-10.

Кроме

того, о б л а с т ь

н о р м а л ь н ы х р е ж и м о в

о г р а н и ч е н а

мини­

м а л ь н ы м у с т а н а в л и в а е м ы м з н а ч е н и е м к о э ф ф и ц и е н т а kp ( п р я м а я 2).

509


15-5. В С П О М О Г А Т Е Л Ь Н А Я А П П А Р А Т У Р А

 

Д л я расширения

класса датчиков, с которыми

могут работать элект­

рогидравлические

регуляторы завода КИП,

применяется ряд уст­

ройств. К ним относятся преобразователи температуры,

работающие

в комплекте с термопарой, радиационным

пирометром

(устройства

типа ППФ) или термометром сопротивления

(устройства

т и п а П М Ф ) .

Для преобразования различных параметров, предварительно изме­ ренных датчиками, на выходе которых установлен сельсин БД-404А

Рис. 15-11. Схема работы электропневматического преобразо­ вателя ПЭПФ,

или дифференциально-трансформаторный преобразователь, служат соответственно устройства типа ПБФ и П Д Ф . Все эти устройства построены по схеме автоматической компенсации. На их выходе включены ферродинамические преобразователи.

Для построения сложных схем управления, имеющих различные унифицированные сигналы, применяются устройства ПЭПФ, ПФТ, ПФН. Они служат для преобразования выходных сигналов с ферродинамических преобразователей в унифицированный сигнал дав­

ления

воздуха (устройства

типа

ПЭПФ),

в унифицированный сиг­

нал постоянного

тока (устройства

типа

ПФТ),

в сигнал

постоян­

ного напряжения

(устройства типа

П Ф Н ) .

 

 

 

В

качестве

примера

рассмотрим схему

устройства

ПЭПФ

(рис. 15-11). Входной сигнал от задающего ферродинамического пре­ образователя поступает на вход электронного усилителя /, управля­

ющего конденсаторным двигателем

2, который через редуктор пово­

рачивает рамку компенсирующего

ферродинамического

преобразова­

теля 3 до наступления равенства

входного сигнала сигналу на вы­

ходе этого преобразователя. Одновременно двигатель 2

поворачива­

ет лекало 4. При помощи рычага 5 лекало изменяет натяжение пру­ жины 6, а следовательно, и усилие, действующее на дно сильфона 8.

510


Давление питания Р , ш т подается в камеру Л и через постоянный дроссель в камеру В, давление в которой определяется расстоянием между дном сильфона, являющимся заслонкой, и соплом 7. При уве­ личении усилия, действующего на дно сильфона, зазор между соп­ лом, и заслонкой уменьшится, давление в камере В возрастет и мем­ бранная система 9 переместится вниз. Шток 10 нажимает на тарель­ чатый клапан И, который опускается вниз. При этом камера Б соединяется с камерой Л и в камеру Б поступает питающий воздух. Давление в камере Б увеличивается до тех пор, пока не сравняются усилия, действующие на мембранную систему 9 сверху и снизу. Дав ­ ление в камере Б также подается во внутреннюю полость сильфона 8 и уравновешивает усилие, развиваемое пружиной 6. Давление в ка­ мере Б, таким образом, пропорционально усилию, развиваемому пружиной 6, и, следовательно, электрическому входному сигналу.

К вспомогательной аппаратуре регуляторов могут быть также отнесены устройство ПФФ, осуществляющее нелинейное преобразо­ вание сигнала с выхода ферродинамического преобразователя, уст­ ройство ПФФК, отличающееся от ПФФ тем, что в нем имеется авто­ матический ввод коррекции по температуре измеряемой величины, и устройство ПЭФ, используемое в схемах умножения и деления.

Глава шестнадцатая

Э Л Е К Т Р О Г И Д Р А В Л И Ч Е С К И Е Р Е Г У Л Я Т О Р Ы С И С Т Е М Ы « К Р И С Т А Л Л »

16-1. Н А З Н А Ч Е Н И Е И СТРУКТУРА

Электрогидравлические регуляторы системы «Кристалл» Московского завода тепловой автоматики [Л. 33] пред­ назначены для регулирования давления, разрежения, уровня, расхода, температуры и других величин, изме­ ряемых датчиками с выходными дифференциально-тран­ сформаторными преобразователями или термометрами сопротивления. Эти регуляторы обеспечивают реализа­ цию П-, ПИ-законов регулирования и регулирование

спостоянной скоростью регулирующего воздействия.

Всостав системы «Кристалл» входят (рис. 16-1):

датчики ДТ2, ДМ, МЭД с выходными дифференци­ ально-трансформаторными преобразователями;

транзисторные усилители УТ и УТ-ТС; гидравлические исполнительные механизмы ГИМ,

ГИМ-1И и ГИМ-Д2И; редукционный клапан РК-2.

Регуляторы системы «Кристалл» могут использовать­ ся совместно не только с гидравлическими, но и с элек-

511