зона действия задатчика. Для получения минимального фазового небаланса на выходе измерительной схемы первичные обмотки датчи
ков и резистор R18 |
соединяются |
последовательно, а напряжение |
на |
резисторе R18 сдвигается конденсатором |
СЮ. |
|
|
Уравнение измерительной схемы, если на ее вход поступают сиг |
налы х\, сигнал задания |
х3 и сигнал обратной связи хп.с, имеет вид: |
|
У 2 |
= V i ! - M o . c - * 3 - |
|
|
где U2 — напряжение па выходе |
измерительной схемы; kx, |
kx—ко |
эффициенты, определяемые положением |
рукояток Чувствительность |
1 |
и Чувствительность |
2. |
|
|
|
|
|
|
|
Передаточная функция измерительной схемы при одном входном |
сигнале |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
« M P ) |
= |
^ |
= |
V |
|
|
|
|
|
|
• М Р ) |
|
|
|
|
Напряжение U2 |
подается |
на |
вход |
полупроводникового |
усилите |
ля, состоящего из демодулятора, фильтра, модулятора, предвари тельного и выходного каскада.
Демодулятор, фильтр и модулятор служат для предотвращения усилителя от насыщения реактивным небалансом и небалансом по
|
|
|
|
|
|
|
|
|
высшим |
гармоникам. |
Демодулятор |
построен по схеме |
инверсного |
включения транзистора |
Т1 |
и |
питается |
напряжением, |
получаемым |
на резисторе R21. |
Сигнал |
на |
выходе |
демодулятора |
фильтруется |
(фильтр |
состоит из |
резисторов |
R16, |
R17, конденсаторов С8 и С9) |
и модулируется. Модулятор собран на транзисторе Т2 также по схе ме инверсного включения и управляется от специальной обмотки трансформатора Тр2. Демодулятор и модулятор работают в режиме ключа.
Сигнал с выхода модулятора усиливается двухкаскадным уси лителем, выполненным на транзисторах ТЗ и Т4. Оба триода вклю чены по схеме с общим эмиттером. Коэффициент усиления усилителя (зона нечувствительности регулятора) настраивается в первом кас каде потенциометром R4.
Связь между вторым и выходным фазочувствительным каскадом, собранным на транзисторах Т5 и Т6, осуществляется с помощью
трансформатора |
ТрЗ, первичная обмотка которого настроена в |
ре |
зонанс с частотой сети. Это позволяет |
выделить первую |
гармонику |
из напряжения, полученного от модулятора, и устраняет |
возмож |
ность возбуждения усилителя на высоких частотах. |
|
|
Нагрузкой выходного каскада являются обмотки электромагни |
тов, выходом |
усилителя — разность |
^3=^3 — U 3 напряжений |
на |
этих обмотках. Передаточная функция линейной модели |
усилителя |
без учета инерционности имеет вид: |
|
|
|
Us(p)
^ 2 ( Р ) = Г Г 7 Т |
< 1 6 - 2 ) |
V 2 (Р) |
|
где k2 — коэффициент усиления усилителя.
Усилитель УТ-ТС отличается от усилителя УТ только измери тельной схемой. В последней имеются мосты, к которым подключе ны термометры сопротивления.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Передняя |
панель |
усилителя |
УТ показана |
на рис. 16-4. |
На |
ней |
расположены |
|
ручка |
задатчика, |
лампочки, |
|
сигнализирующие |
об |
отклонении |
регулируемой |
вели |
чины |
от |
задания, |
переключатель |
с автоматического |
управления |
на |
дистанционное |
и |
кнопки |
ручного |
управления |
Больше |
и |
Меньше. |
Кроме |
того, |
на |
передней |
панели |
под специальной |
крышкой |
распо |
ложены |
рукоятки |
Чувствитель |
ность по каналу от каждого дат чика, рукоятка Нечувствитель ность и гнезда контроля входных сигналов после суммирования, из менения нуля задатчика и измене ния диапазона его действия.
16-4. И С П О Л Н И Т Е Л Ь Н Ы Е
М Е Х А Н И З М Ы
Менше больше
г
'10
Задатчик
АБ В Г
Вольте Авт Меньше
Диет
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гидравлические |
|
исполнительные |
|
|
|
|
механизмы |
модификаций |
ГИМ, |
|
|
|
|
ГИМ-1И и ГИМ-Д2И состоят из |
|
|
|
|
электромагнитов |
ЭМ |
и |
гидравли |
|
•120- |
|
ческих |
клапанов |
ГК, |
|
составля |
|
|
|
|
|
|
|
ющих |
электрогидравлическое |
ре |
|
|
|
|
ле, и |
собственно |
исполнительного |
Рис. 16-4. Передняя панель уси- |
механизма |
ГИМ |
|
(см. рис. 16-2). |
лителя |
УТ. |
|
|
Модификации |
|
исполнительных |
|
|
|
|
механизмов |
отличаются |
друг от |
|
|
|
|
друга |
наличием |
и |
способом |
формирования |
сигнала |
обратной |
связи. |
В качестве |
примера |
рассмотрим |
гидравлический |
исполнительный |
механизм ГИМ-1И |
(рис. 16-5). Если |
обмотки электромагнитов |
/ и 2 |
обесточены, то клапаны 3 и 4 под действием давления воды и веса подвижной системы находятся в крайнем нижнем положении, закры вая слив. При этом в обе полости цилиндра 5 поступает водопро водная вода под давлением, устанавливаемым редукционным кла паном. Д л я стабилизации положения поршня при наличии односто ронней нагрузки со стороны регулирующего органа полости исполни тельного механизма при нижнем положении клапанов разобщаются между собой с помощью обратных клапанов.
Если напряжение С/З на катушке / достигает напряжения сра батывания Ь, то втягивается сердечник электромагнита и клапан 3 перемещается из нижнего в крайнее верхнее положение. Подвод во
ды |
в |
нижнюю полость исполнительного |
механизма |
прекращается |
и |
она |
соединяется со сливом. При этом |
поршень 6 |
движется вниз |
с постоянной скоростью. При уменьшении напряжения |
до порога |
отпускания шф клапан 3 под действием веса и давления |
воды скач |
ком возвращается в |
нижнее положение. Если клапан 4 |
находится |
в верхнем положении, |
поршень 6 движется с постоянной |
скоростью |
вверх. Поступательное перемещение поршня 6 и штока 7 с помощью
кривошипной передачи 8 преобразуется во вращательное перемеще ние вала 9 и рычага, насаженного на валу и соединенного с регули рующим органом. Статическая характеристика системы электрогид равлическое реле — исполнительный механизм дана на рис. 16-6.
Рис. 16-5. Схема гидравлического исполнительного механизма ГИМ-1И.
град/сек
Л
|
|
|
2 |
|
|
|
|
в-20 b -15 |
-10 |
1 |
mb |
' |
Уз |
|
-5 m,b |
|
to |
|
|
V, |
•mb |
w,b 5 |
is |
ь гов |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
Рис. 16-6. Статическая характеристика системы электрогидрав лическое реле — исполнительный механизм.
Перемещение вала 9 (см. рис. 16-5) передается на задающие сильфоны 10 и 15: один из них сжимается, другой растягивается. Объем газа в сжимаемом сильфоне уменьшается, давление в нем
увеличивается; в растягиваемом сильфоне увеличивается объем |
газа |
и уменьшается давление. С задающими |
сильфонами соединены |
вос |
принимающие сильфоны |
и 14, с которыми соединен плунжер |
13 |
дифференциально-трансформаторного датчика. |
|
При равенстве давлений в сильфонах / / и 14 плунжер находится |
в среднем положении. |
12, через который верхние сильфоны 10 |
При закрытом дросселе |
и 11 соединены с нижними |
сильфонами |
14 и 15, перемещение плун |
жера 13 пропорционально перемещению |
вала 9, т. е. сигнал на выхо |
де устройства обратной связи пропорционален положению исполни тельного механизма. Регулятор при этом работает в П-режиме. При открытом дросселе после перемещения вала 9 давления в верхнем и нижнем сильфонах постепенно выравниваются за счет перетока воздуха через дроссель 12. Время выравнивания давления, т. е. вре мя возвращения плунжера 13 в среднее положение, зависит от сте пени открытия дросселя 12.
Допустим, что расходная характеристика дросселя линейна и что изменение объема сильфона значительно меньше его первоначаль ного объема. Тогда можно показать, что передаточная функция ли
нейной |
модели |
пневматической обратной |
связи |
(вход — перемеще |
ние у |
выходного |
вала, выход — перемещение z |
плунжера) |
прибли |
женно имеет вид: |
|
|
|
|
|
|
Г 3 ( р ) = - |
^ = ^ ^ |
, |
|
16-3 |
|
|
|
У (Р) |
Т3р+\ |
|
|
где &з—коэффициент, определяемый кинематической |
обратной |
связью |
и характеристиками сильфона; Т3 — постоянная времени, оп |
ределяемая открытием дроссельного крана. |
|
Передаточная функция |
датчика |
обратной |
связи |
Wt(p)= |
Х°-С[Р) |
=kt, |
(16-4) |
где k4 — коэффициент усиления.
Модификация исполнительного механизма ГИМ не имеет обрат ной связи, ГИМ-Д2И содержит пневматическое устройство обратной
|
|
|
|
|
|
|
|
|
связи с двумя |
дифференциально-трансформаторными |
датчиками и |
дифференциально-трансформаторный датчик жесткой обратной связи |
по положению |
исполнительного |
механизма. Плунжер этого |
датчика |
с помощью кинематической системы связан |
с валом исполнительного |
механизма. |
Передаточная |
функция жесткой обратной |
связи |
|
|
|
Я М Р ) = |
* ° ; с 1 р ) |
|
|
(16-5) |
где k5 — коэффициент усиления. |
|
|
|
|
|
Основные технические |
характеристики |
гидравлических исполни |
тельных механизмов (при давлении питания |
1,3 кгс/см2): |
время пол |
ного хода |
при |
моменте на выходном |
валу |
400 кгс-см |
составляет |
25 — 45 сек. |
максимальный |
момент на |
выходном валу — 700 |
кгссм, |
расход воды — 80—120 л/ч.
В комплекте с гидравлическими исполнительными механизмами применяется редукционный клапан РК-2, который поддерживает давление питания постоянным с точностью 0,2 кгс/см2. Диапазон настройки клапана 1—2 кгс/см2, давление источника воды 2,5— 4 кгс/см2.
Как указывалось в § 16-1, в системе «Кристалл» могут исполь зоваться и электрические исполнительные механизмы (исполнитель ные двигатели с редукторами типа Р М ) . Они управляются от уси лителей УТ или УТ-ТС через магнитный контактор, аналогичный контактору МКР-0-58 (см. § 4-9). Сигнал с выхода электрического исполнительного механизма поступает на вход блока изодромной обратной связи БИОС-М.
По своей конструкции и техническим характеристикам этот блок аналогичен устройству обратной связи в гидравлических исполни тельных механизмах.
16-5. Д И Н А М И Ч Е С К И Е ХАРАКТЕРИСТИКИ И О С О Б Е Н Н О С Т И Н А С Т Р О Й К И РЕГУЛЯТОРОВ
Существенной особенностью регулятора по сравнению с рассмотренными выше иными электрогидравлическими регуляторами является наличие нелинейного элемента —
Рис. 16-7. Примерные градуировочные характеристики регулятора.
а — рукоятка Чувствительность для настройки коэффициента пропорционально сти ftp; б —рукоятка Нечувствительность ( Д м и н — минимальная зона нечувст вительности регулятора).
трехпозиционного реле, охваченного обратной связью. Динамические свойства регуляторов с таким нелинейным элементом рассматривались в § 3-2. Согласно соотноше ниям (3-7), (16-1), (16-2) и (16-5) амплитудно- и фазо частотная характеристики П-регулятора в скользящем ре жиме имеют вид:
