Материал: Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

лампы Л2 (падение напряжения на резисторе R8) уве­ личивается. Ток в обмотке реле при этом становится

меньше. Если напряжение на сетке

левой половины

Л2

и анодное напряжение находятся

в противофазе,

то

ток в обмотке реле становится больше тока срабаты­ вания реле. Если эти изменения тока выходят за пре­

делы зоны нечувствительности

реле, то реле срабатывает

и исполнительный механизм

ИМ перемещает регули­

рующий орган в соответствующем направлении. Одно­ временно перемещается движок потенциометра обрат­ ной связи R1, жестко сочлененный с выходным валом. Между точками ей появляется напряжение, и общий сигнал небаланса, представляющий собой алгебраиче­

скую

сумму

напряжений иаи UCd уменьшается. При

этом

ток в

обмотке реле приближается к значению,

при котором реле размыкает контакты, и исполнитель­ ный механизм после поворота вала на некоторый угол, пропорциональный величине сигнала ошибки (отклоне­ нию движка R0), останавливается.

Ток в обмотке реле настраивается при помощи ба­ лансировки усилителя мощности переменным резисто­ ром нуль-реле HP R9, которое изменяет напряжение смещения на сетке левой половины лампы Л2. С этой же вторичной обмотки трансформатора напряжение подается на накалы ламп.

РУ)

С помощью

резистора R7 (регулировка

усиления

изменяется

чувстительность

регулятора.

Положе­

ние

движка

реостата

R6 (степень

неравномерности

СН)

определяет

величину

отклонения

выходного

вала

ис­

полнительного механизма, необходимую для компенса­

ции отклонения регулируемой величины.

 

Если отключить астатическую часть регулятора

/ / /

(например, разорвать цепь в точке а), то каждому

зна­

чению регулируемой величины (положению движка реостата R0) соответствует в состоянии равновесия оп­ ределенное положение регулирующего органа (положе­ ние движка реостата R1), т.е. при этом осуществляет­ ся П-закон регулирования. Коэффициент пропорцио­ нальности регулятора изменяется с помощью потенцио­ метра R6 (СН—«степень неравномерности» в термино­ логии завода-изготовителя).

Рассмотрим

принцип действия

астатической

части

/// . При отклонении движка реостата R0 между

точка­

ми ab, т. е. на

входе в астатическую

часть, также

появ-

199

ляется напряжение, которое поступает на сетку левой

половины

лампы Л1Л. Анод

этой

лампы питается

че­

рез генератор импульсов, собранный на

тиратроне

Л4

(ТП-0,1/1,3). Если тиратрон

«горит»,

переменное

на­

пряжение

через анодное сопротивление

R11

поступает

на сетку

усилителя мощности

ЛЗ

(6П14П).

На аноде

лампы ЛЗ появляется переменная составляющая. Анод­ ной нагрузкой ЛЗ служит одна из обмоток двигателя. Другая обмотка двигателя подключена постоянно к се­ ти 220 в через фазосдвигающий конденсатор СЗ. Ротор двигателя Д начинает вращаться при появлении пере­ менной составляющей тока на первой обмотке. Направ­

ление вращения определяется фазой

входного

сигнала,

т. е. направлением

отклонения

движка R0,

при этом

скорость вращения

пропорциональна

величине

подан­

ного сигнала. Для

расширения

диапазона

пропорцио­

нальности в усилитель введены обратные связи по току R16 и по напряжению (RIO, CI, R15). Двигатель пере­ мещается до тех пор, пока существует отклонение регу­ лируемого сигнала от задания (напряжение между точ­ ками ab). Поскольку скорость двигателя пропорцио­ нальна величине отклонения, то перемещение выходного

вала Д, а следовательно,

и сочлененного

с ним

движ­

ка потенциометра R2 пропорциональны интегралу от

отклонения регулируемого

сигнала

от задания.

Следу­

ет отметить, что анодное питание ЛЗ

подается периоди­

чески посредством тиратрона Л4,

что

обусловливает

импульсный режим работы двигателя. Время интегри­ рования меняется за счет изменения длительности цик­ ла. Период повторения импульсов питания изменяется в широких пределах. Рассмотрим принцип действия ге­

нератора

импульсов.

 

 

 

В катодную

цепь тиратрона Л4 последовательно

включены

два

контура

C4-R12-J-R13

и

C2-R14.

При включении, после прогрева катода, тиратрон «за­ жигается». При этом заряжаются конденсаторы С2 и С4. Напряжение на конденсаторе С2 служит анодным питанием лампы Л1Л. Как только конденсаторы заря­ дятся до величины, близкой к напряжению питания, падение напряжения на промежутке анод—катод тира­ трона становится меньше необходимого для поддержа­ ния газового разряда и тиратрон гаснет, а конденсато­ ры С2 и С4 начинают разряжаться — конденсатор С2 через резистор R14, конденсатор С4 через резисторы

200

R12 и R13 и подают на управляющую сетку тиратрона запирающие отрицательное напряжение. По мере раз­

ряда

конденсатора

С4

запирающее напряжение

пони­

жается,

тиратрон

зажигается

и процесс

повторяется

снова.

 

 

 

 

 

контура C4-R12-\-R13

 

Постоянная

времени

всегда

больше

постоянной времени

контура C2-R14. Поэто­

му анодное питание лампы Л1Л

исчезает и до повторного

зажигания

тиратрона

 

 

 

 

двигатель

 

некоторое

 

 

 

 

время не перемещается.

 

 

 

 

Диаграмма

 

работы

 

 

 

 

двигателя Д при посто­

 

 

 

 

янном

сигнале

на

вхо­

 

 

 

 

де приведена

на

рис.

 

 

 

 

5-3. Период повторения

 

 

 

 

импульсов

 

At

опреде­

 

 

 

 

ляется

постоянной

вре­

 

 

 

 

мени

 

контура

С4 =

 

 

 

 

= R12+R13.

Когда

на­

 

 

 

 

пряжение

на сетке

ти­

 

 

 

 

ратрона

 

становится

 

 

 

 

равным потенциалу

за­

 

 

 

 

жигания

U2, тиратрон

 

 

 

 

зажигается.

Время

пе­

 

 

 

 

ремещения

двигателя

 

 

 

 

М\

определяется

вре­

 

 

 

 

менем

поступления

на­

 

 

 

 

пряжения

 

на

аноды

Рис.

5-3. Диаграмма работы

лампы

Л1Л,

достаточ­

астатической части

регулятора

ного

для

перемещения

ИРМ-240.

 

 

двигателя,

т. е. посто­

C2-R14.

 

 

 

янной

времени

контура

Период повторения им­

пульсов М в регуляторе изменяется с помощью потенци­ ометра R13 (время удвоения ВУ). Таким образом, сред­ няя скорость перемещения двигателя (угол Р) изменяет­ ся в широких пределах в зависимости от периода &t2. Частота повторения импульсов изменяется от 2,5 им­ пульс/сек до 26 импульс/сек.

При вращении ротора двигателя Д перемещается движок потенциометра R2. При этом в диагонали моста М2, появляется дополнительное напряжение небаланса на резисторе R7, совпадающее по фазе с напряжением, вызванным изменением положения движка R0. Это при-

201

водит к дополнительному перемещению выходного вала исполнительного механизма в том же направлении. Дей­ ствие астатической части регулятора (движение Д и движка R2) прекратится лишь после исчезновения сиг­ нала ошибки (движок реостата R0 в среднем положе­ нии) .

б) СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ

В табл. 5-2 приводятся передаточные функции отдельных элементов регулятора в соответствии со схемой рис. 5-1.

1_

Рис. 5-4. Структурная схема регулятора ИРМ-240.

Приведенные в табл. 5-2 передаточные функции от­ дельных звеньев регулятора являются в некоторой степе­ ни идеализацией действительных динамических характе­ ристик элементов. Так, оба электронных усилителя и ис­ полнительный механизм обладают также инерцией и зо­ нами насыщения, в исполнительном механизме, кроме того, имеют место люфт и трение. Астатическая часть ре­ гулятора обладает зоной нечувствительности. Импульс­ ный режим двигателя Д только при сравнительно мед­ ленном изменении сигнала позволяет заменить элемент схемы Д интегрирующим звеном.

В соответствии со структурной схемой рис. 5-1 и пе­ редаточными функциями (табл. 5-2), составим структур­ ную схему регулятора (рис. 5-4). Статическая характе­ ристика реле приведена ко входу в электронный усили-

т

тель и значение Тя= —. Обведенная пунктиром часть схемы соответствует схеме релейного П-регулятора, рас­ чет которого рассмотрен в § 3-2. Рассмотрим особенности

202

Т а б л и ц а 5-2

ЗВЕНЬЯ РЕГУЛЯТОРА ИРІИ-240

-5 значения1

)ис. о ™

О а

Входная координата

Выходная координата

Вид звена, переда­

точная функция

 

 

ИС1

Отклонение

движка

Напряжение

на вхо­

Усилительное звено

 

реостатного

датчика

де

в электронный

 

 

ПО базового

прибора

усилитель

статиче­

 

 

от положения

равно­

ской

части

 

 

 

весия

 

 

 

 

 

ЭУ1

РЭ

им

ИС2

Напряжение на вхо­

Напряжение

на об­

де лампы

Л1

 

мотке реле

 

Напряжение

на об­

Положение

контак­

мотке

реле

 

 

тов реле

 

Положение

контак­

Положение

выход­

тов реле

 

 

ного вала

 

Положение

выход­

Напряжение

на

ного

вала

исполни­

входе в ЭУ1

 

тельного

механизма

 

 

Усилительное звено

S i

Нелинейный эле­ мент

Интегрирующее зве­ но

1*

Т Р

и.м и

Усилительное звено

ИС4

Отклонение

движка

Напряжение

на

Усилительное

звено

 

реостатного

датчика

входе

в электронный

 

 

 

базового прибора

от

усилитель

астатиче­

 

 

 

положения

 

равнове­

ской

части

(на входе

 

 

 

сия

 

 

 

ламп

Л1Л)

 

 

 

 

ЭУ2

Напряжение

на вхо­

Напряжение

на уп­

Усилительное

звено

 

де в электронный равляющей обмотке

 

 

 

усилитель

астатиче­

 

 

 

 

 

 

 

ской части

(на входе

 

 

 

 

 

 

 

лампы Л1Л)

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

Напряжение на

уп­

Положение

выход­

Интегрирующее

зве­

 

равляющей

обмотке

ного

вала

двигателя

но

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г Д 1 *

 

ИСЗ

Положение

выход­

Напряжение

на вхо­

Усилительное

звено

 

ного вала

Д

 

 

де ЭУ1

 

 

но к3

 

* Применяемые в комплекте с регулятором ИРМ-240 исполнительные меха­ низмы имеют двигатели постоянной скорости. Однако, учитывая, что на входе исполнительного механизма сигнал может принимать только три значения (+1, О, —1) можно без учета выбега, разгона и люфта в редукторе исполнительный механизм приближенно считать интегрирующим звеном.

203

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/155571