Материал: Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

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

При работе с устройством ПЭГ используются гид­ равлические исполнительные механизмы СПГК. и С П Г П и маслонасосные установки МСА, выпускаемые заводом «Теплоавтомат» и описанные в гл. 13.

 

Задатчики

находятся

на

лицевой

 

панели

щитов

и

пультов, расстояние между

датчиками,

задатчиками

и

регулирующими

устройствами может

доходить до

1

км. Устройство ПЭГ устанавливается на расстоянии

не

более 10—20 м от исполнительного

механизма

и ис­

точника

маслоснабжения,

а

силовой

блок

устройства

УРП — в

непосредственной

близости от

перемещаемого

им регулирующего

органа.

 

 

 

 

 

 

 

Электрогидравлические регуляторы завода КИП де­

шевы и весьма

просты в эксплуатации,

не содержат под­

вижных контактов. Недостатком этих регуляторов яв­ ляется ограниченный выбор закона регулиройания.

Регуляторы нашли широкое применение в черной ме­ таллургии. Они используются в простых одноконтурных системах, где требуются значительные усилия и быстро­

действие

для

управления регулирующими органами.

15-2. П Р И Н Ц И П

ДЕЙСТВИЯ РЕГУЛЯТОРОВ

Принцип

действия регуляторов основан на последова­

тельном усилении сигнала ошибки сначала в электри­ ческих, а затем в гидравлических цепях, которые управ­ ляют гидравлическим исполнительным механизмом. Об­ ратные связи, формирующие закон регулирования, выполнены с помощью датчиков угла поворота с элек­ трическим выходом.

В этих регуляторах нашли широкое применение бес­ контактные ферродинамические преобразователи угло­ вых перемещений в пропорциональные значения унифи­ цированного электрического сигнала. Такие преобразо­

ватели,

кроме

формирования

 

обратных

связей,

используются

для дистанционной

передачи, суммирова­

ния и умножения сигналов. Вследствие этого

рассмот­

рим

сначала

принцип

действия

преобразователей

(рис. 15-2).

 

 

 

 

 

 

 

Магнитопровод

преобразователя

включает

ярмо

/,

сердечник

4 и подвижный

плунжер

6. В сердечнике

4

укреплены подпятники, в которых установлена

поворот­

ная

рамка

3.

На

магнитопроводе

находится катушка

2

с обмоткой возбуждения

и обмоткой

смещения, питаю-

495

щимися переменным током. Концы этих обмоток и рам­ ки выведены на колодку зажимов 5.

Магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения, индуктирует в рамке 3 э. д. с , величина которой пропор­ циональна углу поворота рамки от нейтрального поло­

жения

NN и току в обмотке возбуждения

(этот угол по­

ворота

определяется

величиной входного

сигнала). Если

рамка

расположена

по

нейтрали

NN,

значение

наве-

 

N

 

 

N

 

 

 

в

E

m

 

 

 

ш"It J 6JО--

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

2

n

 

2-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

і

 

 

 

 

12 3 4 5

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20°

- 1 0

 

0

і0

2

 

 

 

DC

а)

 

Угол

поворота

 

рамки

6)

 

 

 

 

 

 

Рис.

 

15-2. Ферродинамический

преобразователь ПФ.

 

 

 

с —схема

работы; б — статические

 

характеристики без обмотки смещения (/),

с обычной обмоткой смещения

(//), при наличии обмотки

смещения с

двойным

числом витков (III).

 

 

 

 

 

 

 

 

денной

в ней э. д. с. равно

нулю, так как магнитный по­

ток не пересекает плоскости рамки. Фаза

э. д. с. меня­

ется на 180° при повороте

рамки в одну или другую сто­

рону от нейтрали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преобразователи ПФ выпускаются в различных мо­

дификациях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На

рис. 15-2,6 приведены основные

статические ха­

рактеристики преобразователей: зависимость между уг­ лом поворота рамки и индуктированной э.д. с. Е при неизменном токе в обмотке управления. Крутизну этой характеристики можно изменять с помощью подвижно­ го плунжера 6, определяющего величину зазора а при неизменном токе возбуждения.

Функциональная схема регулятора с преобразовате­ лем ПЭГ приведена на рис. 15-3, а. Сигнал %\ с ферродинамического преобразователя на выходе датчика, пропорциональный величине регулируемого параметра с,

496

сравнивается

с сигналом задания х3 с выхода

задатчи­

ка 3. Сигнал

ошибки х=Х\—х3

поступает на вход полу­

проводникового усилителя ПУ. Этот усилитель

управ­

ляет реверсивным конденсаторным двигателем

КД, яв-

Г-fii

 

1

 

 

 

КД

ГИМ

 

 

ДОС

 

11

 

ljrJ

а)

 

 

і

 

 

 

 

ЗУ

КД

 

 

Д0С1

 

 

 

 

Д0С2

 

IS

 

 

 

щ

і

1

 

I

 

Р

Н кА I—"1 г у У^тйм

.. I

ГРисП. 15L-3. Функциональные схемы регуляторовJ. в>

а — регулятор

 

с

преобразователем

ПЭГ

(И-режим)

б —регулятор

с

устройством УРП-ПФ

(П-режим)

в — регулятор

с устройством УРП-К

(регулирование с по

стоянной

скоростью).

— механический

-> — электрический сигнал;

сигнал;

— гидравлический сигнал.

 

ляющимся электромеханическим преобразователем. Вал двигателя КД перемещает датчик обратной связи ДОС по положению (до наступления равенства между сигна­

лом ошибки х

и сигналом х0.с) и плунжер гидравлическо­

го усилителя

ГУ.

Обратная связь охватывает двигатель

КД и усилитель

ПУ, обеспечивая

пропорциональность

положения вала

двигателя сигналу

ошибки х.

497

При смещении золотника от среднего положения при­ ходит в движение гидравлический исполнительный ме­ ханизм ГИМ, скорость перемещения которого пропорци­ ональна величине смещения золотника и, следовательно*^

ошибке х.

Тем самым

обеспечивается воспроизведение

И-закона.

 

 

 

 

 

 

 

Функциональная

схема

электрогидравлического

ре­

гулятора с

регулирующим

устройством

УРП-ПФ

(од­

ной

из модификаций

устройства

УРП)

дана на

рис.

15-3,

б.

 

х

 

 

 

 

 

Сигнал

ошибки

поступает

на вход

электронного,

усилителя ЭУ, управляющего конденсаторным двигате­

лем

КД,

вал которого, так же

как

и в преобразователе

ПЭГ,

перемещает

датчик обратной

связи ДОСІ

и

плун­

жер

гидравлического усилителя

ГУ.

 

 

ПЭГ

В

отличие от

регулятора

с

преобразователем

в регуляторе с устройством УРП-ПФ имеется

обратная

связь также по положению

исполнительного механизма

(датчик

ДОС2),

охватывающая

весь регулятор.

Благо­

даря этой обратной связи реализуется П-закон регули­

рования.

УРП может осуществлять регулирование-

Устройство

с постоянной

скоростью

регулирующего

воздействия.

Функциональная схема

устройства

УРП-К (модифика­

ции

устройства

УРП,

предназначенной

для

работы

в

этом

режиме)

дана

на

рис. 15-3,

в. Сигнал

ошибки

х

поступает на обмотку реле Р, которое замыкает цепь

питания двигателя КД,

перемещающего

золотник

в одно*

из крайних

положений

в зависимости

от знака

сигнала

х. При этом

исполнительный

механизм

ГИМ

приходит

в движение с постоянной скоростью.

 

 

 

 

 

При

исчезновении

сигнала

небаланса

на

входе

ре­

гулятора

цепь питания конденсаторного

двигателя

КД

размыкается. Золотник под действием возвратных пру­ жин возвращается в среднее положение. Исполнитель­

ный механизм ГИМ останавливается

в том положении,,

в котором он был перед размыканием

контактов.

15-3. Д А Т Ч И К И И З А Д А Т Ч И К И

Датчики ферродинамической системы в зависимости от способа из­ мерения можно разбить на две группы.

К

первой группе относятся компенсационные

датчики типов-

ДМК,

ДМКК,

ДМКФ, И Р К В Ф , ИПВФ (рис. 15-4),

в которых для

преобразования

входного сигнала используется

вспомогательная»

498

энергия. В этих датчиках чувствительный элемент ЧЭ преобразует измеряемую величину сг в усилие, перемещающее плунжер индук­ ционного датчика рассогласования ИДР. Сигнал с выхода этого дат­ чика усиливается электронным усилителем ЭУ, который управляет реверсивным конденсаторным двигателем КД типа Д-32.

Выходной вал двигателя связан с блоком компенсации БК, пре­ образующим угол поворота вала в усилие, компенсирующее усилие чувствительного элемента. Кроме того, двигатель перемещает рамку ферродинамического преобразователя ФП, сигнал Х\ на выходе ко­ торого пропорционален регулируемой величине.

ЧЭ

 

 

ИДР

ЭУ

КД

ФП

X,

— ( X )

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИ

 

 

 

Рис. 15-4. Функциональная

схема

датчиков с силовой

компенса­

цией.

 

 

 

 

 

 

 

Чувствительные элементы и блоки компенсации отличаются друг от друга у различных типов датчиков. Общими для всех датчиков являются индукционный датчик рассогласования, электронный уси­ литель и конденсаторный двигатель.

Ко второй группе датчиков относятся устройства ДК - Ф, ДКОФМ, ИАФ, ИУФ с непосредственным преобразованием измеряемой вели­ чины в электрический сигнал.

Преимуществами датчиков первой группы является повышенная точность, так как в чувствительном элементе не затрачивается энер­ гия на преодоление трения. Значительные перестановочные усилия, развиваемые на выходе конденсаторным двигателем, позволяют уве­ личить число выходных ферродинамических преобразователей до трех

(на выходе датчиков вместо одного

из ферродинамических

преобра­

зователей может

быть установлен

частотный, например

струнный,

преобразователь,

чем обеспечивается связь регуляторов с

прибора­

ми, имеющими частотный вход).

 

 

 

Преимуществом датчиков второй группы является большая про­

стота и дешевизна.

 

 

 

В качестве примера датчиков

первой группы рассмотрим

мем­

бранный компенсационный дифманометр ДМК . Упрощенная

схема

его приведена на

рис. 15-5, а. При

изменении перепада давлений о,

действующего на мембрану 2, приходит в движение плунжер / ин­ дукционного датчика. Это вызывает изменение напряжения на входе электронного усилителя 10, который управляет конденсаторным дви­ гателем 8. Двигатель поворачивает лекало 6 и через ролик 5 и ры­ чаг 4 действует на измерительную пружину 3 до тех пор, пока уси­ лие, развиваемое мембраной 2, не будет уравновешено силой пружи­

ны 3. Плунжер / при этом

возвращается в

прежнее положение.

С осью лекала соединены стрелка 7 и оси

рамок

выходных ферроди­

намических преобразователей

9.

 

 

Как показал расчет, дифманометр ДМК можно считать усили­

тельным звеном в диапазоне частот до 0,5

рад/сек.

499

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