ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные сведения об автоматических устройствах из "Курс теории механизмов и машин " В большинстве случаев автоматическое регулирование выполняется по схеме замкнутого контура, включающего в себя так называемую обратную связь. В самом простом случае схема замкнутого контура системы автоматического регулирования представляется в виде, показанном на рис. 199, на котором регулируемый объект /, например, двигатель, соединен с источником возмущений 2 (рабочей машиной). Во время работы такого агрегата источник возмущений 2 оказывает неодинаковое действие на регулируемый объект I (нагрузка, создав мая рабочей машиной, изменяется), а потому происходят изменения регулируемого параметра (угловой скорости коренного вала агрегата). Эти изменения регулируемого параметра воспринимаются чувствительным элементом 3 автоматического регулятора, который действует на регулирующий орган 4, усиливающий или ослабляющий питание регулируемого объекта (увеличивается или уменьшается подача в двигатель рабочего вещества — горючей смеси или пара). Цепь 1—3—4—1 называется обратной связью в схеме автоматического регулирования. Регулируемый объект действует на обратную связь, которая в свою очередь действует на регулируемый объект. [c.334] Чувствительный элемент рассмотренного типа широко применяется до настоящего времени. Однако сейчас разработано большое количество и других видов конструкций чувствительных элементов. [c.335] Непрямое регулирование с центробежным чувствительным элементом осуществляется по схеме, изображенной на рис. 201. Здесь / и 2 соответственно тепловой двигатель и рабочая машина, 3 —центробежный чувствительный элемент, действующий на золотник 4 гидропривода, передвигающего поршень гидравлического двигателя 5, управляющего заслонкой 6. [c.336] На рисунке 202, а представлена другая схема непрямого регулирования с использованием тахогене-ратора. Цифрами 1 и 2 обозначены тепловой двигатель и рабочая машина. Вал рассматриваемого агрегата через зубчатую передачу 3 связан с тахогенератором 4, одна клемма которого соединена с электронным усилителем 5, а другая со щеткой 10 потенциометра 6, находящегося под действием напряжения постоянного тока электрической сети. В результате такого соединения в усилитель 5 подается разность напряжений — и , которая при стационарном режиме агрегата равна нулю, вследствие чего электромагнитный регулирующий орган 8 остается в покое. [c.336] При изменении угловой скорости коренного вала агрегата напряжение увеличивается или уменьшается, происходит рассогласование между величинами и Уо, сердечник 7 регулирующего органа приходит в движение и заслонка 9 опускается или поднимается, регулируя тем самым подачу топлива в двигатель.Одновременно С ЭТИМ одна ИЗ пружин, 11 или 11 -, натянутых предварнтольно одинаково, растягивается сильнее, а другая уменьшает свое предварительное натяжение, вследствие чего вЬтзванная рассогласованием напряжений сила сердечника 7 уравновешивается. [c.336] К сердечнику 7 присоединяется устройство /2, называемое демпфером, которое состоит из цилиндра с воздухом или жидкостью и из поршня с отверстиями. Движению поршня и, следовательно, сердечника 7 препятствует сила сопротивления, возникающая при перетекании воздуха или жидкости из одной полости в другую. Такое сопротивление способствует гашению колебаний рычага заслонки 9, находящегося под действием пружин И и 11 . [c.337] Во всех механизмах автоматического регулирования вспомогательные системы, усиливающие действия чувствительного элемента (на рис, 201 гидропривод 4 и 5 и на рис. 202,а усилитель 5 с электромагнитным приводом 8), получили общее название сервомоторов. [c.337] изображенная на рис. 202, а, допускает настройку регулируемого параметра (угловой скорости коренного вала агрегата) на определенный уровень, что достигается изменением напряжения ид, осуществляемым щеткой 10. При этом регулируется и натяжение пружин 1Г и 11 . [c.337] Выше указывалось, что величина х зависит от величины угловой скорости коренного вала агрегата, вследствие чего с ней связан и момент Мд. [c.338] Одновременно с этим надо отрегулировать натяжение пружин IV и 11 с таким расчетом, чтобы величина х соответствовала моменту двигателя, определяемому заданной угловой скоростью соц. Указанная настройка регулятора производится перед пуском агрегата в работу. [c.338] При номинальном режиме работы агрегата момент сопротивления, создаваемый рабочей машиной 2 (см. рис. 202, а), равен моменту М двигателя. При правильно настроенном регуляторе напряжение тахогенератора 4 равно напряжению (Уц потенциометра и напряжение на клеммах электронного усилителя 5 равно нулю нулю равно и напряжение на клеммах электромагнита 8. В этом случае вся регулируемая система находится в состоянии равновесия. [c.339] В статическом состоянии (система находится в покое или в установившемся движении) регулятор должен быть устойчивым. Статическая устойчивость регулятора заключается в том, что при изменениях его параметров появляется сила, стремящаяся свести к нулю величины этих изменений. [c.339] Например, в центробежном регуляторе (см. рис. 200) при постоянном сопротивлении со стороны рабочей машины 2 устанавливается состояние равновесия между центробежными силами шаров, с одной стороны, и между весом шаров, весом ползуна (муфты) и силой натяжения пружины, с другой стороны. При стационарном движении агрегата I—2 (рис. 202, а) аналогичное соответствие наблюдается между силами натяжения верхней и нижней пружин // и 11 . При настройке регулятора на номинальный режим сила Рпн и сила Р а натяжений обеих пружин устанавливаются равными (рис. 202, б), так что рычаг заслонки 9 остается в заранее установленном положении, соответствующем номинальному режиму работы агрегата. [c.339] Если по каким-либо причинам левый конец рычага заслонки 9 поднимается, то натяжение нижней пружины увеличится, а верхней уменьшится, и появится восстанавливающая сила АРп, равная разности указанных натяжений. Восстанавливающая сила появляется и при случайном опускании левого конца рычага заслонки 9. Таким образом, в обоих случаях сохраняется статическая устойчивость рассматриваемого регулятора при номинальном режиме. [c.339] При другом стационарном режиме напряжения Сх и оказываются неравными, вследствие чего действует сила Р, приложенная к сердечнику 7 электромагнита 8. При этом рычаг заслонки 9 поворачивается и одна из пружин, IV или 11 , натягивается сильнее, а сила натяжения другой уменьшается, но, складываясь с силой сердечника 7, она уравновешивает ту пружину, которая натянута сильнее. Это соответствует смещению оси абсцисс на величину, пропорциональную силе Р сердечника 7 (новое положение оси абсцисс на рис. 202, б изображено штрихами). Таким образом, рассматриваемая нами система автоматического регулирования статически устойчива. [c.339] Наконец, рычаг заслонки 9 находится под действием пружин и 11 , сила Рп которых, приведенная к сердечнику 7, пропорциональна координате х, т. е. [c.340] В рассматриваемой нами системе можно отметить две основные части регулируемый объект, состоящий из двигателя 1 и рабочей машины 2, и регулирующий орган в виде заслонки 9 вместе с рычагом, связывающим ее с сердечником 7. [c.340] Таким образом, рассматриваемая нами система описывается дифференциальными уравнениями (12.20) и (12.21). [c.341] Величины корней этого уравнения зависят от значения его коэффициентов. В большинстве случаев переходный процесс системы автоматического регулирования бывает колебательный с затухающими колебаниями. В этом случае, как показано ниже, один корень уравнения (12.23) получается отрицательным, а остальные два оказываются сопряженными комплексными с отрицательной вещественной частью. [c.341] Регулируемая система считается динамически устойчивой, если при нарушении ее равновесия малые начальные отклонения параметров системы от их значения при состоянии равновесия стремятся С течением времени к нулю. Если же с изменением времени эти отклонения возрастают, то регулируемая система называется динамически неустойчивой. [c.341] Вернуться к основной статье