рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Регуляторы прямого действия

Регуляторы прямого действия - раздел Транспорт, Автоматизация судовых энергетических установок. Регулирование и регуляторы Этот Тип Регуляторов Не Требует Для Своей Работы Подвода Дополнительной Энерг...

Этот тип регуляторов не требует для своей работы подвода дополнительной энергии. Функциональная схема регулятора прямого действия показана на приведённом ниже рисунке 2.6:

Эти регуляторы используют для перемещения регулирующего органа энергию, отбираемую измерительным устройством от самого объекта. В качестве линии связи в таких регуляторах обычно используют механическую передачу (шестерённую или рычажную).

Примером конструкции регулятора прямого действия может служить регулятор Уатта, разработанный этим английским изобретателем для регулирования частоты вращения вала паровой машины. С небольшими изменениями такая конструкция применяется и до настоящего времени (рисунок 2.7):

 

 

Регулятор состоит из центробежного измерительного устройства, рычажной линии связи и регулирующего органа - заслонки, с помощью которой изменяется подача пара. Измерительное устройство приводится во вращение выходным валом двигателя через коническую передачу. Рассмотрим принцип действия измерителя (рисунок 2.8):

При вращении вала измерительного устройства на грузики действует центробежная сила:

Fцб = mω2R

где m – масса грузика;

ω – круговая частота вращения;

R – радиальное расстояние от оси вращения до центра грузика.

Центробежная сила может быть представлена, как векторная сумма поперечной F1 и продольной F2 составляющих. Поперечная составляющая стремится повернуть рычажок с грузиком по часовой стрелке. Если разложить таким же способом силу веса грузика P и силу S, создаваемую растянутой пружиной, получим две поперечные составляющие P1 и S1 , которые стремятся развернуть рычажок в обратную сторону.

При постоянной частоте вращения рычаги с грузиками и муфта измерительного устройства занимают такое положение, при котором моменты, создаваемые силами F1, P1 и S1, взаимно уравновешены.

При увеличении частоты вращения центробежная сила и её поперечная составляющая будут увеличиваться в соответствии с приведённой выше формулой. Равновесие моментов нарушится, и рычажок будет разворачиваться, приподнимая грузик. При этом будет увеличиваться сила натяжения пружины и поперечная составляющая веса грузика. Движение будет продолжаться до тех пор, пока не наступит новое равновесное состояние при более высоком положении грузиков и муфты.

При снижении частоты вращения всё будет происходить в противоположном направлении.

Выходным сигналом измерителя является вертикальное положение муфты, которое характеризует частоту вращения вала двигателя (чем быстрее вращается вал, тем выше муфта). Перемещение муфты с помощью рычажной линии связи передаётся заслонке, перекрывающей подачу пара к двигателю.

Рычажная связь выполнена таким образом, что при увеличении частоты вращения вала машины регулирующий орган уменьшает подачу пара, а при снижении частоты вращения – увеличивает подачу пара. Устройство, действующее подобным образом на объект, называют отрицательной обратной связью.

Обратная – потому, что измеряется выходной параметр объекта (в данном случае частота вращения вала двигателя) и в соответствии с результатом измерения производится воздействие на входной параметр объекта регулирования ( в данном случае – расход пара).

Отрицательная – потому, что это воздействие изменяет значение регулируемого параметра в сторону, противоположную той, которая была обусловлена каким-то внешним возмущением.

Именно благодаря отрицательной обратной связи и осуществляется автоматическое поддержание заданного значения регулируемого параметра (стабилизация). Рассмотрим, может ли такой регулятор поддерживать неизменное значение регулируемого параметра (частоты вращения) при изменении нагрузки (момента сопротивления насоса или генератора).

При относительном изменении нагрузки от 0 до 100% необходимо в этом же диапазоне изменять и мощность двигателя, которая определяется расходом пара Y. Следовательно, заслонка регулирующего органа при таком изменении нагрузки должна переместиться из крайнего нижнего в крайнее верхнее положение, т.е. относительное изменение её положения μ тоже должно составить 100% .

В регуляторе прямого действия (рис.2.7) положение регулирующего органа жесткой рычажной передачей связано с положением муфты измерительного органа, а значит, и с частотой вращения вала (такая обратная связь так и называется «жёсткая обратная связь»). Следовательно, регулируемый параметр будет изменяться пропорционально изменению нагрузки. Поэтому такие устройства называются «пропорциональными регуляторами».

В какую сторону будет изменяться регулируемый параметр при увеличении нагрузки?

Отрицательная обратная связь обеспечивает увеличение подачи пара при снижении частоты вращения, следовательно, увеличение нагрузки и мощности двигателя будет сопровождаться снижением частоты вращения, т.е. характеристика регулирования будет иметь убывающий характер, показанный на рисунке 2.9:

Какова будет величина статической ошибки регулирования Δ? Она будет зависеть от коэффициента пропорциональности, связывающего изменение частоты вращения с изменением положения заслонки. Его называют коэффициентом усиления регулятора Кр . Он определяется коэффициентом усиления измерителя Ки и коэффициентом усиления линии связи Клс :

Кр = μ/φ = Ки · Клс (1)

где Ки = z/φ; Клс = μ/z =BC/AB

Из формулы (1) следует, что φ = μ/Кр , т.е. относительное изменение регулируемого параметра φ обратно пропорционально коэффициенту усиления регулятора Кр.

Если, например, коэффициент усиления регулятора Кр = 40, то при увеличении нагрузки от 0 до 100% регулируемый параметр уменьшится на 2,5%

 

Из сказанного следует:

· регуляторы прямого действия реализуют принцип регулирования по отклонению;

· регуляторы прямого действия являются пропорциональными регуляторами (П-регуляторами);

· система автоматического регулирования с таким регулятором является статической системой, поскольку изменение нагрузки вызывает статическую ошибку регулирования;

· величина статической ошибки обратно пропорциональна коэффициенту усиления регулятора. В реальных судовых системах автоматики статическая ошибка обычно находится в диапазоне 1÷4% .

 

Достоинствами регуляторов прямого действия являются простота, надёжность и низкая стоимость конструкции.

Недостатками регуляторов прямого действия являются:

· сравнительно небольшие усилия и мощности, которые они могут развить для воздействия на регулирующий орган;

· сложность реализации более совершенных законов регулирования, чем пропорциональный.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Автоматизация судовых энергетических установок. Регулирование и регуляторы

Часть Регулирование и регуляторы.. Основные понятия.. Процессом автоматического регулирования принято называть автоматическое поддержание на заданном уровне стабилизацию..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Регуляторы прямого действия

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Принципы регулирования
Рассмотрим в качестве примера простую гидравлическую задачу, известную со школьных времён - бассейн с двумя трубами: по одной трубе вода подаётся в бассейн, по другой она вытекает к потребителям (р

Регуляторы непрямого действия
Этот тип регуляторов требует для своей работы подвода дополнительной энергии. Функциональная схема регулятора непрямого действия показана на приведённом ниже рисунке 2.10:

Виды энергии
2.4.1а Преимущества гидравлических устройств: · высокая надёжность (длительный срок службы, устойчивость к сложным условиям эксплуатации); · возможность получения

Статические характеристики регуляторов непрямого действия
Построим совмещённые характеристики регулятора и его блоков, расположив их в следующем порядке: в 1 квадранте поместим характеристику регулирования, т.е. зависимость регулируемого параметр

Понятие об устойчивости САР
САР считается устойчивой, если, выйдя из равновесного состояния в результате влияния временно действующего возмущения, она снова возвращается в исходное состояние после прекращения действия возмуще

Оценка качества переходных процессов
Рассмотрим некоторые виды переходных процессов устойчивых САР. Переходные процессы неустойчивых систем особого интереса не представляют, поскольку такие системы не работоспособны. Коорд

Типовые динамические звенья
Свойства типовых динамических звеньев принято описывать либо аналитическими выражениями (передаточными функциями W), либо переходными процессами, характеризующими изменение во времени выходного сиг

Следящие системы
Следящие системы – это особый вид автоматических устройств, который используется для дистанционного управления многорежимными объектами, например, для управления судовым дизелем из рулевой рубки.

И внутренней обратной связью
Для придания рассмотренному выше устройству пропорциональных характеристик можно выполнить следующие конструктивные переделки:

Следящий исполнительный механизм пневматической системы ДАУ
В современных пневматических системах ДАУ, предназначенных для дистанционного воздействия на регулятор частоты вращения главного дизеля, применяют исполнительные механизмы с более совершенными схем

Гидравлический регулятор частоты вращения паровой турбины
Специфической особенностью паротурурбинной установки является необходимость развития большого усилия (а значит, и мощности) при перекладке регулирующего органа – клапана, с помощью которого изменяю

Электронное управление топливоподачей в дизель
В последние годы достигнута очень высокая степень надёжности электронных схем управления, и они во многих установках заменили механические устройства, выполняющие функции подачи топлива в цилиндры

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги