22 Билет

Электрические исп механизмы

В схемах управления электрическими исполнительными механизмами используются малоточные сигналы, поступающие от регулятора, поэтому эти сигналы усиливаются или преобразуются в электрические сигналы промышленного вида.

К основным элементам электрических исполнительных механизмов относятся: электродвигатель, редуктор, понижающий число оборотов, выходное устройство для механического сочленения с регулирующим органом, ручной привод (ручной дублер) на случай выхода из строя системы автоматики и для наладки, устройства, обеспечивающие останов механизма в крайних положениях (концевые выключатели), устройства самоторможения при отключении электродвигателя, устройства обратной связи в системах автоматического управления, устройства для дистанционного указания и сигнализации положения механизма (степени открытия клапана).

Исполнительные механизмы с электромагнитным (соленоидным) приводом используются в тех случаях, когда регулирующему органу необходимо сообщить поступательное движение. Поэтому эти исполнительные механизмы применяют при позиционном регулировании. Электромагниты широко используют для управления гидравлическими золотниками, пневматическими кранами, тормозными устройствами, переключением механизмов в станках и т.д.

Физический газоанализатор (кондуктометрический)

Принцип действия термокондуктометрических газоанализаторов основан на зависимости теплопроводности газовых смесей от ее состава. Простейшая схема автоматического устройства представляет собой мостовую схему (рис).

R₁ и R₂ — платиновые резисторы в рабочих камерах; R₃ и R₄ — резисторы в камерах сравнения; ЭУ — электронный усилитель.

В качестве мостовых плеч используется ячейки (стеклянные, керамические или металлические), внутри которых имеется электрические спирали. Сопротивление резисторов в глухих (закрытых) ячейках (камерах) или проточных с эталонной смесью постоянно. Величина сопротивления проточных ячеек варьируется в зависимости от вида анализируемой смеси.

Если спиральки предварительно нагреть, то газовые смеси их по-разному охлаждают, так как обладают различной теплопроводностью. Режим работы терморезисторов подбирается таким образом, чтобы теплопередача в камерах детектора происходила за счет теплопроводности через слой газа, а конвекция и излучение были минимальны. Возникает разбаланс мостовой схемы и можно измерить концентрацию анализируемого вещества в газовой смеси.

Достоинством термокондуктометрического метода измерения является универсальность, такие газоанализаторы можно отградуировать на различные газовые смеси.

Недостатками — имеют не очень высокий класс точности, ячейки являются неремонтопригодными элементами, необходим большой объем анализируемой пробы, сложности калибровки прибора.

Физический газоанализатор (магнитный на кислород)

Для анализа состава дымовых газов в содорегенерационных и известерегенерационных печах на содержание в них кислорода, используются магнитные газоанализаторы. По этим приборам определяют полное сгорание и необходимое количество избыточного воздуха, подаваемого в топку.

Наиболее распространенным является термомагнитный газоанализатор.

1 — блок подготовки; 2 — постоянный магнит; 3 — кольцевая камера; 4 — стеклянная трубка; R₁ и R₂ — терморезисторы; 5 — неуравновешенный мост; 6 — потенциометр.

Анализируемый газ поступает из блока подготовки 1 с постоянным объемным расходом в кольцевую камеру 3. По диаметру этой камеры установлена тонкостенная стеклянная трубка 4 с намотанными на ней терморезисторами теплового расходомера R₁ и R₂. Если в анализируемом газе отсутствует кислород, то при горизонтальном положении трубки 4 поток газа через нее отсутствует.

Когда в анализируемом газе имеется кислород, он втягивается в магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом 2 около левого (на рисунке) конца трубки 4. Затем кислород нагревается терморезистором R₁ до температуры выше точки Кюри (~80 ⁰С), при котором он теряет свои парамагнитные свойства, становится диамагнитным и выталкивается из магнитного поля (в направлении стрелки на рис.). Возникает «магнитный ветер» — поток газа, протекающий по трубке 4. Разбаланс неравновесного моста 5, определяемый объемной концентрацией кислорода в анализируемом газе, измеряется и регистрируется потенциометром 6.

К достоинствам этого метода измерения относятся — бесконтактный метод измерения, возможность очистки стеклянной конструкции от загрязнений, накипи и т.д.

К недостаткам — сложность усиления сигнала, если содержание кислорода в смеси не очень большое.

Классификация регуляторов по конструкции.

По конструкции регуляторы подразделяются на: регуляторы приборного типа, агрегатного типа, аппаратного типа.

Регуляторы приборного типа — это встроенные регулирующие устройства в измерительные вторичные приборы (потенциометр или автоматический мост с регулятором).

Достоинство таких регуляторов: компактная конструкция.

Недостаток — сложная конструкция.

Регуляторы агрегатного типа представляют собой регулирующее устройство, выполненное в виде отдельного блока.

Достоинства: независимая самостоятельная конструкция.

Недостатки: необходимо иметь два устройства, дополнительный монтаж.

Регуляторы аппаратного типа представляют собой конструкцию блочного типа. В одном корпусе может находиться от двух до четырех блоков.

Чаще всего в конструкции имеется один блок измерительный, а второй регулирующий

Классификация регуляторов по характеру связи между входными и выходными величинами.

подразделяются на регуляторы прерывистого и непрерывного действия.

У прерывистых (дискретных) регуляторов входная величина изменяется во времени непрерывно, а выходная во времени в зависимости от величины отклонения — дискретно. Регуляторы дискретного действия подразделяются на релейные (позиционные) и импульсные.

Если сигнал с регулятора появляется через какое-то определенное время, то это импульсный регулятор.

У регуляторов непрерывного действия (аналоговых регуляторов) функции изменения входной и выходной величин — непрерывные.

Классификация регуляторов по закону регулирования.

Законом регулирования называется математическая зависимость между входной и выходной величинами или закономерность, по которой разницу между текущим и заданным значением регулируемого параметра по определенной математической зависимости преобразуют в закон регулирования.

У = ƒ(Х),

где У — сигнал регулирования или управления, Х — сигнал рассогласования или разница между текущим и заданным значением параметра.

Законы регулирования бывают линейные и нелинейные.

Из регуляторов с нелинейным законом регулирования наибольшее распространение получили двух- и трехпозиционные регуляторы релейного действия.