3. Типы автоматических регуляторов

Автоматический регулятор, воспринимая изменение нагрузки или величины рассогласования, изменяет регулирующее воздействие на объект, вследствие чего величина рассогласования макси­мально уменьшается. К основным элементам регулятора относятся:

чувствительный элемент (ЧЭ);

задающее устройство (ЗУ);

элемент сравне­ния (ЭС);

регулирующий орган (РО);

узел настройки на заданное значение параметра;

узлы настройки параметров самого регулятора;

корректирующие устройства, обеспечивающие требуемый закон регулирования (т. е. зависимость выходного параметра от входного), и усилители;

дополнительные элементы, входящие в конструкцию регуляторов, преобразуют один параметр в другой, более удобный для последующей обработки.

Регуляторы можно классифицировать по следующим признакам:

1. по виду регулируемого параметра — регуляторы давления, уровня, температуры и т. п.;

2. по типу задатчика — стабилизирующие, программные, следящие, оптимизирующие;

3. по мощности сигнала рассогласования — прямого и непрямого действия; последние в зависимости от вида подводимой энергии бывают пневматические, электрические, гидравлические и др;

4. по числу возможных положений РО — релейные (двух-, трех- и многопозиционные) и регуляторы непрерывного (плавного) дейст­вия. В регуляторах непрерывного действия РО может устанавли­ваться в любом из промежуточных положений между двумя крайними;

5. по положению регулирующего органа в установившемся состоя­нии - статические и астатические. У статических регуляторов каждому значению входного параметра (Х_уст) соответствует свое по­ложение РО (У_уст). У астатических малейшее отклонение на входе вызывает непрерывное движение РО с определенной скоростью. Благодаря этому установившееся положение РО наступает только при отсутствии статической ошибки (Х_уст—Х₀=0). Основное условие статики — равенство нагрузки и регулирующего воздействия — обязательно остается. При соблюдении этих двух условий РО в установившемся положении может занять любое положение. Это свойство астатических регуляторов достигается введением в регулятор интегрирующего звена;

6. по закону регулирования (это относится к регуляторам непрерывного действия) регуляторы подразделяют на следующие простейшие виды:

1. пропорциональные (П-регуляторы)

2. интегральные (И-регуляторы)

3. пропорционально-интегральные (ПИ-регуляторы), или изодромные

4. пропорционально-дифференциальные (ПД-регуляторы), или регуляторы с предварением, с воздействием по производной

5. пропорционально-интегрально-дифференциальные (ПИД-peryляторы), или изодромные с предварением

Регуляторы типа И, ПИ и ПИД относятся к астатическим, П и ПД — к статическим.

В действительных регуляторах указанные законы регулирования осуществляются обычно с некоторым приближением. Рассмотрим особенности основных типов регуляторов.

4. Автоматизация пуска холодильной установки

В период пуска установки производительность компрессора благодаря высокому давлению всасывания во много раз выше, чем при номинальном режиме. Это вызывает соответствующее увеличение потребляемой мощности, тепловой нагрузки на конденсатор.

В тех случаях, когда установка рассчитана на сравнительно частый пуск, электродвигатель выбирают на максимальную мощность компрессора. Поверхность конденсатора также рассчитывают с запасом, чтобы в пусковой период не возникали опасные давления конденсации. Это обеспечивает максимальное сокращение длительности пускового периода, но увеличивает габариты установки, ее стоимость и снижает эффективность работы двигателя при номинальном режиме.

Если установка рассчитана на длительную непрерывную работу, то целесообразнее искусственно ограничить производительность компрессора в пусковой период. В этом случае мощность двигателя и поверхность конденсатора можно сократить. Однако время пуска возрастает (от 1—2 ч до суток).

Автоматическое ограничение производительности компрессоров в пусковой период можно осуществить следующими способами.

1. Включением только одного компрессора (обычно ступени высокого давления). Когда давление в испарителе или промежуточном сосуде упадет до заданного предела, реле давления подключает нижнюю ступень. Благодаря простоте этот способ получил наибольшее распространение

2. Отключением отдельных цилиндров в многоцилиндровом компрессоре.

3. Дросселированием на всасывании. Величина давления всасывания, на которую настраивают регулятор, выше, чем давление в испарителе при номинальном режиме. Поэтому регулятор поддерживает р_вс = const только в пусковой период. Применяют обычно в каскадных установках для ограничения производительности компрессора в одноступенчатом нижнем каскаде.

4. Плавным или ступенчатым изменением числа оборотов.

5. Ограничение максимальной производительности регулятора заполнения испарителя. Недостаток этого способа в том, что резкое охлаждение нижней части испарителя (в испарителях затопленного типа) приводит к деформации металла, что в некоторых случаях нарушает герметичность аппарата.