7 Вторичные приборы. Трехпозиционные регуляторы. Назначение. Принцип работы

Трехпозиционные регуляторы обеспечивают хорошее качество регулирования для инерционных объектов с малым запаздыванием.

Трехпозиционные регуляторы используются для управления переключательными элементами – дискретными исполнительными устройствами:

• электромеханическими реле,

• контакторами,

• транзисторными ключами,

• симисторными или тиристорными устройствами,

• твердотельными реле и др.

Трехпозиционные регуляторы используются для систем управления уровнем различных веществ, для систем управления нагреванием-охлаждением различных тепловых процессов, холодильных установок, регулирования микроклимата подогревателем и вентилятором, для систем распределения и смешивания различных потоков веществ с помощью трехходовых клапанов, кранов, смесителей, реверсивных электродвигателей, сервоприводов и др.

Трехпозиционный регулятор включает при помощи переключательных элементов электродвигатель исполнительного механизма на правое вращение (например, открытие регулирующего органа), остановку или левое вращение (соответственно - закрытие регулирующего органа), три позиции (отсюда и название регулятора - трехпозиционный) - электродвигатель включен на правое вращение, полностью остановлен или включен на левое вращение.

Трехпозиционные регуляторы формируют выходной сигнал, принимающий три значения: минимальное (–1), промежуточное (0) и максимальное (+1). Они имеют статическую характеристику трехпозиционного реле.

Трехпозиционный регулятор (рис.1, а) содержит:

а) задатчик ЗД, формирующий минимальное х_3min  и максимальное x_3max  заданные значения регулируемой величины;

б) аналого-позиционный преобразователь АПП, сравнивающий сигнал датчика х_Д c заданием и по результатам сравнения формирующий скачкообразно изменяемые сигналы U_Б на увеличение регулируемой величины при х_Д≤х_3min и U_M  на ее уменьшение при х_Д≥х_3max (рис.1, б);

в) выходные узлы, содержащие каждый усилитель Ус и исполнительный элемент ИЭ (реле или транзистор в режиме ключа), усиливающие по уровню и мощности сигналы АПП.

Рис. 1. Трехпозиционный регулятор (а) и характеристика его АПП (б)

Выходные сигналы регулятора Б и М, соответственно, на увеличение и уменьшение регулируемой величины, поступают на исполнительный механизм постоянной скорости системы регулирования. Эти сигналы в зависимости от значения регулируемой величины изменяются аналогично сигналам U_M и U_Б, т.е. регулирующее воздействие изменяется только при выходе регулируемой величины из зоны, ограниченной ее минимальным и максимальным заданными значениями.

В отличие от двухпозиционного регулирования в системе с трехпозиционным регулированием возможно прекращение автоколебательного процесса и достижение равновесного состояния, если соблюдается неравенство  , т.е. регулируемая величина находится в пределах зоны нечувствительности регулятора.

Пз-регуляторы несложны по конструкции, надежны в работе, просты в обслуживании и настройке. Их применяют на инерционных объектах с малым запаздыванием.