8.2 Исполнительные механизмы с переменной скоростью.

Уравнения движения , (8-3)

где - время полного хода выходного устройства-сервопривода.

Передаточная функция

(8-4)

- размерный коэффициент передачи.

К числу исполнительных механизмов с переменной скоростью относятся гидравлические ИМ

Скоростная характеристика (Рис. 8.6)

Рис. 8.6 Скоростная характеристика ИМ с переменной скоростью.

Динамическая характеристика (Рис. 8.7)

Рис. 8.7 Динамическая характеристика.

Скорость перемещения выходного устройства зависит от величины сигнала на вход ИМ.

Достоинства ИМ с переменой скоростью в том, что они позволяют надежно и просто реализовать преобразование управляющих сигналов в перемещение регулировочных органов, осуществляемой с большой скоростью и мощностью. Они надежно работают в неблагоприятных условиях при высокой влажности, повышенной температуре, вибрации и пр.

Недостатками этих ИМ является то, что гидравлические системы требуют тщательной герметизации линий связи, кроме того, необходимо иметь специальные емкости для хранения рабочей жидкости.

Гидравлические АСР повсеместно применяются в АСР паровых и газовых турбин.

3. Исполнительные механизмы с пропорциональной скоростью.

Уравнение движения (8-5)

Проинтегрировав (8.5) получим ,

Передаточная функция

(8-6)

Скорость движения выходного устройства пропорциональна скорости входного сигнала ИМ.

Статическая характеристика ИМ с пропорциональной скоростью (Рис. 8.8)

Рис. 8.8 Статические характеристики ИМ с пропорциональной скоростью.

а) идеального, б) реального, где-зона нечувствительности.

Динамическая характеристика (Рис. 8.9)

Рис. 8.9 Динамическая характеристика ИМ с пропорциональной скоростью.

К числу ИМ с пропорциональной скоростью перемещения выходного устройства относятся: пневматические сервоприводы, мембранные ИМ с уравновешивающей пружиной. Верхняя ветвь пневматических АСР строится на электрических элементах. Достоинствами ИМ с пропорциональной скоростью является надежность в работе, высокая пожаро и взрывобезопасность. Недостатками: необходимость применения специальных компрессорных установок питания с устройствами для очистки воздуха, относительно малая скорость передачи и преобразования информации. Этот тип исполнительных механизмов применяется в цехах с повышенной влажностью, в химических цехах ТЭС.

Общим недостатком сервоприводов всех перечисленных выше исполнительных механизмов является разгон и выбег выходного вала или поршня, связанные с инерционностью вращающихся или движущихся масс. Разгон выходного устройства характеризуется временем разгона , выбег- временем выбега-или полувыбега, обычноневелико (Рис. 8.10).

Рис. 8.10 Характеристика «выбега» сервопривода.

На долю выбега приходится наиболее существенное дополнительное перемещение регулирующего органа после снятия управляющего сигнала. Выбег сервопривода может существенно искажать динамические характеристики регулятора. Для устранения выбега предусматривается специальные тормозные устройства (механические, электрические, электромагнитные).

Требования к сервоприводам промышленных регуляторов. Сервоприводы примышленных регуляторов должны иметь:

- некоторый запас мощности по отношению к максимальному перестановочному усилию ~25%, чрезмерный запас мощности экономически не выгоден,

- минимальный выбег , Отсутствие «мертвого хода» или зона нечувствительности должна быть минимальна,

- реверсирование хода, т.е. возможность изменения направления движения сервопривода в зависимости от знака управляющего сигнала.