книги из ГПНТБ / Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

ку Р1 увеличивается. Этот ток направлен навстречу ди­ оду ДЗ, поэтому реле Р2 при этом обесточено. Резистор R12 служит для подачи дополнительного смещения на

Рис. 4-20. Принципиальная схема цепоч­ ки обратной связи блока ЭР-62.

сетку лампы Л2Л. Доля этого напряжения, зависящая от положения движка R12, изменяет напряжение сме­ щения, которое вызывает изменение крутизны характе­ ристики лампы. При этом изменяется коэффициент уси­ ления. С помощью резистора R12 изменяют зону нечув­ ствительности блока.

Включение одного из реле приводит к замыканию соответствующего контакта Р1 или Р2, при этом между зажимами блока 8 и 9 или 8 и 7 появляется постоянное напряжение. Полярность напряжения на зажиме 8 за­ висит от включенного реле. Одновременно с замыкани­ ем контакта загорается одна из контрольных лампочек

тов реле напряжение от выпрямителя В через контакты

входного сигнала. Схема цепочки обратной связи от­ дельно приведена на рис. 4-20,

152

При размыкании реле конденсатор СЗ будет разряжать­ ся через резисторы R9 и R7. При этом напряжение об­

т.е. укорачивает время включения. Но при отключении реле, т.е. при разряде конденсатора через R7, на нем возникает падение напряжения, знак которого противо­ положен знаку при замкнутых контактах, поэтому вре­ мя отключения реле будет короче. [Подробнее о дей­ ствии резистора R7 (ручка Импульс) см. в § 3-3].

Резистор R11 служит для изменения диапазона на­ пряжения обратной связи на сопротивлении R14. При включении резистора R11 воздействие обратной связи уменьшается.

б) ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОНР

Функциональная схема формирующего блока ЭР-62 при­

Рис. 4-21. Функциональная схема блока (а) и структурная схема блока (б).

линейным усилителем. Последующие каскады электрон­ ного усилителя ЭУ также заменяются линейным усили­ тельным звеном. Статическая характеристика двух двухпозиционных релейных элементов может быть представ­ лена в виде одного трехпозиционного реле Р.

153

Объединим электронный усилитель в одно линейное усилительное звено. С некоторым приближением можно считать, что инерция в усилителе и реле отсутствует. С помощью несложных линейных преобразований мож­ но привести выход обратной связи ко входу формирую­ щего блока. Соответственно изменив зону нечувстви­ тельности реле, представим усилитель с реле в виде трехпозиционного релейного элемента. Тогда структур­ ная схема блока может быть изображена так, как пока­ зано на рис. 4-21,6.

идентично обычному релейному ПИ-регулятору, рассмот­ ренному в § 3-2, если изменить зону возврата реле в со­ ответствии с формулой (3-30) на величину

Ri + R9

где сб — напряжение, снимаемое с движка R14.

При подключении к реле электромеханического ис­ полнительного механизма, интегрирующего импульсы реле, выражение для передаточной функции формиру­ ющего блока вместе с исполнительным механизмом мо­ жет быть приближенно записано в виде

характеристики блока незначительно отличаются от ха­

154

чение Ш'бал(р) определяется по формулам (1-27), (1-28), значение Q=~\/'q\ + q\ определяется по формулам

(3-1).

Переходный процесс формирующего блока вместе с исполнительным механизмом при любом виде входно­ го сигнала может быть найден из выражения

где и = у/^и.м- Значение у определяется в соответствии с (3-11) из

выражения

ответствует значению с—-максимальной величине сиг­ нала обратной связи. Минимальная зона нечувствитель­

Зона возврата релейного элемента т= (0,1-^0,2) Ъ. Определим, пользуясь этими характеристиками, ОНР

блока. Границы ОНР блока не определяют ОНР регу­ лятора, так как датчики и измерительные блоки также имеют некоторые балластные звенья. Но измеритель­ ные блоки и датчики—линейные звенья, поэтому опре­ деление области для регулятора в целом не представ­ ляет затруднений.

В § 3-2 отмечалось, что одна из границ ОНР опреде­ ляется существованием скользящего режима работы регулятора. Найдем эту границу для блока. В соответ-

ствии с (3-3) она вычисляется из условия у ^ 0 , 7 5 . Зна-

155

чение у вычисляется в соответствии с формулой (3-12) из выражения

Следовательно, пренебрегая вторым слагаемым, по­ лучаем:

вать ОНР регуляторов). Тогда граница области сколь­ зящего режима определяется уравнением TJkp=9,7. Эта кривая на рис. 4-22 обозначена цифрой 1. Опреде­ лим модуль и фазу балластного звена на границе сколь­ зящего режима при 6 = 0,01; т = 0,2; гп\ = \—т = 0,8. Значение основного параметра балластного звена в со­

156

Поскольку в регуляторе ( с б ) м а к с = 1, то Т и / Т и . м £ р < 1

или при Ги.м^ЗО сек 7"и/&Р-<30.

Эта кривая на рис. 4-22 обозначена цифрой 2. Диа­ пазоны настройки времени интегрирования в блоке оп­ ределяются неравенством

5 < Г И < 5 0 0 (кривая 3).

Применение исполнительных механизмов с меньшей скоростью (и с большим значением Ти.м) приводит к сдвигу границ 1 и 2. Однако диапазон изменения па­ раметров настройки при этом не изменяется. Узость этого диапазона, объясняющаяся зависимостью коэффи­ циента пропорциональности от времени интегрирования, привела к необходимости существенной модернизации формирующих блоков. В дальнейших модификациях цепи заряда и разряда конденсатора в цепочке обрат­ ной связи независимы (см: § 3-3).

в) КОНСТРУКЦИЯ БЛОКА

Электронный блок ЭР-62 (рис. 4-23) выполнен в виде стального шасси прямоугольной формы, закрытого свер-

157

ху и снизу защитными стальными кожухами. Внутри блока укреплена горизонтальная несущая панель, на которой смонтированы основные детали и узлы. На пе­ редней панели (рис. 4-23) расположены ручки резисто­

тов соответствующего реле. Над панелью расположены

158

ду электронного усилителя (к обмоткам реле). Справа под панелью расположены реле. На задней стенке бло­ ка расположены выходные зажимы. Формирующий блок вместе с соответствующим измерительным блоком за­ ключен в стальной корпус с застекленной крышкой. Формирующий блок расположен над измерительным. Общие габариты корпуса прибора 300X175X342. Мас­ са 15 кг.

полнительным усилителем. Он используется в регуля­

ле, как в ЭР-2. Существенно модернизирована и обрат­ ная связь, с помощью которой в скользящем режиме формируется ПИ-закон регулирования на выходном ва­ лу исполнительного механизма. Исполнительный меха­ низм, интегрирующий импульсы релейного элемента, включается на выходе формирующего блока.

В обратной связи блока цепи заряда и разряда ем­ кости разделены, что позволяет, как показано в § 3-3, получить независимую регулировку коэффициента про­ порциональности и времени интегрирования и значи­ тельно расширить диапазоны изменения этих парамет­ ров настройки.

а) ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Принципиальная схема блока приведена на рис. 4-24 Постоянное напряжение сигнала ошибки с измеритель­

катодного повторителя. Смещение на обе половины по­ дается от вторичной обмотки IV трансформатора Tpl. Это напряжение выпрямляется "диодом Д1 и сглажива­

159

В цепь сетка — катод левого триода подаются сигнал ошибки с зажимов 14—15, напряжение смещения и на­ грузки правого триода R5. На сетку левого триода че­ рез конденсатор С1 подается также напряжение обрат­ ной связи от последующего каскада. На вход правой половины лампы поданы напряжение сеточного смеще­ ния и напряжение от устройства обратной связи. Выхо­ дом каскада является разность напряжений от токов в обеих половинах лампы, образующаяся на конденса­ торе Сб. При отсутствии входного сигнала с помощью корректора R6 добиваются равенства нулю напряжения на этом конденсаторе. Постоянное напряжение на выхо­ де первого каскада преобразуется в напряжение прямо­ угольной формы транзисторным модулятором, собран­

V трансформатора Tpl прямоугольной формы формиру­ ется при помощи диодов Д2, ДЗ. С выхода модулятора на вход первого каскада через конденсатор С1 подано напряжение отрицательной обратной связи от резистора R1. Это напряжение имеет прямоугольную форму; его фаза зависит от фазы входного сигнала. Напряжение сигнала обратной связи всегда уменьшает величину сиг­

лятора через дифференцирующую емкость С7 подается на базу триггерного каскада. Триггер, построенный на транзисторах ТЗ, Т4, имеет два устойчивых состояния.

ходит ток. Появление напряжения на выходе лампово­ го каскада и модулятора приводит к перекидыванию триггера два раза за период опорного напряжения, по­ этому на обмотке / / / трансформатора ТрЗ появляется напряжение прямоугольной формы. Фаза этого напря­ жения зависит от полярности напряжения на выходе лампового каскада. Ток базы ТЗ и коллектора Т4 зада­

форматора. Если транзистор ТЗ открыт, то коллектор­ ный ток этого триода, проходя через R11, создает запи-