Госэкзамен / ответы / POA

воздуха управления 32 штифт 9 опирается на головку винта огра­ничения 10, образуя вторую опору рычага 7. Для задания на уве­личение частоты вращения рукоятку 1 вращают влево, втулка 4 вместе с гайкой 6 и Т-образным рычагом, несущим подшипник //, опускается вниз, соскальзывая вдоль штифта 3. Горизонтальная часть Т-образного рычага вместе с подшипником 11 также опу­скается, сохраняя горизонтальное положение. Это движение пре­кратится, когда торец винта 5 ограничения коснется штифта 5. В этой точке дальнейшее вращение рукоятки / по часовой стрелке будет вызывать лишь проскальзывание фрикционной муфты.

По мере опускания Т-образного рычага перераспределяются усилия на опорах 10 и 11 рычага 7, создаваемые нагрузочной пружиной на левом конце этого рычага: давление на опору // уменьшается, а на опору 10 — возрастает. Вследствие этого звено 35 и плунжер 36 опускаются, открывая путь потоку масла в полость над поршнем 28. Движение этого поршня вниз приво­дит к повороту рычага 7 по часовой стрелке (его опорой служит подшипник //). При этом через пружину 8 возврата плунжер 36 возвращается в нейтральное положение. Устанавливается новое равновесие, характеризующееся новыми положениями рукоятки / и поршня 28 задатчика.

Если рукоятку / вращать на уменьшение задания (против часовой стрелки), гайка 6 и Т-образный рычаг будут подниматься, давление опоры 11 на рычаг 7 будет вызывать его поворот по ча­совой стрелке и увеличение натяжения пружины 8 возврата. Это приведет к смещению плунжера задатчика вверх и подъему поршня 28, вследствие чего натяжение пружины 25 регулятора уменьшится. Равновесие системы восстановится за счет обратного поворота рычага 7 (против часовой стрелки), вызванного движе­нием штока поршня вверх.

Ограничение максимальной частоты вращения осуществляется невозвратным клапаном 31. Он расположен в крышке цилиндра 26 задатчика частоты вращения. Регулирующий винт 30, находящийся в проушине штока, откры­вает этот клапан, как только поршень достигает заданного ниж­него крайнего положения (обычно при частоте вращения, превы­шающей максимальную на 5 об/мин). При открытом клапане масло перетекает в отстойник и увеличить задание невозможно.

Установочный винт 29 ограничения хода поршня используется для остановки перемещения поршня вверх к положению оста­новки при подъеме его на ³/аа дюйма выше положения, соответ­ствующего низшей частоте вращения. Это сокращает до минимума период разгона двигателя при пусках, поскольку объем масла, необходимый для перемещения поршня вниз, уменьшается.

Компенсация температуры, влияющей на линейные размеры и жесткость пружин, в ранних моделях регуляторов осуществлялась за счет встраивания в восстанавливающий рычаг 7 биметалличе­ской пластины. В более поздних моделях используется темпера-

224

турно-компенсационная пружина регулятора. Благодаря этому задания скоростей регулятору стабилизированы и дрейф вслед­ствие изменений окружающей температуры сведен к минимуму.

9.2.2. Особенности конструкции

В конструкции регуляторов не предусмотрена возможность плавного изменения коэффициента усиления при нулевой нерав­номерности регулирования.

Поршень сервомотора 18 (см. рис. 9.3) перемещается через буферную систему, состоящую из поршня 20 и двух пружин по обе его стороны. Масло перемещает буферный поршень в направлении, зависящем от знака смещения управляющего золотника, сжимая одну из буферных пружин и отпуская другую. Разность давлений масла по обе стороны буферного поршня пропорциональна его смещению и зависит от жесткости буферных пружин, которые выбираются для каждого двигателя. С увеличением жесткости буферных пружин возрастает разность давлений масла на ком­пенсационном пояске 41 плунжера, а вместе с тем и интенсивность действия отрицательной обратной связи, что ведет к уменьшению коэффициента усиления регулятора. Напротив, при буферных пружинах меньшей жесткости буферный поршень переместится в тех же условиях на большую величину и разность давлений на компенсационном пояске 41 будет меньше. Ход поршня сервомо­тора 18 увеличится и коэффициент усиления регулятора воз­растет.

Таким образом, коэффициент усиления ПИ-регулятора типа РО обратно пропорционален жесткости пружин буферного поршня.

Другим фактором, влияющим на коэффициент усиления регу­лятора РО, является жесткость пружины сервомотора 18 односто­роннего действия. С ее увеличением этот коэффициент умень­шается.

В некоторых случаях увеличивают также передаточное отно­шение между выходным кривошипом 19 сервомотора и топливной рейкой двигателя. Однако это уменьшает работоспособность ре­гулятора и ухудшает точность регулирования, поэтому передаточ­ное отношение не следует увеличивать больше чем на 30 %.

Особенности конструкции регуляторов РО в ряде случаев затрудняют их настройку. Так, фактически невозможно устано­вить на регуляторе оптимальное значение коэффициента усиления, рассчитанное, например, по переходной функции разомкнутой САР. Это ограничение проявляется особенно сильно при попытках обеспечить надлежащее качество динамики параллельно работаю­щих двигателей с различными характеристиками, когда на каждом из регуляторов этих двигателей требуется установить различные значения коэффициентов усиления. Наконец, эти особенности исключают возможность определить оптимальные параметры на-

225

8 В. Ф. Сыромятников

г->

5 6

а.) . 5)

Рис. 9.2. Устройство для изменения степени неравномерности регули­рования в регуляторе УО-40Ь

вращения. Когда эксцентрик касается торца в центре (рис. 9.2, б), воздействие второй составляющей отрицательной обратной связи на пружину центробежного измерителя равно нулю и регулиро­вание частоты вращения автоматизированного двигателя проте­кает по астатической характеристике. Когда же точка этого каса­ния максимально удалена от центра (рис. 9.2, а), изменение задания при перемещениях исполнительного механизма регу­лятора также максимально, а неравномерность регулирования достигает 10—12 %.

9.2. РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОА ФИРМЫ «ВУДВОРТ»

9.2.1. Устройство и взаимодействие элементов

В регуляторе (рис.9.3) выделяют три основных функциональ­ных узла: собственно регулятор частоты, узел задания частоты вращения и механизм уставки неравномерности регулирования.

Собственно регулятор состоит из масляного насоса 44, двух аккумуляторов 46, регулятора пружины 25, узла с головкой центробежных грузов 24, опорного подшипника 23, плунжера 42 управляющего золотника, вращающейся втулки 45, системы изо-дрома с поршнем 20 л сервомотора 18, управляющего валиком 19 топливной рейки.

Приводной валик проходит снизу через основание регулятора и входит в зацепление с вращающейся втулкой 45, Приводная шестерня масляного насоса является частью вращающейся втулки; верхний конец последней введен в зацепление с узлом головки центробежных грузов 24. Плунжер 42 управляющего золотника перемещается в вертикальном направлении при смещении гру­зов, но не вращается. Вращение втулки относительно плунжера позволяет повысить чувствительность измерителя, снижая трение покоя до значения трения движения.

В модификациях имеется вариант соединения грузов с чашей посредством демпфера, сглаживающего крутильные колебания вала машины.

Рис. 9.3, Регулятор частоты вращения РОА фирмы «Вудворт»

Положение плунжера управляющего золотника определяется соотношением двух сил — центробежной и сжатия пружины 25. На всех установившихся режимах работы двигателя грузы за­нимают вертикальное положение, а пояски плунжера 42 золотника перекрывают соответствующие окна во втулке. Смещение плун­жера вниз сопровождается перетеканием масла в систему изо-дрома 20—22 и к сервомотору 18, что вызывает перемещение его штока 17 в направлении увеличения подачи топлива в двигатель. При подъеме плунжера открывается сток масла из системы изо-дрома и сервомотора в отстойник, а поршень двигается на умень­шение подачи.

Система изодрома обеспечивает астатическую характеристику (нулевую неравномерность) регулирования. В рассматриваемой конструкции такой эффект достигается за счет создания разности давлений на компенсационном пояске 41 плунжера золотника. Поток масла, идущий по маслопроводу 21, через поясок 43 при смещении золотника из нейтрального положения вызывает пере­мещение буферного поршня 70 в направлении этого потока и сжа­тие одной из его пружин, в результате чего и появляется разность давлений. На первом этапе переходного процесса эта разность работает как отрицательная обратная связь, способствуя возвра­щению золотника в среднее положение. Однако по мере выравни­вания давлений через дроссель 22 уставки времени интегрирования

220

221