7.3. Класифікація автоматичних регуляторів в залежності від чутливого механізму
механічні;
пневматичні;
гідравлічні;
електричні;
комбіновані;
змішані,наприклад пнемо – гідравлічні.
Регулятори діляться в залежності від числа регульованих режимів:
однорежимні;
дворежимні;
всережимні;
універсальні.
На рис.5,а показана характеристика однорежимний регулятора, який регулює один номінальний режим nном.
Рис 5. Характеристики САР автоматичного регулювання
частоти обертання теплової машини:
а) однорежимний; б) дворежимний; в) всережимний; г) комбінований(універсальний); 1- зовнішня швидкісна характеристика; 2,3,4,5,6, - часткові характеристики.
7.4. Класифікація автоматичних регуляторів в залежності від зворотнього зв’язку
Регулятори із зворотним зв’язком, які ще називаються регулятори із жорстким зворотним зв’язком, крім цього є ще регулятори з комбінованим зворотним зв’язком. Комбінований зворотний зв’язок ще в літературі називають ізодромним .
Регулюючий об’єкт (теплова машина, тепловий двигун, парова машина) обладнаний автоматичним регулятором (САР) має свої статичні і динамічні характеристики. Ці характеристики можна описати відповідними залежностями.
В залежності від типу статичної(регуляторної характеристики) САР поділяють на статичну і астатичну.
До статичних систем регулювання відносяться системи, які підтримують значення регулюючого параметру в деяких чітко визначених межах ∆h або ∆n при нерівномірності регулятора δ.
Астатичні системи регулювання (рис.6) підтримують тільки одне постійне значення nном регулюючого параметру. Наприклад, астатичні характеристики дизель-електричних станцій забезпечують постійну частоту струму 50 Гц при незмінній частоті обертання колінчатого вала двигуна (n=const). САР, яка характеризується одною регулюючою величиною одного регулятора, називається одноконтурною системою(одноімпульсною).
Автоматичні регулятори які реагують не тільки на відхилення регулюючого параметру n (оберти) , а і на його похідну – прискорення, такі системи називають двоімпульсними: n, ω.
Є системи у яких одночасно регулюються декілька параметрів, наприклад у парових турбінах контролюються і регулюються : обертання ротора турбіни, тиск пару,температура пару на вході та на виході та інші електростатичні параметри.
Рис.6 Астатичні характеристики теплової машини:
1-зовнішня швидкісна характеристика; 2,3,4- часткові характеристики.
§8. Система автоматичного регулювання прямої та непрямої дії
Система автоматичного регулювання складається з регулюючого об’єкту (теплового двигуна), який реагує на зміну регулюючої величина, наприклад, оберти колінчатого вала дизеля і діє на об’єкт – двигун (рис.7).
Рис.7 Схема прямого автоматичного регулювання кутової швидкості дизеля :
а) - принципова схема; б) - блок-схема; 1 – об’єкт регулювання (двигун); 2 – паливний насос високого тиску; 3 – рейка; 4 – зв’язки (важелі); 5 – регулятор; 6 – муфта регулятора; 7 – зубчатий привід; 8 – форсунка.
При прямому регулюванні автоматичні регулятори мають одну ступінь
свободи. Складається з одного елементу, який реагує на зміну регулюючої величини (оберти) і безпосередньої дії на регулюючий орган (рейку) об’єкту, який регулюється (дизель).
На схемі (рис.7б) кожний елемент системи позначено прямокутником, а напрям дії – стрілками. На рис.7а система прямого регулювання складається з двох елементів, які задіяні в один ланцюг. Один із елементів це дизель 1, а другий регулятор 5. Пристрій (кінематичний зв’язок) 4, який з’єднує окремі елементи системи називають зв’язками. У випадку регулювання кутової швидкості дизеля відцентровим регулятором зв’язками будуть також шестерні 7, які зв’язують регулятор з колінчатим валом двигуна, а також всі важелі та її деталі, які зв’язують муфту регулятора 6 з рейкою 3 ПНВТ 2.
Регулятор непрямої дії показаний на рис. 8, де 3 – це відцентровий регулятор швидкості непрямої дії.
Тут золотник 5 і гідравлічний привід 8 служить підсилюючим пристроєм. Налаштування САР на необхідну частоту обертання теплової машини 1 відповідно від зовнішньо навантаження N виконується рукояткою 6. Наприклад, сектор газу дизель-електростанції, яка переміщує корпус золотника 5. В цій схемі автоматичного регулювання непрямої дії оператор рукояткою 6 задає відповідний параметр, наприклад частота стуму 50Гц, яка повинна вироблятися у генераторі струму при відповідних номінальних обертах теплової машини 1. Зміну навантаження буде відчувати відцентровий чутливий механізм регулятор 3 і змінювати координату золотника 5:
Рис. 8 Схема відцентрового регулятора швидкості непрямої дії :
1 – тепловий двигун; 2 – датчик частоти обертання; 3 – автоматичний регулятор; 4 – муфта регулятора; 5 – золотник; 6 – рукоятка управління (задатчик навантаження); 7 – заслінка; 8 – поршень (гідравлічний привід); 9 – генератор; 10 – кінематичний привід.
(4)
де S0 – постійне (еталонне) значення регулюючої величини;
S – проміжне (фактичне) значення регулюючої величини;
ΔS – переміщення золотника з одного положення в інше яке викликає координацію відповідного регулюючого параметру теплової машини.