х

З

Сум

Эл.Серв

ИМ

ОР

_задх_р.выхх_т

х _р

х

Д

_ос

Рис.2.5. Электрогидравлический регулятор без ЭГП

Эл.Серв - электрический сервомотор малой мощности.

Сумматор Сум определяет разность электрических сигналов

(х_зад- х_ос), которая подается на вход Эл.Серв.

Последний реализует И закон регулирования

х_р= (1/Т_и)∫(х_зад- х_ос)dt.

Отсюда скорость вращения Эл.Серв равна

dx_р/dt = (1/Т_и)(х_зад- х_ос);

следовательно, она является переменной величиной, пропорциональной (х_зад- х_ос) и обратно пропорциональной Т_и.

Выходной сигнал Эл.Сервх_р в виде угла поворота вала действует на гидравлический ИМ. Его выходной сигнал х_р.вых пропорционален входному х_р.

Регулятор (рис.2.5) применяется на турбинах, выпускаемых ЛМЗ.

Третий вариант электрогидравлического регулятора приведен на рис.2.6.

х

ЭГП

_зад

х

З

ИМ

ОР

_т

N_па.зад

Рис.2.6. Электрогидравлический регулятор без обратной связи

Схема (рис.2.6) работает следующим образом.

Сигнал от задатчика З поступает через ЭГП на гидравлический ИМ, который воздействует на ОР. Регулирование ведется по разомкнутому контуру, т.е. без обратной связи, в отличие от регулирования с обратной связью по рис.2.4.

Регулятор без обратной связи обладает большим быстродействием, чем регулятор с обратной связью, но меньшей точностью.

Регулятор применяется в быстродействующем контуре регулирования мощности турбины. Он отрабатывает задание по мощности N_па.зад от противоаварийной автоматики энергосистем, т.е. в качестве х_зад применяется сигнал N_па.зад, что подробно изложено

в п. 3.3.

Электрический регулятор.

Структурная схема одного из типовых вариантов электрического регулятора, реализующего ПИ закон регулирования, приведена на рис.2.7.

Рабочее

тело

х_выха₁

∆_неч

Ку∆х

-а₁

6 РУ 1 2 3

х

З

Ку

1

Т_иР

_зад

К

ОР

РО

у ∆хх_рох_т

К_ос

Т_оср+1

4

Х _освнут5

Д

Д

х_{ос.внеш}

Рис.2.7.Схема электрического регулятора

1 – сумматор - усилитель; 2 – релейное звено;3 – электрический сервомотор Эл.Серв постоянной скорости;4 – гибкая внутренняя обратная связь.

Элементы 1-6, в том числе сервомотор 3, являющийся ИМ, используют электрические сигналы.

ПИ закон регулирования реализуется совместным действием элементов 1-4, которые выполняют роль РУ.

Схема работает следующим образом.

При наличии сигнала рассогласования ∆х = х_зад-х_{ос.внут} сигнал ∆х усиливается звеном 1 и поступает на вход релейного звена 2 в виде сигнала К_у∆х.

Звено 2 выдает сигнал положительной полярности х_вых= а₁, если входной сигнал К_у∆х>∆_неч, и отрицательной полярности х_вых= -а₁, если К_у∆х<-∆_неч. Сигнал на выходе звена 2 равен нулю х_вых= 0, если |К_у∆х|<∆_неч, где ∆_неч – зона нечувствительности, являющаяся параметром настройки регулятора.

При наличии выходного сигнала х_вых= а₁, постоянного по амплитуде а₁, Эл.Серв 3 вращается с постоянной скоростью в одну сторону ; при наличии х_вых= -а₁ он вращается в другую сторону с той же скоростью, а при х_вых= 0 он не вращается.

Поэтому процесс перемещения х_ро регулирующего органа РО в процессе регулирования носит ступенчатый характер по кривой 1 на рис.2.8 в отличие от плавного перемещения РО по кривой 2 на рис.2.8 под воздействием регулятора и ИМ переменной скорости. Однако это различие не оказывает влияние на характер изменения регулируемого параметра х_т по кривой 3, который в обоих случаях носит плавный характер в виду инерционности ОР (например, котла), которая сглаживает эти различия.

2

3

х_РОх_т

1

tt

Рис.2.8. Процессы ПИ регулирования с ИМ постоянной и переменной скорости.

Электрические регуляторы реализуют П, И, ПИ, ПИД законы регулирования путем соответствующего выбора вида передаточной функции и места подключения внутренней обратной связи 4.

К промышленным относятся электрические регуляторы типа РПИБ, внедренные в различных модификациях в различные отрасли промышленности (энергетика, химическая промышленность, машиностроение и т.д.). Дальнейшее развитие структура РПИБ получила в регуляторах типа «Каскад» и «АКЭСР».