книги из ГПНТБ / Гинзбург, И. Б. Автоматическое регулирование и регуляторы в промышленности строительных материалов учебник

Обмотки 1 трансформаторов Три и Тр12 соединены последо­ вательно таким образом, что они через конденсатор Сос подклю­ чены к сетке правого триода электронной лампы и к «земле». Эта цепь образует так называемую положительную обратную связь. Если напряжения в обмотках 3, а следовательно, и в обмотках 1 трансформаторов Три и Трі2 отсутствуют (когда регулируемая величина равна заданному значению), то сигнал положительной обратной связи, подаваемый на сетку правого триода, равен нулю.

При отклонении регулируемой величины от заданного зна­ чения в одной из обмоток 3 трансформаторов Три или Тр12 поя­ вится напряжение. При этом напряжение появится также в об­ мотках 1 и 2 соответствующего трансформатора. Это перемен­ ное напряжение от обмотки 1 приложится к сетке правого триода лампы таким образом, что оно будет находиться в про­ тивофазе с анодным напряжением правого триода. В этом слу­ чае анодный ток правого триода и соответственно падение нап­ ряжения ѴВ2 уменьшаются (см. рис. 50), что вызывает еще боль­ шее увеличение напряжения V на выходе первого каскада.

Процесс нарастания напряжения V до нового установивше­ гося значения происходит лавинообразно по релейному режиму, после чего система приходит в новое состояние равновесия, из которого ее выводит спустя некоторое время действие отрица­ тельной обратной связи.

Цепь отрицательной обратной связи, с помощью которой формируется ПИ-закон регулирования, включает обмотки 2 трансформаторов Три и Трі2, выпрямители Да и Д9, конденса­ торы С6 и С7, потенциометр Re, неоновую лампу НЛ, конденса­ тор Си, потенциометры Дти и -^имп. Неоновая лампа является нелинейным элементом и проводит ток при достижении разности потенциалов определенного значения (40—50 В). Эта цепь под­ ключена с одной стороны к «земле», с другой — через сопро­ тивление фильтра R<t>к сетке правого триода электронной лампы.

Как указывалось выше, при возникновении напряжения в одной из обмоток 3 трансформаторов Трп и Тр12 возбужда­ ется э. д. с. также в одной из обмоток 2 этих же трансформа­ торов.

С помощью диодов Да и Д9 переменные напряжения выпрям­ ляются (конденсаторы С6 и С7 фильтруют переменные состав­ ляющие).

Схема действия обратной связи приведена на рис. 51. В со­ стоянии равновесия, когда сигнал на входе электронного блока равен нулю (Ѵ Вх = 0 ) , анодные токи Іаі и Іа2 в лампе равны друг

другу и 7=0.

Предположим, что в момент времени t0 изменилось Квх на постоянную положительную величину. В этом случае будет воз­ растать анодный ток / аі левого триода, увеличится напряжение Ѵні и на выходе каскада появится напряжение V, которое обус­

80

ловит появление ѴВых на выходе электронного блока. Одновре­ менно на обмотке 2 трансформатора Тр\2 появится напряжение, которое выпрямится диодом Дд, и конденсатор Си через потен­ циометр Ro начнет заряжаться. Нарастание напряжения на обкладках конденсатора Си происходит по экспоненте. Скорость заряда будет определяться величиной введенного сопротивления Яб («скорость обратной связи»).

По мере заряда конденсатора Си напряжение обратной связи, нарастающее по экспоненте, приведет к постепенному уменьше­ нию напряжения V. В момент времени, когда величина напря­ жения достигнет значения Ѵв — «напряжения возврата», т. е. станет близкой к нулю с точностью до величины установленной «зоны нечувствительности» регулирующего прибора, напряжение на обмотке 3 трансформатора Тр12также будет равно нулю и вы-

.ходное напряжения блока ѴВых= 0. Заряд конденсатора Си пре­ кратится, и начнется его разряд только через потенциометр Яти,

так как неоновая лампа погасла и стала практически бесконечно большим сопротивлением.

Разряд конденсатора Си через потенциометр Ят„ («время

изодрома») продолжается до момента времени t2 (рис. 51), когда напряжение V на выходе первого каскада вновь достиг­ нет значения напряжения срабатывания Ѵп, при котором на вы­ ходе электронного блока опять появится напряжение ѴВЫх-' Нео­ новая лампа окажется вновь под полным напряжением, и на­ чнется снова заряд конденсатора Си. Далее цикл повторится.

Потенциометр Яб позволяет изменять степень (скорость) об­ ратной связи регулятора. Для изменения продолжительности ин­ тервалов между импульсами, поступающими на исполнительный механизм, служит потенциометр Яти-

2. Электронные регулирующие приборы ЭАУС

Наряду с регулирующими приборами системы ВТИ использу­ ются регулирующие приборы электронной агрегатной унифици­ рованной системы ЭАУС, достоинством которых является воз­ можность работы не только с датчиками, имеющими на выходе неунифицированные сигналы (индукционные, дифференциальные реостатные, термопары, термопары сопротивления), но и с дат­ чиками, обладающими выходным унифицированным сигналом постоянного тока 0—5 мА. К таким приборам относятся регу­ лирующие приборы РП-2 (рис. 52).

Регулирующий прибор функционально подразделяется на из­ мерительный 2 и электронный 3 блоки. На измерительный блок поступают сигналы датчиков 1. Их сумма сравнивается с сиг­ налом задатчика 4 и сигнал рассогласования далее усиливается и поступает на вход электронного блока.

Электронный блок предназначен для усиления и преобразо­ вания сигнала, поступающего от измерительного блока, и уп­ равления через магнитный усилитель 7 исполнительным меха­ низмом 8. Переключатель 5 обеспечивает как автоматическое управление со стороны регулирующего прибора, так и дистан­ ционное управление с помощью ключа дистанционного управ­ ления 6.

При отклонении регулирующей величины от заданного зна­ чения на выходе регулирующего прибора появится напряжение, которое через магнитный усилитель приведет в движение ис­ полнительный механизм. Последний, в свою очередь, перемещает регулирующий орган в направлении, которое соответствует вос­ становлению регулируемой величины. Положение регулирую­ щего органа контролируется указателем положения 9.

В зависимости от вида датчиков применяется тот или иной измерительный блок прибора.

Измерительный блок регулирующего прибора И-УЗ алге­ браически суммирует четыре сигнала унифицированного тока, сравнивает с сигналом задатчика, усиливает и преобразует в на­ пряжение постоянного тока для подачи на вход электронного блока. Принципиальная электрическая схема блока приведена на рис. 53.

Функции сравнивающего устройства и усилителя выполняет двухтактный двухполупериодный магнитный усилитель, рабо­ тающий в режиме глубокого насыщения. Усилитель выполнен на четырех магнитных сердечниках, набранных из колец пермаллоя. Каждый сердечник несет рабочие обмотки 1, 2, 3, 4, подключен­ ные через диоды Ді—Ді к обмоткам III и IV силового транс­ форматора Тр. Рабочие обмотки попарно питают балластные сопротивления Ru и # 12.

Выходное напряжение магнитного усилителя образуется как разность падений напряжений на этих сопротивлениях. Фильт­ рация выходного напряжения осуществляется конденсатором С2.

Сердечники попарно охвачены обмотками смещения 5 и 6, обмоткой задания 7, обмоткой отрицательной обратной связи 8 и обмотками управления 9—12.

Обмотка задания питается через выпрямитель Д3 от обмотки II трансформатора с двойной ступенью стабилизации с по­ мощью Ді, Д 2, Re, Ri.

Резисторы Ri и # 2 служат для установки тока задания, рав­ ного 5 мА (# 1 + #2=160 Ом). Резисторы # 4 и # 5 служат для тепловой стабилизации тока нагрузки диода Д і.

Изменение диапазона действия реостатного задатчика I осуществляется резистором #з- Изменение диапазона действия потенциометра Re («корректор») осуществляется резистором

#ю. Потенциометры #із—#ю служат для изменения чувствитель­ ности по входным сигналам «чувствительность I», «чувствитель­ ность //», «чувствительность III», «чувствительность IV» и для ,

82

Sd<Vcdс

>> О. SS

н

CN

«С

О Cl

ОЬ

№

Ч

>>

4*

суммирования сигналов датчиков. Зависимость коэффициента усиления измерительного блока от положения ручки потенцио­ метра «чувствительность» носит линейный характер. Изменение чувствительности измерительного блока приводит к изменению как коэффициента усиления, так и зоны нечувствительности ре­ гулирующего прибора.

Бесконтактный задатчик II подключается к клеммам 37, 38, 39. Он питается от цепи, состоящей из обмотки V трансформа­ тора, резисторов Ria, R20—R23, конденсатора С3, диодов Да, Д 9. Резистор R23 служит для установки диапазона действия задат­ чика II. Измерительный блок И-УЗ конструктивно выполнен от­ дельным блоком.

В серию регуляторов РП-2, кроме блока И-УЗ, входят также измерительные блоки типа И-ТЗ, И-СЗ и И-ПЗ, которые рабо­ тают наряду с унифицированными сигналами также соответст­ венно с термопарами, термометрами сопротивлений и дифферен­ циально-трансформаторными датчиками.

Измерительный блок И-ПЗ алгебраически суммирует сиг­ налы четырех дифференциально-трансформаторных датчиков, сравнивает их с сигналом задатчика, усиливает и преобразует в напряжение постоянного тока для подачи на вход электрон­ ного блока (рис. 54).

Входные сигналы от датчиков / —IV суммируются на после­ довательно соединенных резисторах R$—Ra («чувствительность I», «чувствительность II», «чувствительность III», «чувствитель­ ность IV»). Потенциометр Ri («корректор») включен в схему моста с резисторами R3 и Ri, с помощью которых устанавлива­ ется требуемое задание. Резистор R2 служит для изменения диа­ пазона действия «корректора».

Сигнал рассогласования усиливается каскадом, собранным на транзисторе ППі по схеме с общим коллектором (с глубокой отрицательной обратной связью) для получения высокого вход­ ного сопротивления.

Усиливает напряжение повышающий трансформатор Тр2. Ре­ жим работы каскада обеспечивается источником постоянного смещения, собранного на элементах Д и Д2, Си R9, Rl0 и Rti. Фа­ зочувствительный преобразователь выполнен на транзисторах ПЩ и ППз. Нагрузкой служат резисторы Ri3 и Ru. Емкость С3 сглаживает пульсации. Переключающее напряжение подается с обмотки трансформатора Трі через фазосдвигающую цепочку Сг и Ri2. Диод Дз предотвращает пробой обратной полуволной перехода коллектор — база ППз и ПП3.

Бесконтактный задатчик II, подключаемый к прибору, пи­ тается от сети, состоящей из элементов Ri5—Ri9, Дк, Дз, С4 и обмотки трансформатора Трі. Резистор Ri9 служит для измене­ ния диапазона действия задатчика.

Силовые трансформаторы Тр3 и Трі используются для пи­ тания датчиков.

84

ВходI ВходЕ ВходШ ВходПГ

го220

Рис. 54. Принципиальная электрическая схема измерительного блока типа И-ПЗ

Измерительный блок И-СЗ служит для сравнения сигналов двух термометров сопротивления с сигналом задатчика, усиле­ ния и преобразования в напряжение постоянного тока для по­ дачи на вход электронного блока (рис. 55). На вход блока под­ ключаются термометры сопротивления ТСі и ТСч. Задание ус­ танавливается подбором величин сопротивления соответственно

Яз и Кь■

При работе с одним термометром сопротивления на входных клеммах другого устанавливается сопротивление 49,6 Ом. Со­ противления датчиков, наряду с сопротивлением резисторов Яз и R5, служат плечами равновесного моста постоянного тока. В мост включен также реостатный задатчик 1. Резистор Ri слу­ жит для установки необходимого диапазона действия задатчика. Питание моста осуществляется от стабилизированного источ­ ника, собранного на элементах Rs, R9, Дг, Дз, Ст-

Сигнал разбаланса подается на обмотку управления магнит­ ного усилителя УМ. На вход измерительного блока может быть также подан унифицированный сигнал 0—5 мА. Магнитный уси­ литель собран по двухтактной двухполупериодной схеме и ра­ ботает в режиме глубокого насыщения. Он выполнен на четырех магнитных сердечниках. Каждыйсердечник имеет рабочие об­ мотки 1, подключаемые через диоды Ді—Д-і к обмоткам силового трансформатора. Рабочие обмотки попарно питают балластные сопротивления Ru и Ri&.

Выходное напряжение магнитного усилителя образуется как разность падения напряжений на этих сопротивлениях. Конден­ сатор С2 фильтрует выходное напряжение. Сердечники магнит­ ного усилителя охвачены обмотками обратной связи 2, смеще­ ния 3 и управления 4. Обмотка обратной связи подключена па­ раллельно выходу измерительного блока черіз резисторы Rn и R20, с помощью которых устанавливается необходимый коэф­ фициент усиления.

Потенциометр Ru («корректор») включен в цепь питания об­ моток смещения. Резистором Rіз устанавливается диапазон дей­ ствия «корректора». Потенциометр Rio («чувствительность») включается последовательно с обмоткой управления. Бескон­ тактный задатчик II, подключаемый к прибору, питается от цепи, состоящей из резисторов Яів, Яю, Язі, R23, конденсатора С3, диодов Д8 и До и обмотки трансформатора. Резистор Я%3 слу­ жит для изменения диапазона действия задатчика.

Измерительный блок И-ТЗ служит для сравнения сигнала от термопары с сигналом задатчика, усиления и преобразования в напряжение постоянного тока для подачи на вход электрон­ ного блока (рис. 56).

Термопара включена на вход прибора в плечо неравновес­ ного моста постоянного тока, образованного резисторами Ri, Rz, Rs и Rs- Реостатный задатчик 1 включен в цепь моста; резистор Ri устанавливает диапазон действия задатчика.

86

япьшодод ң

Рис. 55. Принципиальная электрическая схема измерительного блока типа И-СЗ

Вход & ' &

ЗадатчикЛ

Выход

Рис. 57. Функциональная схема электронного блока регулирующего прибора типа РП-2