Rozpatrzmy układ bezpośredniej regulacji prędkości obrotowej silnika. Składa się on z regulatora otrzymującego ruch obrotowy od wału silnika, mechanizmu nastawczego, zaworu zasilającego i wreszcie samego silnika (nie pokazanego na rysunku). Każdj z wymienionych człgnów układu regulacji posiada określoną charakterystykę.

Dla regulatora jest nią omówiona w paragrafie poprzednim zależność n = f(s) — prędkości obrotowej w stanie równowagi od przemieszczenia 5 tulei regulatora. Dla mechanizmu nastawczego będzie to przebieg h — f(s) — wielkości otwarcia h zaworu w funkcji przemieszczenia s tulei regulatora.

Związki M—f(h) i N=f(M) wartości momentu obrotowego M silnika w funkcji wielkości h otwarcia zaworu or. z mocy N rozwijanej przez silnik w funkcji wartości tego momentu dają odpowiednio charakterystykę zaworu i silnika, lub łączną ich charakterystykę N=f(h).

W efekcie powiązania wszystkich członów regulacji otrzymuje się więc zależność n=f(N) wielkości regulowanej — prędkości obrotowej n w ruchu ustalonym, a więc w stanie równowagi układu regulacji, od mocy N rozwijanej przez silnik. Zależność ta nazywa się zasadniczą charakterystyką regulacji.

 

Zastosowanie regulacji pośredniej z odpowiednimi wzmacniaczami sterowanymi sygnałem regulatora i uruchamiającymi mechanizm przestawienia zewnętrznego przy użyciu oddzielnego źródła energii umożliwia, za pomocą bardzo słabych sygnałów, sterowanie wielkich mas i mocy.

W rozważanej przez nas regulacji prędkości obrotowej umożliwia to uzyskanie dowolnie małego stopnia nieczułości regulacji. Należy jednak pamiętać, że najmniejsza jego wartość jest ograniczona określonym stopniem nierównomierności biegu maszyny. Układ regulacji nie powinien bowiem reagować na występujące w ramach każdego cyklu ruchu wahania prędkości kątowej maszyny.

Najczęściej stosowane są w układach regulacji prędkości obrotowej wzmacniacze hydrauliczne, pneumatyczne i elektryczne.

 

Tuleja T regulatora połączona jest układem dźwigniowym z suwakiem sterującym wzmacniacza (może być bezpośrednio połączona z drążkiem suwaka). Między tłoczki wzmacniacza doprowadzony jest olej pod ciśnieniem. Zależnie od przesunięcia suwaka sterującego olej może zostać wprowadzony na jedną lub drugą stronę tłoka roboczego, dostarczając energii niezbędnej do przestawienia zaworu zasilającego silnik.

W ruchu ustalonym a więc w stanie równowagi układu regulacji suwak zamyka oba kanały przepływowe do cylindra roboczego.

 

Teoretyczny stopień niejednostajności regulacji jest więc w tym przypadku równy zeru i różny od stopnia niejednostajności regulatora. Charakterystyka regulatora ma jednak wpływ na przebieg osiągania równowagi po zmianie obciążenia.

Jakkolwiek zadaniem regulacji prędkości obrotowej jest uniezależnienie prędkości obrotowej silnika od rozwijanej przezeń mocy, poziomy przebieg zasadniczej charakterystyki, jak to ma miejsce w omawianym układzie regulacji, jest niekorzystny ze względów dynamicznych. Nowe stany równowagi, po zmianie obciążenia są bowiem osiągane po znacznych wahaniach układu w okresie przeiśćiowym. Szczególnie przy dużym czasie reakcji obiegu regulacji, a więc przy dużych momentach bezwładności np. turbin, między stanami równowagi mogą wystąpić niekorzystne i niebezpieczne stany nieustalone. Z tych względów omawiany układ nie może być w wymienionych przypadkach stosowany. Nowy stan ustalony jest szybciej i spokojniej osiągany jeśli charakterystyka zasadnicza regulacji jest linią monotonicznie • opadającą tak, jak to miało miejsce w omówionym układzie regulacji bezpośredniej.

 

To znaczy jeśli ze wzrostem obciążenia jest związany pewien spadek prędkości obrotowej silnika. Łatwo bowiem zauważyć, nawet bez konieczności szczegółowej analizy dynamicznej, że przy spadku obciążenia (i chwilowym wzroście prędkości obrotowej) nowy stan równowagi osiągany jest szybciej i spokojniej przy wyższej niż pierwotna prędkość obrotowa nowego ruchu ustalonego. Analogicznie, przy wzroście obciążenia nowy stan równowagi osiągany jest spokojniej i szybciej przy niższej prędkości obrotowej. Na ogół więc prawidłowość przebiegu procesu regulacji wymaga, by zasadnicza charakterystyka regulacji n=f(N) była linią ciągłą monotonicznie opadającą. Odpowiada temu dodatni stopień teoretyczny niejednostajności regulacjI. Jest on jednak oczywiście ograniczony dopuszczalnym zakresem zmian prędkości obrotowej maszyny napędzanej rozważanym silnikiem.


- - - - - - - - motoreduktory.eu | WEBSYSTEM | tel.+48 (048) 383-01-44 | tel.601.747.565 - - - - - - - -