Автоматизация управления установок с ДВС., страница 7

Пневматические. Сигналом скорости является разрежение в диффузоре, через который проходит поступающий в двигатель воздух (рис. 14). Поскольку расход воздуха почти пропорционален частоте вращения, разрежение также зависит от частоты вращения. Разре-жение воздействует на мембрану, с обратной стороны которой поддер-живается атмосферное давление. При изменении скорости мембрана, связан-ная с исполнительным или усилитель-ным устройством, прогибается, изменяя подачу топлива. Регуляторы с такими измерителями применяются чаще всего в двигателях с искровым зажиганием, где для механического измерителя потребовался бы дополнительный привод, а скорость в воздушном канале достаточно велика для создания необходимых перестановочных усилий.

Электрические. Такие измерители скорости наиболее рационально применять в системах с электронным управлением. Измеритель может быть аналоговым (датчик скорости - тахогенератор, выходной сигнал - напряжение) или частотным (датчик - индуктивный, реагирующий на прохождение мимо него магнитного тела, выходной сигнал создается частотомерной схемой).

2. По числу поддерживаемых скоростных режимов различаются регуляторы:

Однорежимные, поддерживающие только один заданный скоростной режим. В свою очередь они подразделяются на предельные и прецизионные. Первые предназначаются для ограничения максимальной частоты вращения в установках, не имеющих автоматического регулирования скорости на рабочих режимах, либо в целях повышения безопасности в дополнение к всережимному регулятору скорости. Характеристика показана на рис. 15, а. Прецизионные регуляторы предназначены для точного поддержания единственного скоростного режима, обычно для генераторных установок. Такие регуляторы предусматривают возможность настройки заданной частоты вращения и диапазона отклонений (рис. 15, б).

Двухрежимные – поддерживают два заданных скоростных режима. Как правило, это номинальный и минимальный режимы. Такие регуляторы применяются на автомобильных двигателях. Характеристики показаны на
рис. 16.

Всережимные – поддерживают любой заданный скоростной режим в пределах рабочего диапазона скоростей двигателя. Характеристики показаны на рис. 17.

3. По числу измеряемых параметров.

По этому признаку можно выделить одно-, двух- и многоимпульсные регуляторы. На рис. 1 показана структурная схема одноимпульсного регулятора, в котором управляющее воздействие вырабатывается на основе измерения единственного параметра – скорости вращения вала двигателя. Однако для улучшения точности и качества регулирования возможно введение дополнительных импульсов. Так, в двухимпульсных регуляторах допол-нительным импульсом может служить параметр нагрузки. Возможен также учет и дополнительных параметров, тогда регулятор становится многоимпульсным. Дополнительными импульсами могут служить, например, ускорение вала двигателя, температура окружающего воздуха и т.п.

4. По способу передачи усилия от сравнивающего устройства к исполнительному различаются регуляторы прямого действия (непосредственная связь, прямая или через механическую передачу) и регуляторы с усилителем. Усилитель может быть гидравлическим, пневматическим или электрическим.

В дальнейшем в данном курсе будут рассмотрены регуляторы прямого действия с механическим (центробежным) измерителем скорости и регуляторы непрямого действия с гидроусилителем, имеющие наибольшее распростране-ние в современной технике.

2.5. Механические измерители скорости

Все практически применяемые механические измерители скорости основаны на зависимости центробежной силы от скорости вращения эксцентрично расположенных грузов: С=Аw², где под С подразумевается величина центробежной силы, приведенная к муфте измерителя. Постоянная А зависит от массы грузов, радиуса их вращения и передаточного отношения рычажного механизма, связывающего грузы и муфту. Приведенная центробежная сила сравнивается с восстанавливающей силой пружины Е, которая также приводится к муфте. Таким образом, муфта играет роль сравнивающего устройства. На установившихся режимах центробежная и восстанавливающая силы равны (С=Е). При нарушении равновесия, вызванном изменением скорости вращения или воздействием на восстанавливающую силу (затяжку пружины), разность сил вызывает перемещение муфты, которое и является выходным сигналом измерителя.