Автоматический регулятор Советский патент 1938 года по МПК G05B11/01 

Известны автоматические регуляторы, основанные на применении моста Уитстона, сопротивление ветвей которого поставлено в зависимость от заданного и действительного значения регулируемой величины. В диагональ такого моста может быть включено чувствительное реле, служащее для замыкания контактов исполнительных реле. Известно также и применение в качестве реле тиратронов, замыкающих исполнительные цепи прч каждом отклонении управляемой величины от заданного режима. Иногда в регуляторах применяют, так называемый, гидравлический сервомотор, т. е. механический усилитель, управляемый потоком масла.

При электрическом управлении таким усилителем можно сделать так, чтобы он включался периодически на большие ИЛИ меньшие промежутки времени в зависимости от положения регулятора. При малом отклонении регулируемой величины от заданного значения промежутки времени включения сервомотора будут малы и, наоборот, они будут возрастать с увеличением рассогласования. При повторении включений через определенные неизменные промежутки времени приближение регулируемой величины к заданному значению будет происходить по экспоненциальной кривой.

Этот сам по себе известный способ регулирования использован и в предлагаемом регуляторе, который состоит из моста Уитстона и тиратронов, используемых для периодического включения и выключения управляющих процессом контакторов. Сущность изобретения состоит в том, что тиратроны включены по схеме генератора импульсов, для чего в цепи их сеток включены конденсаторы, к которым приложены напряжения включенных в анодные цепи тиратронов сопротивлений, создающие импульсный режим горения тиратронов.

Схема регулятора изображена на прилагаемом чертеже. Он состоит из изображенного в левой части чертежа чувствительного элемента в виде моста Уитстона и генератора импульсов, изображенного справа. Мост Уитстона состоит из сопротивления 2 и электронных ламп и 5, к сеткам которых присоединены движки реостатов 22 и 23. Положение одного из этих ДВИЖКОВ определяется значением

регулируемой величины, а другого- заданным ее значением. Одна пара вершин моста присоединена к источнику питания, а вторая - к контактам 86а реле 86, работающим на замыкание, и с другой стороны через выпрямители 43, 44, 45, 46 и сонротивление 92-к контактам сУбй того же реле, работаюятим на размыкание.

Оспониыыи деталями генератора импульсов являются титратроны 7 и 5, один из которых, в зависимости от знака отклонения регулируемой величины, зажигается поочередно с тиратроном 2. В схему генератора входят, кроме того, конденсаторы 61, 62, 63, 64 и 65, сопротивления 81, 82, 83, 84, 85, 87, 89 и 21, выпрямители 41 и 42, обмотки регулирующих процесс контакторов 90 и -9/, реле 86 и батареи А.

Денстеие устройства з.аключается в следуюп1ем. При отклонении регулируемого параметра от заданной величины иа вергаинах С и D моста появляется напряжение соответствующего нанравлению отклонения знака. Пусть отклонение таково, что вершина С имеет полон ительный знак. Рассмотрение действия генератора удобно начать с момента, горит тиратрон 2 и контакторы 90 и 9/ выключены. Реле 86 при этом находится под током, и его контакты 86а включены, а коитакты S6b выключены. По сопротивлениям 84 и 55 пойдет ток и на них появятся падения напряжения, которые вызовут появление зарядных токов конденсаторов б/ и 62 по цепям; а) конденсатор 67, иижняя часть сонротивлеиия 2/, реле 86, выпрямитель 41 и сонротивление 84; в) кондепсатор 62, нижняя нить сонротивления 3/, реле 86, выпрямитель 4/ и сопротивление 55. При этом нрисоединенная к сетке тиратрона обкладка конденсатора б/ будет заряжаться положительным нотенциалом быстрее, чем обкладка конденсатора 62, так как напряжения на сонротивлениях 86 и 84 будут направлены одинаково, в то время как напряжения на сопротивлениях 86 и 55-различно.

Вследствие вентильного действия выпрямителя 4J зарядка конденсатора б/ будет замедлена. Через небольшой промежуток времени тиратрон / вспыхнет, включив контактор 90. Конденсатор 64 разрядится и на Рлгновение понизит потенциал анода тиратрона 2, вследствие чего оп погаснет, лишив тока реле 86. Контакты 86а разомкнутся, а контакты 861} замкнутся, и начнется зарядка конденсатора 63 разностью падений напряжения на сопротивлениях 89 и 87, которые, благодаря наличию выпрямительного люстика 43, 44, 45, 46, всегда направлены навстречу друг другу. Напряжение на сопротивлении 87 при горении тиратрона / пли 3 всегда больше напряжения на сопротивлении 89, и зарядка будет происходить но цепи: левый конец сопротивления 87, сопротивление 89, выпрямитель 42, конденсатор 63, правый конец сопротивления 87. Одповременно, вследствие исчезновения тока в сопротивлении 56, копденсатор 61 разрядится и получит отрицательное смещение от нижней части сопротивления 27. нодготовнвщись к следующему циклу. Через иекоторый промежуток времени потенциал сетки тиратрона 2 нодннмется до нужной величины, и тиратрон вспыхнет, что повлечет за собой гашение тиратрона 7 импульсом тока через копденсатор 64. Конденсатор 63 быстро разрядится через вентиль 42 и подготовится к следующему циклу. Зажигание тиратрона 2 вызовет срабатывание реле 86, которое замкнет свои контакты 86а и разомкнет контакт 86Ь. Дальше процесс будет новторяться в уже описанном порядке, к контактор 90 будет периодически включаться тиратроном 7. Проследив действие генератора в том случае, если отклонение регулируе.мого нараметра произойдет в другую сторону, т. е. ноложительный потенциал получит вершина D, нетрудно убедиться, что нри этом будет происходить попеременное зажигание тиратронов 2 и 3, так как скорее будет заряжаться не конденсатор 61, а конденсатер 62. Периодически будет включаться контактор 91 и регулировка процесса будет происходить в другую сторону.

Чем больше будет разбалансирован мост, тем быстрее будет заряжаться конденсатор 6/ (или 62), другими словами, тем раньше будет происходить зажигание тиратрона / (или 5). Наоборот, зажигание тиратрона 2 будет требовать больше времени, так как разность .напряжений на сопротивлениях 87 и 89, заряжающая конденсатор 63, уменьшится. Следовательно, регулируюш,ий процесс контактор будет включен в каждом цикле в течение большего промежутка времени, и регулировка процесса будет происходить ускоренно. По мере приближения моста к равновесию напряжение на диагонали CD будет уменьшаться; тиратрон 7 (или 3) будет вспыхивать на меньшие промежутки времени, а время горения тиратрона 2 будет увеличиваться. Параметры устройства должны быть подобраны так, чтобы общее время цикла, т. е. вспышки тиратрона / (или 3) и тиратрона 2 оставалось неизменным. Этим будет обеспечена плавная, происходящая по экспоненциальному закону, регулировка процесса.

При отсутствии отклонения регулируемой величины от заданного значения мост будет находиться в равновесии. Устройство должно быть отрегулировано так, чтобы при этом происходили настолько короткие вспышки тиратрона / (или 5), чтобы контактор 90 (или 91) не успевал включить регулирующий сервомотор.

Предмет изобретения.

i. Автоматический регулятор, состоящий из моста Уитстона, сопротивление ветвей которого поставлено в зависимость от заданной и действительной величины регулируемых параметров, и тиратронов, используемых для периодического включения и выключения управляющих процессом контакторов, причем действие тиратронов связано с величиной и знаком напряжения в диагонали моста, отличающийся тем, что тиратроны включены по схеме генератора импульсов, в которой длительность вспышек тиратронов возрастает с увеличением отклонения регулируемого параметра от заданной величины, а пауза между ни,ми, наоборот, уменьшается, с той целью, чтобы обеспечить плавное приближение регулируемого параметра к заданной величине.

2.Форма выполнения регулятора по п, I, отличающаяся тем, что к вершинам индикаторной диагонали моста Уитстона присоединены конденсаторы 6J, 62 и 63, включенные в цепи сеток тиратронов / и 2, приводящих в действие контакторы, и тиратрона 2, служащего для периодического гашения тиратронов / и 5, причем к конденсаторам, помимо напряжения в диагонали моста, приложены падения напряжения па сопротивлениях 86 и 87, создающие и.мпульспый режим горения тиратронов.

3.В регуляторе по пп. 1 и 2 применение реле 86, предназначенного для попеременного присоединения контактами 86а и 86Ь верщин моста Уитстона либо к конденсаторам 61 и 62, либо к конденсатору 63, с той целью, чтобы длительность цикла, состоящего из одного зажигания тиратрона / или 3 и одного зажигания тиратрона 2, не зависела от величины отклонения регулируеамого параметра от заданного значения и оставалась неизменной.

к авторскому свидетельству Н. В. Пильц

JNo 52576

- I

S н:

Н