Электрический изодромный регулятор Советский патент 1954 года по МПК G05B6/02 

Изобретение относится к устройствам для регулирования различных параметров, изменения которых 153меряются с HOMOHibro электрических датчиков, включенных в мостовую схему, питаемую от сети переменного тока.

Известны электрические регуляторы, в которых напряжение разбаланса, возникаюнлее при изменении регулируемого параметра, подается через трансформатор на вход фазочувствительного реле, включающего исполнительный механизм и изодромное устройство.

Особенностью предлагаемого регулятора этого типа является применение в качестве изодромного устройства конденсатора, заряжаемого через переключатель полярности, управляемый фазочувствительным реле, и разряжаюгцийся через прерыватель на вход этого реле. Благодаря этому работа фазочувствительного реле зависит от взаимодействияпрямоугольных

импульсов, снимаемых с конденсатора, с синусоидальными колебаниями разбаланса.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого

электрического изодро июго регулятора.

Регулятор состоит из измерительио-координирующеп части, фазочувствительного реле и изодромного устройства.

Согласование величины регулируемого параметра с заданным его значением осуществляется с помощью электрическо мостиковой следящей системы, содержащей датчик /, реагирующий на величину регулируемого параметра, и задатчик 2 программы.

В качестве датчика / может быть использован обычный индукпиопный или реостатный датчик. Задатчик программы так же может выполняться как индукционным, так и реостатным.

При всяком рассогласовании в положениях железных плунжеров датчика и задатчика возникает разность нотенциалов между средними точками 3 н 4 датчика / и задатчика 2 и в диагонали моста появляется ток, обтекающий первичную обмотку трансформатора 5. Это вызывает появление разности потенциалов на концах вторичной обмотки трансформатора и включение

в действие фазочувствительного электронного реле.

Усилительная лампа 6 фазочувствительного реле служит для обнаружения разбаланса обоих знаков. Анод лампы 6 присоединен к средHcii точке последовательно включенных вторичных обмоток 7 и (S трансформатора 9. Другие концы обмоток 7 и 8 через выпрямители JO и /7 (которые могут быть ламповыми или другого типа, например, се.ченовыми), нагрузочные сонротив,1ения / и и сопротивление смендения подключены к катоду лампы 6. Параллельно сопротивлениям / и включены конденсаторы С; и Со.

Реле питается переменным током. Поэтому в течение одной половины периода ток течет по лево) части cxeMfji (цепь 7-10 - Ri -RQ - 6}, а в течение другой - по правой части (цепь 8-11- Rz-Ro - 6). Токи через сопротив.лепия R и R.2 протекают To.ibKo в од) направлении; нозтому при до-статочной величине постоянно| | времени и C2-Rz па конн,ях этнх сопротивлений образуются ьостоя1Н1ые разности напряжетт.

Пр:. равенстве ч;-1сел витков обмоток 7 к 8, значеппй сопротивлений и R2. e.п ;ocтeй конденеаторов Ci и С и еонротивлеппй выпрямителей 1G и //, а также при отсутствии неременного нап Л жепия на входе реле напряжения на концах сопротивлений RI и R-2 в To4;iax а и б равны. В этом случае электромагнитное поляризованное реле 12 (может быть та(же применено п любое 34TeKTpofn-ioe ре;;е) и нуль-гальванометр 13 обесточиваются и занимают средние положения.

При появлении разбаланса в регуляторе, и как следствие, напряжения на трансформаторе 5 изменяется величина напряжения па сетке лампы 6; оно возрастает в одни половины периодов и уменьшается в другие половины, в завиеимости от фазы тока в трансформаторе 5.

В эезультате нарушается равенство токов, нроходяндих но сопр„отивлеииям и R-2 (ток, текущий через одно сопротивление, увеличивается, а через другое - уменьшается), и

появляется разность потенциалов в точках а и б. Это вызывает срабатывание реле 12 и далее срабатывание одного из двух электромагнитных реле 14 или /5. Каждое из этих ре.ле зправляет работой четырех контактов. Из них контакты 16 и 17 служат для включения исполнительного механизма регулятора, а остальные шесть контактов - для включения в действие изодромпого устройства.

При срабатывании реле 14 одновременно с включением исиолнительного механизма контакты 18 п

19подключают конденсатор Си к источнику постоянпого напряжения, которым являетея трансформатоо

20с выпрямителем 21, а контакт 22 разрывает цепь разрядного сопротив.тепня RU. Конденсатор Си начинает заряжаться. Вибратор 23, работающий сипхронно с сетью (что обеспечивается емкоетно-реостатпым .мостом 24), периодически подключает еопротивления 25 и 26 к обкладкам конденсатора. В результате к сетке ламны 27. нитаюшейел от т эансформатора 28 и выпрямителя 29, периодически подводятся на;),ке по ве.чичипе прямоугольпые импу.тьсы, фаза которых зависит от полярности конденсатора. Эти импульсы, усиленные лампоГ 27, с.мешиваются с стшуеоидальны.и колебаниями разба.лапса, получаемыми от мостиковой следяп1ей системы через трансформатор 5. В результате компенсирующего де11стиия прямоугольных импульсов, налагаемых на синусоидальные колебания, восстанавливается равновесие токов, текущих в левой (цепь 7-10 - - RO - 6} и npaBOii (цепь 8-// - RZ - RO - 6) частях схемы фазочувствительного реле, и разность потенцг алов между точка.ми а и о уменьшается.

Когда разность нотепциалов между а и б снизится до величины, обеснечивающей выключение реле 12, контакты носледнего раз.мыкаются и выключают электромагннтное реле 14 (или 15. Контакты 16, 22, 18 и 19 возвращаются в исходные ноложения. Исполнительный механизм останавливается, что соответствует концу первой (пропорцио-нальной) части процесса регулирования. Но одновременно с этим конденсатор Си отключается от источника постоянного напряжения и к его обкладкам подключается разрядное сопротивление Ru. Вследствие этого напряжение на обкладках конденсатора Си начинает падать и к сетке лампы 27 (с помощью вибратора 23) периодически подводятся убываю пие по величине прямоугольные импульсы. Эти импуль-сы, усиленные ламно1, смеогиваются с синусоидальпыми ко.юбаниями .разба: анса и поступают на вход фазочувствительного реле. Здесь возможны три случая.

1.Если скорость убывания синусоидальпых импульсов разбаланса, вызванная ггеремеп1сннем дополнитсмьного механизма во время первой (пропорционально :) части процесса регулирования, соответствует скорости разряда конденсатора Си и, следовательно, скорости убывания прямоуго.лг,пых импульсов, то фазочувствительное pe/ie остается в равновескп и регулируемый параметр возвраихается к заданному значению без гювтоужого включения испо.чкительного мехашазма.

2.Ес,ли скорость ч )ывания синусоидальных 1мпульсов разбала са меньше скорости убывания прямоуголь)1ых импу изсов, то равновесие фазочувствительного реле нарушается и между точками а п б появляется разность нотенциалов того же знака, что и во время первой части процесса регулирования. Это вызывает повторное срабатывание реле 14 и повторное включение исполнпте. ьного механизма в первоначальном .паправлении. Но длительноеть этого повторного включения значительно меньп1е нервоначальпой, нотому что подключенный к конденсатору Си источник постоянного напряжения быстро поднимет напряжение на обкладках конденсатора и тем увеличит амплитуду прямоугольных импульсов, подводимых к сетке лампы 27 до величины, при которой фазочувствительное реле вновь нридет в состояние равновесия и выключит реле 14, а с ним и исполнительный механизм.

Когда конденсатор Си начинает

разряжаться, вс„1едствие чего амплитуда нрямоугольных импульсов, нодводнмых к лампе 27, змепьшается. Описанный выше процесс повторится. Подобный процесс изодромного действия регулятора, при котором исполнительный механизм маленькими ходами перемешает 5егулируемый орган в нужном направлении, прекращается тогда, когда регулируемый параметр вернется к заданному зиачеиию и исчезнут как син соидальные колебания разбаланса, так и вызываемые ими через фазочувствительное реле прямоугольные н.мпульсы, подводимые к сетке лампы 27 и выполняющие роль пюкой обратно) связи регулятора.

3. Если скорость убывания сннусоидальпых колебаний разбаланса больше скорости убывания прямоугольных импульсов, то равновесие фазочувствите;1ьиого реле парун1аетея и между точками а и б появляется разность потенциалов, 1-ю уже знака. Это вызывает срабатывание реле 15 н вк,лючение исполните. механизма, в другом )авлснигк одиов 1еменно конта сты 30 и 31 подключают конденсато) Си к источнику постояниого напряжения таким образом, что по.тярность последнего противоположна поля)иости конденсатора Си. Это приведет к ускорению падения нап)яжения lia конденсаторе. В результате к сетке лампы 27 подают быстро чбываюпие прямоугольные и,тульсы, что вызывает восстап,ов;1сние равновесия фазочувствительного реле п включение реле 15. Описанный процесс повторяется до тех пор, пока 1егулируемый ) не вернется к заданному значению.

Регулятор имеет приспособление для изменения степени пропорциональности и для изменения времени изодрома. Изменение величины сопротивления Кч вызывает изменение скорости изодромпого действия регулятора или так называемого «времени изодрома.

Изменение сопротивления величин достигают изменение величины напряжения питающего копденсатора Си, а следовательно, изменелие длительности первого хода ис