Opublikowano: 17.XI.1965 50218 KI. 21c, 46/50 MKP G 05 b UKD ^)Bi-; Twórca wynalazku: mgr inz. Benedykt Kaminski Wlasciciel patentu: Instytut Elektrotechniki, Warszawa (Polska) Sposób wprowadzania dzialania rózniczkujacego do regulatorów trójpolozeniowych ze sztywnym sprezeniem zwrotnym i Wprowadzenie dzialania rózniczkujacego do re¬ gulatorów sluzy do poprawy przebiegów regula¬ cyjnych.Dotychczasowe sposoby wprowadzania dzialania rózniczkujacego do regulatorów trójpolozeniowych realizowane sa za pomoca elektrycznych czlonów inercyjnych w galezi sprzezenia zwrotnego. Jed¬ nakze wprowadzenie czlonu, inercyjnego do ob¬ wodu sprzezenia zwrotnego w regulatorze trój- polozeniowym wymaga stosowania dodatkowych obwodów tlumiacych oscylacje wystepujace w wewnetrznym obwodzie regulatora. Poza tym uzy¬ skanie prawidlowego dzialania rózniczkujacego nastrecza trudnosci konstrukcyjne ze wzgledu na koniecznosc stosowania duzych wartosci pojem¬ nosci i opornosci kondensatorów i oporników.Wprowadzenie dzialania rózniczkujacego w re¬ gulatorze trój polozeniowym wedlug wynalazku calkowicie eliminuje mozliwosc wystepowania drgan w wewnetrznym obwodzie regulatora, nie¬ zaleznie od wielkosci dzialania rózniczkujacego, dzieki zastosowaniu w mechanizmie napedzajacym sztywnego sprzezenia zwrotnego strefy martwej.W obszarze tej strefy martwej przy zaniku uchy¬ bu wielkosci regulowanej czesc napedzajaca uklad sprzezenia zwrotnego bez oddzialywania na czesc napedzana sprowadzona jest do srodka strefy martwej.Sposób wprowadzenia dzialania rózniczkujacego do regulatorów trójpolozeniowych wedlug wyna- 15 20 lazku, dzieki duzej niezawodnosci dzialania (pro¬ stota ukladu), oraz mozliwosci szerokiej regulacji dzialania rózniczkujacego szczególnie nadaje sie do regulacji procesów przemyslowych, w których stan ustalony osiagany jest z duzym opóznieniem w stosunku do chwili wprowadzenia zmiany przez organ regulacyjny lub wskazania organu pomiaro¬ wego ustalaja sie z duzym opóznieniem w stosun¬ ku do zaistnialej zmiany wielkosci mierzonej.Wynalazek zostanie objasniony szczególowo na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przyklad rozwiazania konstrukcyjnego regulatora wyposazonego w strefe martwa w napedzie sztyw¬ nego sprzezenia, fig. 2, 3 i 4 przedstawia przebie¬ gi sygnalów wyjsciowych regulatora, w zaleznos¬ ci od przebiegów sygnalów wejsciowych wraz z pokazaniem sygnalów sztywnego sprzezenia zwrotnego.Uklad przedstawiony na fig. 1 sklada sie z we¬ zla sumujacego A, wezla zaczepowego B, przekaz¬ nika dwupolozeniowego C o dzialaniu niezalez¬ nym od uchybu wielkosci regulowanej, przekaz¬ nika trójpolozeniowego D o dzialaniu zaleznym od kierunku uchybu regulowanego, silnika E, prze¬ kladni mechanicznej F, walu G uruchamiajacego naped sztywnego sprzezenia zwrotnego, oraz ukla¬ du sztywnego sprzezenia zwrotnego skladajacego sie z przekladni mechanicznej, utworzonej z kól M i N walu O i potencjometru P, z którego sy¬ gnal podawany jest do wezla sumujacego A. 5021850218 3 Strefe martwa w mechanicznym ukladzie na¬ pedzajacym sztywne sprezenie zwrotne tworzy kolek zabierakowy H, umieszczony na wale G, oraz dwa ograniczniki oporowe I, umieszczone na kole M. Kolo M, napedzane jest przez wal G tyl- 5 ko wtedy, kiedy kolek zabierakowy H, wywiera nacisk na jeden z ograniczników oporowych I.Poza tym na kole M umieszczone sa dwa pól- pierscienie slizgowe K, zas na wale G umieszczo¬ na jest szczotka L slizgajaca sie po tych pólpiers- 10 cieniach W obszarze strefy martwej, zawartym pomiedzy ogranicznikami oporowymi I. Pólpiers- cienie slizgowe K sa tak zamocowane na kole M, ze jesli kolek zabierakowy H znajduje sie w po¬ zycji srodkowej strefy martwej to wówczas szczot- 15 ka L znajduje sie w przerwie izolacyjnej pomie¬ dzy pólpierscieniami slizgowymi K.Z chwila pojawienia sie dodatniego uchybu wielkosci regulowanej dziala przekaznik C. Prze¬ kaznik C, który ciagle jest zasilany z wezla zacze- 20 powego B swoimi stykami wlacza do tego wezla przekaznik trójpolozeniowy D. Przekaznik D swoi¬ mi stykami przy dodatnim uchybie wielkosci re¬ gulowanej w czasie tx (fig. 3) uruchamia silnik E w kierunku prawym. Silnik E poprzez przeklad- 25 nie mechaniczna F napedza wal G.Kolek zabierakowy H z pozycji srodkowej stre¬ fy martwej porusza sie w prawo i po czasie T dochodzi do prawego ogranicznika oporowego I w czasie t2 (fig. 3), napedzajac dalej uklad sztyw- 30 nego sprzezenia zwrotnego (przekladnia mecha¬ niczna utworzona z kól M i N, wal O oraz po¬ tencjometr P). Sygnal z potencjometru P jest tak dobrany, iz wchodzac do wezla sumujacego A zmniejsza uchyb wielkosci regulowanej. 35 Po zmaleniu uchybu wielkosci regulowanej po¬ nizej progu dzialania przekaznika C, przekaznik ten zostaje otwarty i swoimi stykami przelacza przekaznik trójpolozeniowy D do obwodu utwo¬ rzonego ze szczotki I4 oraz pólpierscienia prawe- 40 go K. Pólpierscien ten zasilony jest napieciem ujemnym w zwiazku z czym przekaznik trójpo¬ lozeniowy D dzialajac w tym obwodzie swoimi stykami zmieni kierunek obrotów silnika E.Zmiana kierunku obrotów silnika E zmienia 45 równiez kierunek obrotów walu G w zwiazku z czym kolek zabierakowy H w czasie t3 (fig. 3) zaczyna przesuwac sie do srodka mechanicznej strefy martwej, przestajac napedzac uklad sztyw¬ nego sprzezenia zwrotnego. 50 Równoczesnie z kolkiem zabierakowym H prze¬ suwa sie szczotka h po pólpierscieniu slizgowym K. Po czasie T szczotka L schodzi z prawego pól¬ pierscienia slizgowego K na izolacje miedzypiers- cieniowa przez co zostaje przerwany obwód zasi- 55 lania przekaznika trójpolozeniowego D. W czasie t4 (fi. 3) przekaznik ten jest zwalniany i swoimi stykami wylacza silnik E, co jest równoznaczne z zatrzymaniem organu wykonawczego.Z chwila ponownego pojawienia sie uchybu 60 wielkosci regulowanej ponownie zadziala prze¬ kaznik C, który stykami przelacza przekaznik D z obwodu sprowadzajacego wal G w srodkowa po¬ zycje strefy martwej na obwód, w którym wyste¬ puje uchyb wielkosci regulowanej (wezel zacze- 65 powy B). Dalsza praca ukladu przebiegac bedzie w sposób powyzej opisany, z tym, ze w przypadku ujemnego uchybu wielkosci regulowanej przekaz¬ nik D w obwodzie sprowadzajacym wal C w srod¬ kowa pozycje strefy martwej zasilany bedzie przez lewy pólpierscien I napieciem dodatnim.Dzialanie rózniczkujace zwiazane jest z przy¬ rostem pola przebiegu sygnalu wyjsciowego w sto¬ sunku do przebiegu sygnalu wejsciowego. Dla sy¬ gnalów wejsciowych 1 o liniowym narastaniu ich wartosci, pokazane sa przebiegi sygnalów wyjsciowych 3, na fig. 2, 3, 4, oraz przebiegi sy¬ gnalów sztywnego sprzezenia zwrotnego 2.Na fig. 2 pokazany jest przebieg dla stosunku — = 7- , gdzie a jest histereza przekaznika dwu- no K polozeniowego C, zas X jest polowa strefy mart¬ wej. Oczywiscie wielkosci a i K w tym przy¬ padku nalezy wyrazic w mierze katowej.Na fig. 3 pokazany jest przebieg dla stosunku natomiast na fig. 4 dla stosunku b-no k ' = 7- gdzie b i c stanowia dowolne liczby no k dodatnie wieksze od jednosci, zas n predkosc na¬ rastania sygnalu wejsciowego oraz ta0 predkosc obrotowa walu G. Czas T pokazany na fig. 2, 3 i 4 jest czasem, w którym kolek zabierakowy H przejdzie z pozycji srodkowej strefy martwej do jednego z ograniczników oporowych I pokazanych na fig. 1. ' ¦ Regulacje czasu wyprzedzenia mozna realizowac poprzez symetryczne przemieszczenie ograniczni¬ ków oporowych I na kole M lub przez regulacje wielkosci histerezy przekaznika C, przy czym zad¬ na z tych regulacji nie wplywa na zakres pro¬ porcjonalnosci regulatora. Mozna równiez regu¬ lacje czasu wyprzedzenia realizowac przez zmia¬ ne predkosci walu G napedzajacego sztywne sprze¬ zenie zwrotne, jednak ta regulacja wplywac be¬ dzie na zmiane zakresu proporcjonalnosci.Warto jednak zauwazyc, ze dla tego przypadku im wieksze bedzie wzmocnienie regulatora (mniej¬ szy zakres proporcjonalnosci), tym wieksza bedzie wartosc czasu wyprzedzenia, co jest korzystne z punktu widzenia przebiegu regulacyjnego (mniej¬ szy uchyb ustalony przy zwiekszonym czynniku stabilizacyjnym, zwiazanym ze wzrostem czasu wyprzedzenia). PL