Releli rostlagichlar

Releli rostlagichlar

1. 
   Asosiy xususiyatlari
   
2. 
   Struktur sxemasi va ishlash prinsipi
   
3. 
   Releli rostlagichlarning ish rejimlari
   

Releli rostlagichlar sanoat rostlagichlaring eng keng tarqalgan shaklidir.
Ular sxema va struktur jihatidan sodda, iqtisodiy va ishonchli. Ular eng sodda, ishonchli va tejamkor hisoblanadigan o'zgarmas tezlikli elektrik ijro mexanizmlari bilan birgalikda ishlaydi,
Releli rostlagichlarning o`ziga xos xussiyati - o'lik zona H va qaytish zonasi b bilan tavsiflangan uch pozitsiyali histerezis tavsifida nochiziqlliikning mavjudligi (1-rasm).

1-rasm. Gisterezis holatiga ega uch pozitsiyalu relening nozichiqiligi

2 -rasm. Releli rostlagichli soddalashtirilgan sxemasi


Режимы работы релейного регулятора

При входном напряжении, меньшим половины зоны нечувствительности на выходе усилителя 2 сигнал отсутствует. Исполнительный механизм неподвижен, напряжение на выходе цепи

_{отрицательной обратной связи -Uос= 0.}

_{При
U срабатывает релейный элемент и на выходе усилителя}

^вх ₂


1 появится напряжение, которое приведет в движение исполнительный механизм 2, одновременно начнется заряд конденсатора С цепи обратной связи через резистор R_св- Напряжение -U_ос с выхода ЦООС (цепи отрицательной обратной связи) в сумме с входным напряжением стремится
_{его компенсировать и при:}

^U вх
U _{ос 2} b

реле отпускается. Напряжение на выходе усилителя 1 исчезнет,


_{исполнительный механизм останавливается, заряд конденсатора С}

u
прекращается и начинается его разряд через резистор
^RT ^Rсв

Рассмотрим процессы в релейном регуляторе при характерных для его работы режимах.

Пусть скорость V_св изменения напряжения на выходе цепи обратной связи характеризуется углом α (рис.2.17,а).

Рис. 2.17. Графики изменения скорости напряжения на выходе (а) и изменения регулируемой величины (б).

Предположим, что регулируемая величина, т.е. входной сигнал изменяете: со скоростью выражаемой углом β (рис.2.17,6). В зависимости от соотношения углов α и β имеют место два режима работы регулятора:
1. β < α скорость изменения регулируемой величины больше, чем


<sub>скорость изменения напряжения обратной связи.


Когда отклонение регулируемой величины станет равно ,</sub>
²

включится исполнительный механизм. Срабатывание реле вызове появление линейно нарастающего напряжения обратной связи. Если скорость изменения регулируемой величины будет все время больше скорости изменения напряжения обратной связи, то исполнительный механизм, оставаясь все время включенным, будет перемещать регулирующий орган с постоянной скоростью. Такой режим работы регулятора называется режимом постоянной скорости.

2. β < α, т.е. скорость изменения поступающей на вход регулятора регулируемой величины меньше скорости изменения напряжения

обратной связи. Рассмотрим процессы, которые будут протекать в регуляторе в этом случае. Пусть в момент времени t₀ (рис.2.18) на вход регулятора начал поступать входной сигнал U_вх нарастающий со скоростью, определяемой углом β. В момент времени t₁ отклонение U_вх достигнет половины зоны нечувствительности регулятора, что повлечет включение исполнительного механизма.

Рис.2.18. Скользящий режим работы релейного регулятора. Одновременно начнет увеличиваться напряжение U_ос обратной связи (с

противоположным знаком). Скорость нарастания U_ос больше, чем скорость регулируемой величины. Следовательно, разность U_вх - U_ос будет


_{уменьшаться. В момент времени t2, когда эта разность станет равной b ,}
²

исполнительный механизм включится. Начнется разряд конденсатора ЦООС

через резистор R _Ти . Но процесс увеличения регулируемой величины продолжается и в момент t₃ произойдет новое включение исполнительного механизма. Включение и выключение механизма будут периодически следовать друг за другом. Если сравнить характеры движения механизма в двух рассмотренных случаях, то нетрудно увидеть их существенное различие. В первом случае режим исполнительного механизма характеризуется длительным включением. Характерной
особенностью режима во втором случае являются частые кратковременные включения в одном направлении при плавном изменении регулируемой величины. Такой характер работы регулятора получил название скользящего (или пульсирующего) режима.
При скользящем режиме работы средняя скорость движения исполнительного механизма всегда меньше его конструктивной скорости, определяемой скоростью электродвигателя и передаточным отношением редуктора. Специфичным для скользящего режима является особый характер изменения воздействия обратной связи. В скользящем режиме изменение U_ос как бы следит за изменением регулируемой величины U_вх, отличаясь от нее по своему среднему значению на небольшую величину. Разность U_вх – U_{ос
при скользящем режиме лежит в пределах:}

_{U вх}
²
_{U ос b}
²

Чем меньше зона нечувствительности Н регулятора, тем меньше отличается текущее значение отклонения регулируемой величины от значения сигнала обратной связи.

Кроме рассмотренных режимов возможен также смешанный режим, при котором имеет место как длительные, так и кратковременные включения исполнительного механизма.
Скользящий режим является основным режимом работы промышленных релейных регуляторов технологических процессов. Таким образом, условие наличия скользящего режима можно сформулировать так: скорость изменения регулируемой величины должна быть меньше скорости изменения сигнала обратной связи, компенсирующего входной сигнал регулятора.
В скользящем режиме, когда имеет место неравенство (3.25), (с точностью до половины зоны нечувствительности) выполняется условие:

^U _вх ^U _ос

т.е. регулятор, содержащий нелинейные элементы (реле, исполнительный механизм постоянной скорости) начинает подчиняться нелинейному закону регулирования, определенному устройству обратной связи. Это является чрезвычайно важным выводом, т.к. на этом основании при расчете систем автоматического регулирования, использующих регуляторы данного типа, становится возможным пользоваться линейной теорией автоматического регулирования.

В самом деле, пусть регулятор состоит из усилителя, содержащего нелинейные элементы и охваченного обратной связью (рис.2.19).

Рис.2.19. Схема регулятора.

На вход регулятора поступает сигнал U_вх и напряжение обратной связи U_ос. Передаточная функция цепи обратной связи определяется как отношение:

Отсюда

Передаточная функция регулятора в целом имеет вид:

Поскольку в скользящем режиме регулятора , то передаточная функция будет:

Таким образом, постановка регулятора в скользящий режим является важным способом линеаризации релейного регулятора. Действительно, ЦООС составлена из линейных элементов, поэтому и будет линейной.