Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

устройства. В этом случае будем иметь элемент, выполняющий одновременно следующие функции: задание, сравнение и усиление сигнала, а если управляющее устройство позволяет вырабатывать сигнал, пропорциональный параметру регулирования (например, терморезистор), то может быть обеспечено еще и выполнение функции воспринимающего элемента. В рассматриваемых схемах балластные устройства могут быть заменены на другие управляющие устройства, что приведет к повышению коэффициентов усиления схем. Очевидно, эта мера будет наиболее эффективна для мостовой схемы.

При такой замене необходимо, чтобы выходные параметры управляющих устройств при подаче входного сигнала менялись противоположно, т. е. у одних управляющих устройств, допустим, увеличивались, а у других уменьшались (например, у МУ в схеме, приведенной на рис. 1, а, индуктивные сопротивления одних рабочих обмоток увеличиваются, а других уменьшаются). В мостовой схеме управляющие устройства с одинаковым изменением параметров должны быть включены моста. В некоторых случаях в

W\ 1

W -J

Рис. 4. Конструктивная схема элемента с несколькими управляющими устройствами

В противоположные плечи реверсивных схемах могут быть использованы управляющие устройства с одинаковым знаком изменения выходных параметров, но с различными постоянными времени. Такие схемы обычно используются для построения форсирующих элементов (см. гл. XI).

Следует отметить, что элементы автоматики, выполненные на реверсивных схемах, отличаются большей стабильностью характеристик по сравнению с элементами, выполненными на нереверсивных схемах. Это объясняется тем, что в процессе работы элементов на управляющие устройства помимо основных входных сигналов, всегда действуют и внешние возмущения (изменение температуры, влажности, давления воздуха и др.). Действие внешних возмущений в нереверсивных элементах приводит к появлению вредных сигналов. В реверсивных же элементах это действие в какой-то степени компенсируется за счет двух контуров и уровень вредных сигналов меньше. Поэтому реверсивные схемы находят широкое применение и в тех случаях, когда не требуется обеспечить реверсивную статическую характеристику элемента. Так же, как и в нереверсивных схемах, у реверсивных элементов может быть введена обратная связь. Назначение обратной связи здесь то же, что и у нереверсивных элементов, но чаще всего она бывает предназначена для осуществления релейного режима и генериро-

ванйя импульсов. При этом сигнал обратной связи может формироваться как из выходной цепи данного устройства (рис. 3, д) (см. МУ в схеме на рис. 1, а), так и из выходной цепи другого устройства (рис. 3, и).

Помимо рассмотренных схем, в системах автоматического регулирования часто применяются элементы с несколькими управляющими устройствами, включенными последовательно или параллельно (рис. 4), что вызывается необходимостью повышения уровня выходного сигнала, мощности, коэффициентов стабилизации, надежности и т. п. Например, в схеме регулятора температуры (рис. 1, а) для увеличения выходного сигнала термодатчика (напряжения 6, ) можно использовать несколько последовательно включенных термопар. Такие схемы нецелесообразно выделять в особую группу, так как их построение соответствует рассмотренным схемам, которые могут быть названы типовыми

В заключение следует отметить, что при изучении конкретных элементов рассмотрение принципов построения их схем целесообразно проводить на основании материала, изложенного в данном разделе, так как это облегчит усвоение схем разнообразных конструктивных элементов автоматики.

Глава П :

СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕМЕНТОВ

1. ПОНЯТИЕ О СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ

Состояние конструктивного элемента автоматики, как и всякой физической системы, может быть охарактеризовано, если известны соответствующие физические величины. Например, состояние данного механического элемента считается определенным, если известно относительное положение его частей и их скорости, т. е. известны координаты соответствующих точек и векторы их скоростей. Состояние электрического элемента определяется напряжениями (или токами) и их производными и т. д.

Для того чтобы охарактеризовать элементы автоматики с точки зрения их работы в системе автоматического регулирования, выбирается одна величина на входе и одна на выходе элемента - входная и выходная величины, которые принято обозначать соответственно и вых- Подчеркнем, что значение самих входных и выходных величин и их производных и интегралов позволяет установить лищь общий характер процесса преобразования энергии, но не дает представления о количественных изменениях энергии и, следовательно, о мощности элемента и соверщаемой им работе. Действительно, для определения мощностей на входе и выходе механического элемента, кроме скоростей, необходимо знать и величины усилий или все конструктивные параметры элемента. В последнем случае по известным перемещениям и скоростям можно рассчитать и усилия.

Как известно, при изменении входной величины возникает переходный процесс, обусловленный инерционностью элемента, т. е. наличием в нем таких составных частей, которые запасают энергию или вещество (механическая инерция деталей, их теплоемкость, емкость резервуаров для газов и жидкостей, электрическая емкость, индуктивность и т. п.). Однако по истечении известного промежутка времени, который только чисто теоретически равен бесконечности, практически устанавливается определенное соотнощение между входной и выходной величинами (или между одной из этих величин и производными или интегра-