Контрольная работа: Отличия регуляторов непрерывного и импульсного действия

Вопрос 1. Чем отличаются регуляторы непрерывного и импульсного действия

Регулятор автоматический (от лат. regulo -- привожу в порядок, налаживаю), устройство (совокупность устройств), посредством которого осуществляется автоматическое регулирование. С помощью чувствительного элемента (датчика) регулятор в зависимости от принципа регулирования измеряет или регулируемую величину, или возмущающее воздействие и при помощи преобразовательного или вычислительного устройства в соответствии с законом регулирования вырабатывает воздействие на регулирующий орган объекта.

Различия между регуляторами непрерывного и импульсного действия заключаются в разности изменений выходной величины при изменении входной.

В регуляторе непрерывного действия выходная величина изменяется плавно при плавном изменении входной величины, а в регуляторе импульсного действия при плавном изменении входной величины на выходе вырабатывается регулирующее воздействие в виде последовательных импульсов, амплитуда, длительность или частота повторения которых зависят от значения регулируемой величины в отдельные моменты времени.

Вопрос №31

Какими приспособлениями пользуются монтажники при снятии шкивов, полумуфт, шестерен и при снятии и насадке подшипников качения?

Для снятия деталей, соединенных с большим натягом, требуются значительные усилия. Шкивы, полумуфты, втулки, подшипники спрессовывают с вала винтовыми съемниками.

Наиболее удобными являются универсальные съемники. Съемник с регулируемым раскрытием тяг производит захват детали с наружной или внутренней стороны и развивает тяговое усилие до 20 кН, съемник с самоустанавливающимися тягами от 30 кН, с гидравлическим приводом до 100 кН. Если шкив, полумуфту или шестерню не удается снять с вала, их подогревают до 250--300°С пламенем газовой горелки. При этом вал охлаждают водой или сжатым воздухом.

Универсальный съемник (рис. 1а) имеет три тяги 9 , шарнирно соединенные планками 4 с гайкой 3. Гайка 8 имеет наружную и внутреннюю резьбы и грани под ключ со стороны головки 1 винта 7 съемника. При вращении гайки 8 расстояние между гайкой 3 и траверсой 2 изменяется, в результате этого лапы съемника раздвигаются или сближаются. Таким образом, происходит настройка съемника под размер демонтируемой детали. Выступами лап захватывают деталь, винт упирают в торец вала. Съем происходит при вращении винта рычагом 10. Чтобы уменьшить силу трения между валом и винтом, упор осуществляется через шарик 6, закрепленный в колпачке 5.

Рисунок 1 а) б)

Ручной съемник требует затраты значительных усилий. Съем крупных деталей облегчается и ускоряется при применении гидравлического съемника, (рис.1б) представляющего собой установленную на колесах площадку 1 с двумя стойками 2 на которых может вертикально перемещаться плунжерный насос 8. На корпусе насоса установлены траверсы 3 с отверстиями, которые позволяют закрепить болтами захваты 4 в нужном положении в зависимости от диаметра стягиваемой детали. Деталь закрепляют стропом на крюке подъемного приспособления, чтобы она не упала после съема. Лебедкой 6 насос устанавливают на такой высоте, чтобы центр упора 5 совпал с осью вала машины. Захваты должны надежно закрепить деталь в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вала. Качанием рукоятки 7 создают необходимое давление масла, главные и боковые плунжеры приходят в движение. Боковые плунжеры захватывают деталь, главный, перемещаясь вдоль оси насоса, стягивает ее с вала.

Для облегчения съема деталей в их конструкции предусматривают специальные элементы. Так, например, на наружной поверхности втулок протачивают кольцевые канавки под лапы съемника. Во втулках вентиляторов выполняют резьбовые отверстия для ввинчивания шпилек. Во фланцевой части подшипниковых щитов в месте соприкосновения с корпусом выполняют резьбовые отверстия, в которые при разборке ввинчивают болты. Поочередно вращая их в диаметрально противоположных точках, щит отжимают от корпуса.

Для снятия подшипников качения, как правило, применяют простые съемники. Снятие производят вращением рукоятки центрального винта, упирающегося концом в торец вала. Если подшипник снять не удается, его подогревают до 100°С, поливая горячим минеральным маслом.

Новый подшипник перед посадкой на вал тщательно промывают бензином. Место посадки на валу тщательно очищают, промывают бензином и смазывают минеральным маслом . Подшипник перед посадкой прогревают в чистом минеральном масле температурой 80--100°С. Посадку производят отрезком трубы (желательно медной), упираемой во внутреннее кольцо подшипника. Шкив, полумуфту, шестерню насаживают на вал специальным винтовым приспособлением (рис.2,а--г).

Применение этого приспособления позволяет все горизонтальные усилия передавать на вал, а не на подшипники. Сначала снимают крышку подшипника с противоположной от привода стороны и конец вала упирают в шкворень приспособления, а затем вращением рукоятки центрального винта надвигают шкив на вал. Для насадки шкивов, полумуфт, шестерен на валы более крупных машин применяют винтовой домкрат, в который упирают конец вала, противоположный приводу.

Насадку шкива, полумуфты или шестерни на вал электродвигателя производят после смывания керосином с вала грязи и ржавчины. После очистки вала в канавку (выемку в валу) закладывают шпонку, конец вала слегка смазывают минеральным маслом и только после этого производят насадку.

Вопрос 2. Назовите способы сушки изоляции обмоток электродвигателей

В процессе эксплуатации, транспортировки и хранения изоляционные конструкции электрических машин подвергаются воздействию окружающей среды. При этом они увлажняются. Попадание влаги в обмотку приводит к ухудшению диэлектрических характеристик изоляции и преждевременному выходу электрической машины из строя.

Степень увлажнения обмоток электрических машин напряжением до 500 В следует контролировать по изменению сопротивления изоляции. Сопротивление изоляции измеряют мегомметром напряжением 500 - 1000 В между фазами и между фазами и корпусом. Согласно ГОСТ 183 - 66, сопротивление изоляции (МОм) обмоток при температур должно быть не ниже указанных значений.

Практически сопротивление изоляции обмоток электрических машин напряжением до 500 В должно быть не ниже 0,5 МОм.

Если перед пуском сопротивление изоляции обмоток окажется ниже нормированного, то машину следует подсушить. Существует несколько способов сушки: конвективная (в сушильных шкафах), токовая, способом индукционных потерь и др.

В процессе сушки обмоток любым способом необходимо контролировать температуру сушки и сопротивление изоляции. При этом температура должна быть не выше предельно допустимой для данного класса нагревостойкости изоляции.

В первый период сушки сопротивление изоляции обмоток несколько снижается, если изоляция была увлажнена. Затем, когда начинается удаление влаги из изоляции, оно возрастает и при достижении равновесной влажности стабилизируется. Сушка считается оконченной, если значение сопротивления изоляции остается неизменным в течение 1 - 2 ч.

Если обмотка электрической машины сильно увлажнена и сопротивление изоляции после сушки остается ниже нормы, следует провести циклическую сушку. В этом случае процесс сушки складывается из периодических нагреваний и охлаждений обмотки. При охлаждении обмотки влага переходит от более нагретых внутренних участков к поверхности и процесс сушки ускоряется.

Конвективный способ сушки осуществляется в специальных сушильных шкафах. В качестве источников тепла могут служить пар, электроэнергия или газ. Во всех случаях теплоносителем является нагретый воздух. При этом способе сушки тепло передается от статора к обмотке, поэтому наружные ее слои высыхают быстрее, чем внутренние. Для более равномерного удаления влаги из изоляции следует температуру в сушильном шкафу поднимать постепенно.

Токовый способ сушки заключается в пропускании по обмоткам электрического тока пониженного напряжения. При этом тепло генерируется непосредственно в проводниках обмотки и влага первоначально удаляется из центра изоляционной конструкции. Сушке может быть подвергнута собранная машина или один статор. Источник питания может быть как постоянного, так и переменного тока. В случае сушки переменным током тепло дополнительно выделяется в стали статора за счет потоков рассеивания.

Токовая сушка может проводиться однофазным или трехфазным током. Практически в качестве источника питания для сушки может быть использован сварочный трансформатор.Токовый метод значительно сокращает продолжительность сушки по сравнению с конвективным.

Сушка способом индукционных потерь.

При этом способе нагревание машины осуществляется индукционными токами, возникающими при пропускании переменного тока по специальной намагничивающей обмотке, намотанной на статор. Намагничивающую обмотку выполняют изолированным проводом. Для регулирования температуры нагрева узла намагничивающую обмотку секционируют.

В первый момент сушки для ускорения разогрева статора нужно увеличивать индукцию до 0,7 - 0,9 Т, а затем при достижении необходимой температуры переключением на большее число витков уменьшить до 0,4 - 0,5Т.Последними двумя способами можно просушить обмотку электрической машины на месте ее установки без разборки.

Вопрос 3. Как выбрать параметры настройки регулирующего прибора по динамической характеристике объекта управления

Задача выбора настройки регулирующего прибора и типа регулятора состоит в следующем - необходимо выбрать такой тип регулятора, который при минимальной стоимости и максимальной надежности обеспечивал бы заданное качество регулирования. Могут быть выбраны релейные, непрерывные или дискретные (цифровые) типы регуляторов. Для того, чтобы выбрать тип регулятора и определить его настройки необходимо знать:

1. Статические и динамические характеристики объекта управления.

2. Требования к качеству процесса регулирования.

3. Показатели качества регулирования для непрерывных регуляторов.

4. Характер возмущений, действующих на процесс регулирования.

Выбор типа регулятора обычно начинается с простейших двухпозиционных регуляторов и может заканчиваться самонастраивающимися микропроцессорными регуляторами. Заметим, что по требованиям технологического регламента многие объекты не допускают применения релейного управляющего воздействия.

Для определения динамических характеристик объекта регулирования - коэффициента усиления (передачи) объекта Ко, постоянной времени обьекта Т и запаздывания фd на практике чаще пользуются экспериментальными методами, поскольку зависимость между входной и выходной величиной (переходная характеристика или кривая разгона) легче получить именно таким способом

В качестве непрерывных регуляторов предполагается использовать регуляторы, реализующие И, П, ПИ, ПД и ПИД - законы управления. Теоретически, с усложнением закона регулирования качество работы системы улучшается. Известно, что на динамику регулирования наибольшее влияние оказывает величина отношения запаздывания к постоянной времени объекта фd /Т, и представляет собой степень трудности регулирования объекта. Эта величина равняется переходному отклонению регулируемого параметра X в процентах от заданного значения SP, когда величина внешнего регулирующего воздействия Y составляет 1 % от диапазона регулирования. Эффективность компенсации ступенчатого возмущения регулятором достаточно точно может характеризоваться величиной динамического коэффициента регулирования Rd, а быстродействие - величиной времени регулирования tP.

Минимально возможное время регулирования tР для различных законов регулирования и типов регуляторов при оптимальной их настройке определяется таблицей 1. Теоретически, в системе с запаздыванием, минимальное время регулирования tPMIN = 2 фd. В таблице 1 приведены рекомендации по выбору закона регулирования и типа регулятора исходя из величины отношения запаздывания фd к постоянной времени объекта Т. Если фd /Т < 0,2, то можно выбрать релейный, непрерывный или цифровой регуляторы. Если 0,2 < фd /Т < 1, то должен быть выбран непрерывный или цифровой, ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор. Если фd /Т > 1, то выбирают специальный цифровой регулятор с упредителем, который компенсирует запаздывание в контуре управления. Однако этот же регулятор рекомендуется применять и при меньших отношениях фd /Т.

Таблица 1 - Выбор закона регулирования и типа регулятора по отношению фd /Т и tP /фd