ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ КОТЕЛЬНОЙ АВТОМАТИКИ.
РЕГУЛЯТОР СБРОСА ПАРА.
Поддерживает давление пара в котле, когда отбор пара становится меньше 10 – 15%. В этом случае котел работает с мин расходом топлива с допустимым распыливанием топлива. Паропроизводительность остается постоянной . излишки пара сбрасываются на конденсационную установку. Регулятор построен по схеме с КРС и СУКС.
РКС – регулирующий клапан сброса.
Система регулирования уровня в котле работает по комбинированному принципу.
На КРУ поступает сигнал по нагрузке от ДРП и сигнал отклонения уровня:
еНу = Нуз – Нду
Нду – вых сигнал датчика уровня.
ДУВ – датчик перепада давления.
В регуляторах давления пара и вязкости отсутствует СС РО. В них вых сигнал корректора поступает на ИМ. Усилитель встроен в контроллер.
ДДРП – датчик давления распыливающего пара
ДВТ – датчик вязкости топлива
ДДТ – датчик давления топлива
Применение таких регуляторов объясняются обстоятельствами:
1. пневматический ИМ развивает большие перестановочные усилия.
2. пневматический ИМ могут перемещать РО с переменной скоростью
3. пневматический элементы могут размещаться в пожаробезопасных помещениях.
Поэтому соединение электрических элементов позволяет формировать сложный алгоритм управления. Пневматический ИМ дает возможность получить системы с хорошими свойствами. Для перехода от электрических элементов к пневматическим применяются ЭПП:
- релейные РЭПП
- непрерывные НЭПП
Схема электропневматические регуляторы с РЭПП
ПУ – пневматический усилитель
Устанавливается если для питения РЭПП используется давление воздуха 1,2 бар. Для питания ПИМ используется давление питания 5 – 7 бар. В качестве ПИМ используются мембранные пневматические сервомоторы 2-ух видов:
1. односторонние с пружиной
2. 2-ух сторонние без пружины
Рис. 14.1 Односторонний сервомотор с пружиной.
Характеристика РЭПП :
РЭПП с 2-ух стронним ИМ:
Рис. 14.2 2-х сторонний сервомотор без пружины.
Для преобразования электрического сигнала давления воздуха используется электромагнитные или пьезоэлементы. Пьезо преобразователи – Пьезо актуаторы. При подаче на них напряжения изменяется их размер. Т.о открывается или закрывается пневматический клапан. Изменение размеров актуатора составляет доли милиметра.
Схема регулятора с НЭПП:
Характеристика НЭПП:
НЭПП имеет небольшую выходную мощность и формирует сигнал давления воздуха ПКУ по закону регулирования в КУ. Диапазон изменения в ПКУ 0,2 – 1 бар т.к. за пределами этого диапазона невозможно получить требуемую линейность характеристики.
Регуляторы без СС применяются в САР вспомогательных величин КУ (давления, вязкости топлива). В САР (давления пара) используются электропневматические регуляторы со СС (пневматические или электропневматические).
Функциональная схема регулятора с пневматической СС:
ЖОС – жесткая обратная связь Кос = 1
В этом случае Рос = М и ЖОС играет роль ДПИМ. В современных
электропневматические СС используется РЭПП:
Схема РЭПП с пьезоактуаторами:
К1, К2 – компараторы, сигналы поступают на клапаны
1. │Uкуп│˂Dн; Uк1 = 0; Uк2 = 0 Dн – зона нечувствительности
2. │Uкуп│≥ Dн; Uк1 = 1; Uк2 = 0
3. │Uкуп│ ≤ Dн; Uк1 = 0; Uк2 = 1
Схема с 2-ух сторонним ПИМ:
Регуляторы с пьезоактуаторами содержат релейный элемент с зоной нечувствительности. Они характеризуются:
1. Погрешность регулирования, определяется Dн
2. Скорость перемещения ИМ не регулируется
Для улучшения рабочих свойств электропневматических ПЭА применяют широтно импульсное управление подачи воздуха ПИМ.
Клапан подачи воздуха на ПИМ представлен в виде ключа. Ключ замкнут – клапан открыт. Для управления ключем используется ШИМ. ШИМ содержит генератор пилообразных сигналов.
Сигнал Uн на выходе ШИМ действует время Ти.
0, Uy≥Uг
Ти – длительность импульса
Давление воздуха также подается в течение времени Ти. В интервале Ти скорость перемещения ПИМ растет, в течение времени Тм – Ти - падает. Т.о. скорость перемещения ИМ определяется Uy.
Для данного случая перемещения ИМ можно описать
Тим * dM/dt = Uy
Т.е. скорость перемещения ПИМ – непрерывная =˃ вся система непрерывна, это улучшает качество работы. Зоны чувствительности можно уменьшить.
Микроконтроллер содержит программные модули:
1. КУП
2. Модули нечувствительности
3. ШИМ
Расчетная схема СС:
ШИМ и ПЭА ведут себя как непрерывный усилитель с коэффициентом усиления Ку