Drukuj

W związku ze stałością obciążenia średnia prędkość maszyny pozostawała stała przy tej samej pracy sił napędowych, a więc przy niezmiennym dopływie energii.

W przypadku zmiennych warunków pracy maszyn i urządzeń (np. zmian obciążenia, wydajności, zakłóceń itp.) zachodzi konieczność dostosowania dopływu energii lub czynnika do maszyny (pracy sił napędowych) do zmiennych warunków tej pracy czyli konieczność regulacji. Ogólnie pod regulacją rozumiemy dostosowanie pewnych wielkości zmiennych do potrzeb organizmu, organizacji czy procesów technologicznych. W tej ostatniej dziedzinie konieczność regulacji maszyn i urządzeń pracujących pod zmiennym obciążeniem lub o zmiennej wydajności, wynika z potrzeby utrzymania, przy tym na stałym poziomie, lub zmiany w ustalonych granicach, pewnych wielkości koniecznych dla danego procesu, jak prędkość kątowa maszyny, ciśnienie lub temperatura czynnika, napięcie włókna w maszynie włókienniczej, kierunek ruchu rakiety itp. W interesującej nas dziedzinie maszyn można określić regulację jako dostosowanie dopływu (energii lub czynnika) do maszyny do zmiennego odpływu przy utrzymaniu określonych wielkości (regulowanych) na stałym poziomie lub przy realizacji ich zmiany według ustalonego programu. Wymienione dostosowanie może być naturalne — nazywane samoregulacją, albo zewnętrzne, będące wynikiem działania specjalnego mechanizmu (regulatora) i wtedy mówimy o regulacji.

Przykładem samoregulacji może być ustalenie się określonej nowej temperatury pieca gazowego przy zmianie dopływu gazu do paleniska.

 

Podstawą regulacji jest pomiar wielkości regulowanej. W regulacji ręcznej jest on dokonywany drogą obserwacji przez obsługę wskazań zwykłego przyrządu pomiarowego.

W interesującej nas regulacji samoczynnej jest on dokonywany przez specjalny mechanizm zwany regulatorem, przenoszący samoczynnie wskazania bezpośrednio na elementy nastawiające dopływ (energii, czynnika itd.).

Wynika stąd podział regulacji na bezpośrednią, gdy regulator działa wprost na element nastawiający dopływ i uruchamia go energią własną i pośrednią — gdy regulator, uruchamia specjalny mechanizm z obcym źródłem energii, który dopiero z kolei oddziaływuje na element nastawiający dopływ. Przy czym pod dopływem rozumiemy ogólnie dowolną wielkość wpływającą na zmienność wielkości regulowanej.

I tak w piecu stalowniczym dopływem będzie gaz dostarczony do pieca, zaś odpływem ciepło potrzebne do topienia metalu, w silniku dopływem będzie czynnik (para, paliwo), odpływem obciążenie itd. Rozważania powyższe mają więc charakter całkowicie ogólny.

Zależnie od rodzaju regulowanego czynnika (odpływu) i odpowiednio do wymienionych na początku rodzajów regulacji rozróżniamy różne rodzaje regulatorów. Są więc regulatory prędkości obrotowej (prędkości kątowej) silnika, uniezależniające ją od mocy rozwijanej przez silnik i regulatory napełnienia (zwane także regulatorami mocy). Są też regulatory ciśnienia, temperatury, napięcia, kierunku ruchu itd.

Ponieważ we wszystkich tych przypadkach podstawą regulacji jest pomiar wielkości regulowanej, więc regulatorami tymi będą odpowiednio skonstruowane wahadło obrotowe, manometr, termometr, dynamometr, ster itd.

 

W maszynach podstawowe znaczenie mają regulacja i regulatory prędkości. Dotyezy to przede wszystkim silników napędzających pędnie, prądnice itp.

Z uwagi na pracę zasilanych przez nie maszyn i urządzeń prędkość ich musi pozostawać (praktycznie) stała (np. ze względu na pożądaną stałą częstość prądu elektrycznego).

Ze zmianą obciążenia (oporu) regulator zmienia ciśnienie (ilość) czynnika roboczego, czyli napełnienie, tak by zachować stałą (praktycznie) prędkość.

Inne napędy mogą wymagać odmiennych warunków pracy odpowiednio do specyfiki napędzanych maszyn i ich podstawowej charakterystyki. W przypadku napędu pomp, sprężarek, dmuchaw, które mają pracować przy stałym ciśnieniu, prędkość dostosowywana jest do zmiennej ilości tłoczonego czynnika przy zachowaniu stałego ciśnienia (ilości) czynnika roboczego w każdym cyklu pracy, a więc napełnienia.

Szczególnie wyraźnie uwydatnia się to w zespołach maszyn tłokowych (silnik parowy—sprężarka tłokowa). Praca skokowa przy utrzymaniu stałego ciśnienia czynnika tłoczonego jest stała [stąd i stałe ciśnienie (ilość) czynnika roboczego czyli napełnienie silnika], a zmiana ilości czynnika tłoczonego wymaga zmiany prędkości biegu. Jest to regulacja napełnienia nazywana także regulacją mocy, jakkolwiek moc ulega przy tym zmianie (zmienia się bowiem prędkość obrotowa przy tej samej pracy na jeden cykl). Proces regulacji we wszystkicń przypadkach objawia się określonym wpływem na prędkość maszyny, prowadząc do jej utrzymania lub określonej zmiany. Stąd podstawowe znaczenie regulacji prędkości maszyn i regulatora prędkości jako przykładowego mechanizmu regulatora. Jest to także uwarunkowane rozwojem historycznym regulacji; regulator odśrodkowy prędkości może być niejako uważany za prototyp innych rodzajów regulatorów (regulatory odśrodkowe napełnienia różnią się od regulatorów prędkości tylko znacznie większym zakresem zmian prędkości obrotowej).

Z powyższych powodów dalsze rozważania przeprowadzone będą na przykładzie regulacji i regulatorów prędkości.

Należy mieć jednak na uwadze, że mogą one być bezpośrednio zastosowane także i do innych rodzajów regulacji. Rozważania te mają więc znaczenie ogólne.

W ruchu ustalonym układ regulacji jest w równowadze. Zmianę tego stanu, a więc i przestawienie dopływu może wywołać dopiero zmiana wielkości regulowanej, na którą on reaguje. Cechą procesu regulacji jest więc wahliwość. Charakter jej zależy od rodzaju stanu równowagi, a więc jej stateczności czy też możliwej asta-teczności lub wręcz chwiejności. Wynika stąd rozróżnienie zagadnień statyki regulacji (i regulatorów), tj. warunków chwilowego stanu równowagi regulatora i układu regulacji od zagadnień dynamiki, tj. warunków stałości czyli stateczności tego stanu.


- - - - - - - - motoreduktory.eu | WEBSYSTEM | tel.+48 (048) 383-01-44 | tel.601.747.565 - - - - - - - -