Ինչպե՞ս է շարժիչի արագության կարգավորիչը պահպանում շարժիչի արագությունը հաստատուն:

Փակ օղակի կառավարման սկզբունքը իր հիմնարար ձևով

Փակ օղակի գործողություն. ինչպես է կարգավորիչը կարողանում իրական ժամանակում հետադարձ կապի հիման վրա փոխել ելքը

Շարժիչի պտտման հաճախականության հաստատուն պահպանման համար օգտագործվող սարքը կոչվում է ռեգուլյատոր (գովերնոր): Այն օգտագործում է փակ ցիկլի կառավարման և վերահսկման համակարգեր, ինչպես օրինակ՝ մագնիսական սենսորներ կամ այլ տախոմետրային սարքեր, որպեսզի չափի իրական պտտման արագությունը: Ռեգուլյատորի կառավարիչը սարք է, որը վերահսկում է այն բեռնվածքների դեպքում, երբ շարժիչը «փախչում» է, ինչպես նաև իրական արագության շեղումը նախատեսված նպատակային արժեքից: Այդ պահին կառավարիչը հաշվարկում է ուղղող գործողություն և հրաման է ուղարկում թրոթլի կամ վառելիքի կատարող սարքերին: Օրինակ՝ բեռնվածքի պատճառով պտտման հաճախականությունը 5 %-ով նվազում է, և վառելիքի քանակը միլիվայրկյանների ընթացքում անմիջապես մեծացվում է: Այս հետադարձ կապի ցիկլը լուծում է փակ ցիկլի համակարգերում կառավարման խնդիրը, իսկ հետադարձ կապի սիգնալները հաշվի են առնում այլ չհաշվարկված փոփոխականներ, ինչպես օրինակ՝ շարժիչի շարժման շրջանակներում առաջացող շփման կամ ջերմաստիճանի փոփոխությունները, որոնք ազդում են ռեգուլյատորի արագության վրա: Հետադարձ կապի միջոցով արագության կառավարումը առանձնապես կարևոր է գեներատորների կիրառման դեպքում, քանի որ պտտման հաճախականության ±0,25 %-ի շեղումն արդեն կարող է առաջացնել էլեկտրական հոսանքի հաճախականության փոփոխություն:

Շարժիչի կարգավորիչի երեք հիմնական տարրերը, որոնք անհրաժեշտ են դրա կայուն աշխատանքի համար

Կայուն արագության կարգավորման համակարգի համար անհրաժեշտ բաղադրիչները ունեն հետևյալ երեք փոխկախված հիմնական տարրերը:

- Տրված արժեքը (Setpoint). Կալիբրված թիրախային Պտ/Ր (օրինակ՝ 60 Հց գեներատորների համար՝ 1800 Պտ/Ր)

- Սխալի սիգնալը. Քանակական չափված տարբերությունը, որը ակտիվ և անընդհատ հաշվարկվում է (50–100 անգամ մեկ վայրկյանում)

- Կատարող մեխանիզմը. որը կարող է լինել մեխանիկական, հիդրավլիկ կամ էլեկտրոնային համակարգ, որը կատարում է հրահանգները և վերահսկում է վառելիքի (գազի) մատակարարումը (վառելիքի վերահսկման համակարգում մինչև 70 % նվազեցում արագացման պայմաններում)

Կարգավորիչի ամբողջ ցիկլը միաժամանակ աշխատում է երեք փոխկախված բաղադրիչներով: PID (համեմատական-ինտեգրալ-ածանցյալ) կարգավորիչը նվազեցնում է համակարգի պատասխանման ժամանակը և բարելավում է կարգավորիչի ընդհանուր աշխատանքը՝ հասնելով ընդհանուր արագության շեղման 2 %-ից պակաս մեծության 0–100 % բեռնվածության փոփոխությունների պայմաններում:

Ցենտրիֆուգային արագության կարգավորիչի մեխանիկա. Արագության չափումը՝ ուժերի հավասարակշռության միջոցով

Բեռնավորված թելիկներ. Ցենտրիֆուգային ուժը և զսպանակի ուժը տարբեր Պտ/ր-ներում

Բեռնավորված թելիկները պտտվում են՝ առաջացնելով ցենտրիֆուգային ուժ, որը համեմատական է շարժիչի Պտ/ր-ների քառակուսուն: Բարձր արագությունների դեպքում այս ուժը գերազանցում է զսպանակի համախառն ուժը: Այդ պատճառով թելիկները շարժվում են ուղղաձիգ: Հավասարակշռության կետում, երբ ցենտրիֆուգային ուժը հավասար է զսպանակի համախառն ուժին, բեռնավորված թելիկների ուղղաձիգ դիրքը համապատասխանում է սահմանված արագությանը: Արդյունաբերական կարգավորիչների դեպքում 3000 Պտ/ր-ի դեպքում ցենտրիֆուգային ուժը 15–20 % մեծ է զսպանակի համախառն ուժից: Դրա շնորհիվ ապահովվում է համեմատական պատասխան, այսինքն՝ Պտ/ր-ների կտրուկ աճի դեպքում ճշգրտման գործողությունը սկսվում է 0,2 վայրկյանից պակաս ժամանակում՝ արագության կարգավորման մեջ ուժերի հավասարակշռության հիմնարար սկզբունքի շնորհիվ:

Մեխանիկական միացումներ և արագացման սայլակի կարգավորում. Շարժման վերափոխումը վառելիքի մոդուլյացիայի

Բարձրացող կշռաքարերի ուղղահայաց շարժումը անմիջապես մխում է թրոտլի մեկ թևը մի թաղանթի միջով: Սա շարժման մաքուր մեխանիկական փոխակերպում է, իսկ դիզելային շարժիչներում թաղանթի յուրաքանչյուր 1 մմ շարժման դեպքում վառելիքի հոսքը նվազում է 8–12 %-ով: Այս դեպքում բնորոշ է մոտավորապես 4:1–6:1 մեխանիկական շահույթի հարաբերություն: Այս կառուցվածքի ամենակարևոր գործոնն այն է, որ այն աբսոլյուտ անվտանգ է և չի պահանջում արտաքին էներգիայի աղբյուր:

Արագության կարգավորիչի ռեակցիայի վերլուծություն արագության գերազանցման պայմաններում

Արագության կարգավորիչը ռեագիրում է արագության գերազանցման պայմանների վրա, որտեղ կարգավորիչի արգելակման գործողությունը կապված է արագության գերազանցման արագության հետ:

Այստեղ հիմնական նպատակն է պահպանել դանդաղեցման որոշակի մակարդակ, քանի որ շարժիչի գործարկման ընթացքում կարող են առաջանալ ավելցուկային արագության պայմաններ՝ արագության կարգավորիչի վրա բեռնվածության աճի հետևանքով, ինչպես նաև կիրառման վրա բեռնվածության մատակարարում, որը գերազանցում է նախագծված կարգավորիչի բեռնվածությունը:

Արագության կարգավորիչների ընթացիկ սահմանափակումներ

Ավանդական մեխանիկական արագության կարգավորիչների սահմանափակումները ներդրված են մեխանիկական կարգավորիչի ճշգրտության սահմանափակումներում, մեխանիկական կարգավորիչի բեռնվածքի փոփոխությանը արձագանքելու համար անհրաժեշտ ժամանակում և կարգավորիչի բեռնվածքի փոփոխությանը արձագանքելու արագության մեջ: Մեխանիկական կարգավորիչները օգտագործում են թեքվող կշռաքարերի համակարգեր և զսպանակների համակարգեր, որոնք կարգավորիչին մեծ չափաբաժին մեխանիկական իներցիա են տրամադրում, ինչը, իր հերթին, հանգեցնում է նրան, որ կարգավորիչը ճշգրտումի արձագանքի ժամանակաշրջանը կազմում է մոտավորապես (300–500 միլիվայրկյան): Այս արդյունքը նշանակում է, որ կարգավորիչը կարձագանքի ցանկացած բեռնվածքի փոփոխության, որը գերազանցում է նախագծման սահմանափակումները՝ մոտավորապես (1–3 %), իսկ արագության կարգավորիչը կունենա սահմանափակ առավելագույն արագություն:

Էլեկտրոնային սահմանափակիչները ընդլայնում են սահմանափակիչների համակարգի սահմանները՝ օգտագործելով միկրոպրոցեսորով կառավարվող սահմանափակիչների համակարգի ճշգրտումներ, որոնք իրականացվում են 50 միլիվայրկյան ժամանակահատվածում: Սա ապահովում է առանց նախորդության արագության կառավարման ճշգրտություն՝ ±0.25 % նպատակային արագության սխալով: Դա նաև ապահովում է արագության կառավարումը բեռնվածության կորստի դեպքում: Այսպիսի սահմանափակիչների համակարգերը օգտագործում են նաև GPS և Ինտելեկտուալ Արագության Օգնություն (ISA) տեխնոլոգիաները գեոսահմանափակված տարածքներում (դպրոցական գոտիներ, շինարարական գոտիներ), որտեղ առավելագույն արագության կառավարումը կատարվում է ավտոմատաբար՝ վարորդի որևէ գործողության առանց: Հեռատեղեկատվությունը (հատկապես ախտորոշիչ) նույնպես ապահովված է կանխատեսող սպասարկման համար, իսկ ճանապարհային տրանսպորտի շատ արդյունավետության ուսումնասիրություններում նշվում է վառելիքի խնայողություն 4–7 % սահմաններում:

Հաճախակի տրվող հարցեր (FAQ)

Ինչ է արագության սահմանափակիչը:

Արագության սահմանափակիչը համակարգ է, որը պահպանում է շարժիչի Պտ/ր-ները հաստատուն՝ կարգավորելով շարժիչի բեռնվածության հիման վրա թրոթլի դիրքը:

Ինչպես է աշխատում ցենտրաձիգ արագության սահմանափակիչը:

Ցենտրաձիգ արագության կարգավորիչում արագության մեծացումը առաջացնում է հավասարակշռության մեջ գտնվող թևավոր կշռաքարերի շարժումը: Սա սկսում է սահմանափակիչի ռեակցիան՝ համեմատական առաջացրած զսպիչ մեխանիզմի լարման ուժին:

Ինչ են մեխանիկական արագության կարգավորիչների սահմանափակումները:

Շատ մեխանիկական արագության կարգավորիչներ ունեն սահմանափակումներ, որոնք պայմանավորված են մեխանիկական համակարգերի իներցիայով, ցածր ճշգրտությամբ, դանդաղ ռեակցիայով և բոլոր դատարկումները կատարվում են էլեկտրոնային արագության կարգավորիչների համեմատ:

Ինչպե՞ս են էլեկտրոնային արագության կարգավորիչները բարելավում մեխանիկական համակարգերը:

Էլեկտրոնային արագության կարգավորիչները մեխանիկական համակարգերի համեմատ առաջարկում են լավագույն ռեակցիայի ժամանակ, բարձր ճշգրտություն և հարմարվողականություն: Այս կարգավորիչները նաև առաջարկում են համակարգի արագության կառավարում տարբեր պայմաններում՝ մեծ ճշգրտությամբ: