Регуляторы систем автоматического регулирования тепловым двигателем

B>0,

т. е., как показано на рис. 3.4, характеристика поддерживающей силы должна быть круче характеристики центробежной силы.

Если пренебречь массой грузов и трением, получим приближенное уравнение измерительного органа:

(3.5)

В этом случае перемещение муфты линейно зависит от отклонения угловой скорости, и обе величины меняются одновременно.

Для выяснения условий устойчивой работы регулятора с тепловым двигателем нужно совместно исследовать уравнения движения их. Предварительно необходимо вывести уравнения связи между регулятором и регулирующим органом двигателя. При соединении муфты регулятора с регулирующим органом посредством жестких рычагов уравнение связи между регулятором и двигателем можно записать в виде

x=- aиz или ∆x=- aи∆z, (3.6)

где аи коэффициент, зависящий от соотношения плеч и взаимного положения рычагов; х – координата регулирующего органа.

Знак «минус» введен потому, что для координаты регулирующего органа положительным принято направление в сторону увеличения подачи топлива, а для координаты муфты – направление перемещения при расхождении грузов, когда подача топлива должна уменьшаться.

Рассмотрим работу двигателя с регулятором прямого действия, когда момент сопротивления зависит только от угловой скорости. В этом случае система описывается тремя уравнениями: (3.1), (3.3), (3.6).

Установим сначала условия устойчивости при приближенном уравнении (3.5) измерительного органа. Исключив из системы уравнений переменные ∆x и ∆z, получим приближенное уравнение движения двигателя с регулятором прямого действия:

Условие устойчивой работы в этом случае определяется неравенством

Сопоставляя это неравенство с условиями устойчивой работы теплового двигателя без регулятора (А > 0) и регулятора без двигателя (В > 0), следует отметить более широкие возможности их совместной работы, так как возможна устойчивая работа при Aд < О, если В > О, и наоборот: при В <0, если Ад > 0.Если обе величины меньше нуля, система неустойчива.

Установившееся отклонение скорости при постоянном отклонении момента сопротивления равно

При увеличении В статическая ошибка возрастает, как это видно и по статическим характеристикам. Наоборот, увеличение коэффициента саморегулирования снижает статическую ошибку. Таким образом, увеличение Aд полезно и для динамики, и для повышения точности регулирования.

Регуляторы прямого действия применяются в дизелях небольшой мощности (до 500—600 л. с.), так как при увеличении числа цилиндров и мощности возрастает сила, необходимая для перемещения регулирующего органа, что повышает нечувствительность регулятора. Кроме того, при этом требуется увеличение центробежной и поддерживающей силы, что связано с ростом массы грузов, а это, как указывалось, оказывает неблагоприятное влияние на динамику регулирования.