Управление охлаждающими устройствами в рабочих условиях сводится к изменению их холодопроизводительности в соответствии с тепловой нагрузкой. Это обеспечивает стабилизацию температуры охлаждаемых объектов, В настоящее время управление охлаждающими устройствами морозильных аппаратов и технологических потребителей холода осуществляется, как правило, вручную. Стабилизация температуры воздуха в грузовых помещениях чаще всего обеспечивается путем позиционного изменения подачи хладагента или хладоносителя в охлаждающие устройства. Иногда изменяется и кратность циркуляции воздуха. Системы управления при этом достаточно просты и аналогичны системам управления охлаждающими устройствами холодильников, которые подробно описаны в книгах.
На ряде судов с воздушной системой охлаждения применены дискретнологические системы управления воздухоохладителями, обеспечивающие плавное регулирование температуры воздуха в грузовых помещениях. Можно выделить две группы таких судов. К первой из них относятся ТР типа «Остров Русский», «Амурский залив», «Охотское море». На этих судах применен регулятор РТ7416 фирмы «Филипс», который не только управляет работой воздухоохладителя, но и осуществляет изменение производительности компрессора и сигнализацию о недопустимом отклонении температуры. К другой группе относятся суда типа «Карл Либкнехт» и «Пулковский меридиан». Воздухоохладителями этих судов управляет дискретнологическая система управления, построенная на основе модулей серии «Транслог». Выходным блоком данной системы управления является полупроводниковый микрохолодильник, воздействующий на термобаллон ТРВ, что приводит к изменению подачи R22, в воздухоохладитель по отклонениям температуры воздуха. Рассмотрим подробнее работу обеих систем, управления.
Регулятор РТ7416 стабилизирует температуры tв1 tв2 в обоих теплоизолированных помещениях грузового отсека, обслуживаемого автономной холодильной машиной. Холодопроизводительность воздухоохладителей ВО изменяется путем закрытия-открытия линий подачи и отсоса R22 с помощью пневмоклапанов. Работой пневмоклапанов управляет отдельная для каждого помещения схема контроля температуры КТ. Заданная температура в каждом помещений может быть различной. Схема регулирования производительности компрессора РП включением электромагнитных вентилей сброса масла из соответствующей полости гидроцилиндра изменяет объемную производительность Vh в зависимости от суммарной величины отклонений температур в обоих помещениях. Когда отклонение в любом из них превышает установленную величину, включается индивидуальная схема сигнализации температуры СТ. Управляющая логическая схема УЛС выбирает режим работы системы охлаждения, определяет частоту и длительность открытия-закрытия пневмоклапанов и включения-выключения устройства для изменения производительности компрессора.
Рис. 1. Управление работой воздухоохладителей:
а—блок-схема регулятора РТ7416; б — схема контроля температуры; в — изменение сигналов: tc—на выходе сумматора,
Аt — на выходе дифференциального усилителя
Конструктивно электрическая часть регулятора реализована на транзисторах, интегральных схемах и навесных радиоэлементах методом печатного монтажа. Сгруппированные по функциональному признаку узлы располагаются на отдельных платах, которые монтируются в общем корпусе и легко могут заменяться.
Схема контроля температуры работает следующим образом. Термометр сопротивления Тс, воспринимающий температуру воздуха на выходе из воздухоохладителя, включен в одно из плеч измерительного моста. В диагональ моста включен усилитель У1. Пропорциональный истинной температуре воздуха сигнал после усиления поступает в сумматор СУ1, где складывается с поступающим по линии в1 пилообразным сигналом от генератора развертки, входящего в состав УЛС. В дифференциальном усилителе ДУЗ суммарный сигнал tc сравнивается с сигналом от потенциометра П1, с помощью которого настраивается заданная температура. Заданную температуру и величину отклонения можно наблюдать по указателю температуры УТ. На входе в релейный усилитель У5 сигнал At появляется лишь в том случае, когда сигнал от сумматора СУ1 больше сигнала от потенциометра П1, имеющего переключатель К1. В зависимости от положения переключателя схема может реагировать на повышение или понижение температуры по сравнению с заданной.
От релейного усилителя У5 единичный сигнал поступает на двухвходовый элемент И. Если от УЛС по линии в3 на другой вход элемента Л1 подается сигнал 1, то срабатывает выходное реле Р1 и начинает отсчет времени элемент задержки 31. Через 12 с релейный усилитель У7 включает реле Р3. Реле Р1 открывает-закрывает подачу сжатого воздуха в пневмоклапан на линии отсоса паров R22 из воздухоохладителя. Реле Р3 управляет пневмоклапаном на линии подачи жидкого R22. Элемент задержки 31 срабатывает только при включении выходных реле, чтобы понизить давление в воздухоохладителе до открытия подачи жидкого R22. Выключаются оба реле одновременно.
Аналогично работает схема контроля. температуры другого помещения. Только соответствующие элементы ее имеют четные номера. Единичным сигналом в линиях в3 (в4) определяется очередность охлаждения верхнего и нижнего помещений. По линиям а1 (а2) и а3 (а4) сигналы поступают в схему изменения производительности компрессора и схему сигнализации отклонения температуры.
Наложение в сумматоре СУ1 сигнала от генератора развертки на сигнал истинной температуры позволяет осуществить пропорциональное регулирование с помощью системы, состоящей из элементов дискретного действия. Это достигается за счет широтной модуляции сигнала рассогласования. Напряжение на выходе генератора развертки линейно изменяется по времени от нуля до отрицательного значения, настраиваемого с помощью потенциометра П7 в УЛС. Период развертки тп составляет около двух минут. По окончании его цикл повторяется. Истинная температура воздуха в течение одного периода практически не изменяется, поэтому на выходе сумматора получается сигнал tc, линейно изменяющийся по времени. Сигнал At на выходе усилителя У5 зависит от отклонения бt истинной температуры tд от заданной t3, а также от величины диапазона пропорциональности Atп, настраиваемого с помощью потенциометра П7 в УЛС. Если истинная температура вошла в диапазон пропорциональности и бt<Atп, то сигнал Аt на выходе усилителя У5 по истечении времени тр исчезает. Очевидно, что с уменьшением отклонения длительность сигнала на выходе усилителя У5 уменьшается. Соответственно уменьшается и время охлаждения помещения. Ввиду линейного изменения сигнала развертки относительная длительность тр/тп получается пропорциональной величине отклонения температур в начале каждого периода развертки. При малой длительности периода это обеспечивает пропорциональное регулирование температуры воздуха. Например, если отклонение составляет 1, 5°С при диапазоне пропорциональности Atп = 2°С, то тР/tп = 1, 5/2= 0, 75. Если же отклонение при прежних условиях составляет 1°С, то тР/тп = 0,5.
Схема построена так, что при бt>Aтп сигнал на выходе усилителя У5 будет постоянно, а при бt<0 он не появится вовсе. Поэтому пропорциональное регулирование осуществляется в сравнительно узком диапазоне температур, который настраивается от 0 до 6°С. При других условиях происходит ускоренное приближение истинной температуры к заданной.
Управляющая логическая схема обеспечивает четыре режима охлаждения грузовых помещений: I. Поочередное охлаждение верхнего и нижнего помещений при бt > Atп; II. Одновременное охлаждение обоих помещений при бt>Atп; III. Отклонение в одном помещении больше диапазона пропорциональности, а в другом—меньше (первое из них охлаждается в течение 85%, а второе в течение 15% периода развертки); IV. Пропорциональное регулирование при бt<Atп в обоих помещениях.
Основными элементами УЛС являются: генератор развертки Г с потенциометром П7 для настройки диапазона пропорциональности триггеры T1, Т2, ТЗ; элементы задержки З3, З4; формирователи сигналов Ф1 — Ф4, дифференциальные усилители ДУ7, ДУ8; логические элементы; кнопка К3.
I режим. В нормальном состоянии триггер Т2 имеет на выходе сигнал 0. Прямой выход триггера Т1 имеет сигнал 1, а инверсный выход — сигнал 0. Через элемент Л3 по линии в3 сигнал 1 поступает в схему контроля температуры. Выходные реле ее Р1, Р3 сработают, так как бt> Atп. Будет охлаждаться, скажем, верхнее помещение. На дифференциальные усилители ДУ7 и ДУ8 подаётся сигнал от потенциометра П7, равный диапазону пропорциональности Atп, и сигналы по линиям c1 и с2 из схемы изменения производительности компрессора, равные отклонению температур бt в соответствующем помещении. Поскольку в обоих помещениях бt>Atп, на выходах усилителей ДУ7 и ДУ8 имеются сигналы 1. Инвертируясь на одном из входов элементов Л10 и Л11, они не проходят дальше, и на входах элементов Л13 и Л14 будет сигнал 0. Через элемент Л12 сигнал 1 от усилителей ДУ7, ДУ8 поступает к триггеру Т2, не вызывая его переключения. Проходя через элемент Л19, сигналы усилителей поступают на инверсный вход элемента Л20. На выходе последнего имеется сигнал 0, препятствующий переключению триггера Т3 и внеочередному включению генератора развертки Г.
Рис. 2. Управляющая логическая схема регулятора РТ7416
По истечении 15% периода развертки (18 с) элемент задержки З3 подаёт сигнал 1 на элементы Л8, Л9 непосредственно, а на элементы Л13, Л14, Л5 через формирователь Ф1. Элементы Л13, Л14, Л5, Л8 остаются закрытыми, так как вторые их входы получают сигнал 0.
Для элемента Л9, получающего сигнал 1 по линии Р2 при. выключенном охлаждении нижнего помещения, удовлетворяется условие И. От него через элемент Л15 сигнал 1 поступает на восстановительный вход R триггера Т1. Поскольку триггер находится в восстановленном положений, переключения его не происходит.
По окончании периода развертки (120 с) элемент задержки 34 через формирователь Ф2 и элемент Л7 подает сигнал 1 на счетный вход Т триггера Т1 и переключает его. Нулевой сигнал с прямого выхода через элемент Л3 по линии в3 отключает выходные реле P1, Р3, прекращая охлаждение верхнего помещения. Сигнал 1 с инверсного выхода триггера Т1 через элемент Л4 по линии в4 вызывает срабатывание реле Р2, Р4, вследствие чего начинается охлаждение нижнего помещения. Генератор развёртки запускается автоматически. Через 18 с элемент 33 выдает единичный сигнал. Так как по линии Р1 при выключенном реле Р1 поступает сигнал 1, удовлетворяется условие И для элемента Л8. От него через элемент Л16 сигнал 1 поступает на вход триггера Т1, но не переключает его, поскольку триггер уже находится в положении задания. В конце периода развертки генератор Г запускается снова. Элемент 34 через Ф2 и Л7 переключает триггер Т1. Охлаждение нижнего помещения прекращается, а верхнего — начинается. Далее процесс продолжается такими же периодами.
II режим. Для уменьшения числа срабатываний пневмоклапанов и ускоренного понижения температуры воздуха целесообразно охлаждать оба помещения одновременно. С этой целью нажимают кнопку К3, что сопровождается переключением триггера Т2. Сигнал 1 от него через элементы Л3, Л4 по линиям в3, в4 приводит к включению выходных реле Р1—Р4 и одновременному охлаждению обоих помещений. Когда в одном из помещений отклонение температур бt сравняется с диапазоном пропорциональности АtII, усилитель ДУ7 или ДУ8 подает сигнал 0 к элементу Л12. Перепад сигнала от 1 к 0 на входе 5 вызовет переключение триггера Т2 в исходное положение. После этого помещения начнут охлаждаться поочередно под управлением триггера Т1,
III режим. Пусть диапазона пропорциональности достигло отклонение температур в верхнем помещении. Тогда. бt1<Atп; бt2 Atп. На выходе усилителя ДУ7 появляется сигнал 0, а на •выходе ДУ8 сохраняется сигнал 1. Для элемента Л11 удовлетворяется условие И, сигнал 1 появляется на входе элемента Л14.
Предположим, что триггер Т1 восстановился и началось охлаждение верхнего помещения. Через 18 с элемент З3 через Ф1 подает сигнал 1 на второй вход элемента Л14. От него через элемент Л16 сигнал 1 поступает на вход S триггера Т1 и переключает его. Охлаждение верхнего помещения прекращается, а нижнего — начинается. По истечении полного периода развертки элемент 34 через Ф2 и Л7 восстанавливает триггер Т1. Снова начинается охлаждение верхнего помещения. Если сначала достигло зоны пропорциональности отклонение температур в нижнем помещении, то процессы протекают аналогично. Только в этом случае 15% времени охлаждается нижнее помещение, а 85% времени — верхнее. Таким образом, УЛС обеспечивает ускоренное охлаждение помещения с большим отклонением температур.
IV режим. Отклонение температур в обоих помещениях достигло зоны пропорциональности. На выходах усилителей ДУ7, ДУ8 имеются сигналы 0. Такие же сигналы будут на выходе элементов Л10—Л14, Л19. Предположим, что триггер Т1 восстановился. Сигнал 1 с прямого выхода его включает охлаждение верхнего помещения. Через элементы Ф3, Л17 сигнал 1 проходит на выход элемента Л20 и, воздействуя на триггер Т3, запускает генератор развертки. По истечении 15% периода развертки элемент З3 подает сигнал 1. Через элементы Л9, Л15 он поступает на вход R триггера Т1, состояние которого не изменяется.
Пусть отклонение в верхнем помещении бt1 = 0, 5°С, а в нижнем бt2 = 1°С при диапазоне пропорциональности Atп =2°С. Как отмечалось выше, при достижении сигналом Atп на выходе сумматора СУ1 значения заданной температуры t3 Сигнал At на выходе усилителя У3 исчезает. В данном примере тР1 = (0, 5/2) 120 = 30 с. После этого релейный усилитель У5, подавая сигнал 0, выключает реле Р1, Р3. Охлаждение верхнего помещения прекращается. Выключаясь, реле Р1 подает сигнал 1 на элемент Л8. Поскольку второй его вход получает сигнал 1 от элемента 33, на выходе появляется сигнал 1. Через элемент Л16 он поступает на вход триггера Т1 и. переключает, его.
Сигнал 1 с инверсного выхода триггера Т1 включает охлаждение нижнего помещения. Проходя через элементы Ф4, Л17, Л20, он воздействует на триггер Т3 и повторно запускает генератор Г, хотя период развертки еще не закончился. Через 18 с от элемента 33 сигнал 1 поступает на вход 5 триггера Т1, но не переключает его. По истечении тР2 = (1/2) 120 = 60 с исчезает сигнал на выходе усилителя У6 схемы контроля температуры. Реле Р2, Р4 выключаются, прекращая охлаждение нижнего помещения. От реле Р2 сигнал 1 через элементы Л9, Л15 поступает на вход R триггера Т1 и восстанавливает его. Снова начинается охлаждение верхнего помещения. В дальнейшем процессы повторяются аналогично. Изменяются только длительности охлаждения помещений пропорционально величине отклонения температур.
Предположим, что отклонение температур в верхнем помещении равно нулю. При восстановлении триггера Т1 сигнал 1 по линии в3 подается к элементу Л1. Другой его вход от усилителя У5 получает сигнал 0. Поэтому реле Р1, Р3 не срабатывают. По истечении 15% периода развертки элемент 33 через элементы Ф1, Л8, Л16 подает сигнал 1 на вход S триггера Т1. и переключает его. Начинается охлаждение нижнего помещения. Таким образом, при достижении заданной температуры в одном из помещений УЛС включает охлаждение другого помещения только через 18 с. Схема работает аналогично, если охлаждение одного из помещений выключено.
Управление работой воздухоохладителей на судах типа «Карл Либкнехт» и «Меридиан» производится путем изменения подачи жидкого хладагента. В качестве регулируемого параметра используется температура воздуха на входе в воздухоохладитель. Регулирующим органом служит терморегулирующий вентиль. Между термобаллоном ТРВ и трубопроводом отсасываемогр пара устанавливается термоэлектрическая батарея охлаждения. Она обращена холодной стороной к термобаллону. Транзисторный регулятор АР изменяет то, к в батарее в зависимости от отклонения истинной температуры воздуха tд от заданной t3.
Диапазон регулирования составляет 3°С. Когда tд —t3 2°, термобатарея выключена и ТРВ изменяет подачу хладагента по перегреву отсасываемого пара. При уменьшении отклонения в батарею подается ток, сила которого возрастает с понижением истинной температуры. Батарея охлаждает термобаллон и уменьшает воспринимаемый термочувствительной системой ТРВ перегрев. Проходное сечение вентиля уменьшается, что приводит к уменьшению степени заполнения воздухоохладителя. Холодопроизводительность его таким способом регулируется от 100 до 20%. Температура кипения хладагента при этом поддерживается неизменной с помощью регулятора производительности компрессора. Если истинная температура воздуха становится ниже заданной на 1°С, то подается сигнал на отключение компрессора и системы охлаждения помещений.
Транзисторный регулятор построен на базе трехпозиционного звена. Наличие жесткой обратной связи и импульсный режим работы позволяют осуществить пропорциональное регулирование. Основными элементами регулятора являются: датчик температуры Д, измерительный мост М с задатчиком 3, трехпозиционное звено ТЗ; реверсивный счетчик Сч, тактовый датчик ДТ, устройство обратной связи ОС, модулятор пилообразных сигналов МС, цифроаналоговый преобразователь ЦП, модулятор длительности импульсов МИ, термобатарея ТБ. Рассмотрим подробнее их работу.
Датчик температуры должен подавать сигнал, пропорциональный средней температуре на входе всех четырех воздухоохладителей данного помещения. С этой целью используются четыре платиновых термометра сопротивления. Измерительный мост V1 (2DR5), как и мост 2DR6, получает питание от одной вторичной обмотки трансформатора ml. Напряжение питания поддерживается постоянным на уровне 6 В с помощью двух кремниевых стабилитронов. Датчик температуры Rt подключается в одно из плеч моста по трехпроводной схеме. Резисторы r3; r4 служат для подгонки сопротивления соединительных линий. Смежное плечо содержит сопротивление задатчика R3, четыре сопротивления, подключаемых при размыкании контактов реле d1— d4, и добавочное сопротивление. Остальные сопротивления моста постоянны. С помощью задатчика регулируемая температура плавно настраивается в пределах —32:+ 20°С. При отклонении средней температуры воздуха от заданного значения в диагонали моста а2—в5 появляется напряжение переменного тока, фаза и амплитуда которого зависят от знака и величины отклонения. Восстановлению равновесия моста способствует соответствующее подключение соединенных последовательно с задатчиком R3 сопротивлений путем переключения контактов d1—d4.
Рис. 3. Блок-схема транзисторного регулятора
Рис. 4. Измерительная часть схемы регулирования температуры
Трехпозиционное звено. В нем снимаемое с измерительного моста напряжение преобразуется в прямоугольные сигналы. Они сравниваются с опорными сигналами нуль-индикатора, получающее питание от другой вторичной обмотки трансформатора m1. При отклонении, выходящем за пределы зоны нечувствительности, в зависимости от знака его на одном из выходов элемента V12 появляется сигнал 1. Появление его на выходе в7 вызывает увеличение, а на выходе в8 — уменьшение. холодопроизводительности воздухоохладителя.
Часть схемы регулятора температуры, включающая тактовый датчик ДТ, реверсивный счетчик Сч и реле обратной связи d1 — d4. Тактовый датчик образуют элементы V26, V48, V29. Основным из них является реле времени V48 (2ZR03), обеспечивающее задержку в пределах 3—180 с. Время задержки плавно регулируется с помощью встроенного потенциометра. Питание к реле времени подводится через резистор r10 от источника напряжением — 48 В. В линию между элементами V26/10 и V48 подается напряжение через резистор r9. Усилитель V26 (1РР43) устроен так что при отсутствии сигнала на обоих входах выходной транзистор заперт. В этом случае подаваемое через резистор r9 напряжение запускает реле V48, которое начинает отсчет времени. По истечении заданного интервала времени реле V48 подает сигнал 1 на вход| ждущего мультивибратора V29 (1М20). Благодаря подключению дополнительного конденсатора К2 длительность выходного сигнала одновибратора доводится до 4 с. От одновибратора V29 сигнал 1 идет на реверсивный счетчик через элемент V25/11 и на усилитель V26/10 по линии обратной связи.
Рис. 5. Центральная часть схемы регулятора температуры
Когда на любом из входа усилителя V26/10 появляется сигнал 1, выходной транзистор его отпирается, соединяя резистор r9 с нулевым проводом. Напряжение в линии между элементами V26/10 и V48 падает почти до нуля. Реле времени V48 возвращается в исходное состояние. Если после исчезновения сигнала 1 на выходе одновибратора V29 на нижний вход усилителя V26/10 продолжает поступать сигнал 0, цикл повторяется снова.
Таким образом, тактовый датчик через выбранные промежутки времени подает кратковременные сигналы. Необходимым условием включения тактового датчика является наличие сигнала 1 на одном из выходов трехпозиционного звена. Действительно, с выходов V12/в7 или V12/в8 трехпозиционного звена сигнал 1 проходит через сдвоенные элементы V14 или V15, Проходя через элемент V25/10, он превращается в сигнал 0, который поступает на один вход элемента V23/11. На другой его вход поступает сигнал 0, когда выбран автоматический режим работы регулятора и замкнуты контакты переключателя режимов ПР.
Реверсивный счетчик состоит из четырех триггеров со счетным входом V16, V17, V20, V21 (1Z33) и дополнительного элемента V18, состоящего из четырех логических ячеек. Он осуществляет счет в прямом и обратном направлениях и имеет пределы от 0 до 15. Прямой счет осуществляется, когда с трехпозиционного звена поступает сигнал на увеличение производительности воздухоохладителя. Частота переключений триггеров 1Z33 определяется периодом сигналов от тактового датчика.
Пусть от трехпозиционного звена по линии V12/в7 поступает сигнал 1. Он подводится к статическим входам верхних элементов И каждой логической ячейки элемента V18 (2Т50). В момент появления сигнала 1 на выходе одновибратора V29 вследствие инвертирования в элементе V25/11 у динамических входов верхней ячейки элемента V18 происходит положительный перепад сигнала от 1 к 0. Для верхнего элемента, этой ячейки удовлетворяется условие И. На входе триггера V16 происходит отрицательный перепад сигнала от 0 к 1, который вызывает переключение триггера в положение, когда на прямом выходе имеется сигнал 1, на инвертированном — сигнал 0. При следующем сигнале тактового датчика триггер V16 переключается обратно. На прямом выходе его происходит положительный перепад сигнала, вследствие чего удовлетворяется условие И для второй ячейки элемента V18 и происходит переключение триггера V17 в положение, когда на прямом выходе появляется сигнал 1. Третий такт сопровождается переключением только триггера V16. При четвертом такте переключаются триггеры V16, V17 и V20. Зависимость сигналов на прямых выходах триггеров от номера такта при прямом счете приведена в таблице.
В положений 15 работа счетчика блокируется, так как все инвертированные выходы триггеров имеют сигнал 0 и с выхода V24/10 подается сигнал 1 на вход элемента V14/11. В дальнейшем возможен лишь обратный счет, который производится при появлении сигнала 1 на выходе V12в8. При достижении положенин 0 работа счетчика также блокируется, так как появляется сигнал 1 на выходе V24/11.
В зависимости от состояния триггеров счетчика через усилители V27, V28 происходит подача питания на реле d1— d4. Эти реле имеют контакты в цепи обратной связи и блоке питания термоэлектрической батареи. Очередность включения реле d1—d4 совпадает с появлением сигнала 1 на инвертированных выходах соответствующих триггеров.
Жесткая обратная связь в регуляторе осуществляется путем включения-выключения резисторов, соединенных последовательно с потенциометром заданного значения R3 в схеме измерительного моста. Общий диапазон обратной связи составляет 3°С. Он разбит на 15 ступеней по 0,2°С. Каждой ступени соответствует определенное положение счетчика. Если рассогласование измерительного моста превышает 0, 2°С, начинается работа счетчика и переключение сопротивлений цепи обратной связи, направленное на уменьшение рассогласования моста. При рассогласовании выше 3°С производится счет до 15 и последовательно с потенциометром задатчика подключаются все четыре резистора. Чтобы с помощью четырех резисторов обеспечить 15 ступеней, они имеют различные сопротивления. Соответствующей комбинацией включения реле d1:d4 достигается изменение сопротивления мелкими ступенями, величина которых пропорциональна изменениям заданной температуры на 0, 2°С. Система настроена так, что при равенстве истинной и заданной температур счетчик находится в положении 5.
Термоэлектрическая батарея представляет собой полупроводниковый микрохолодильник в металлическом корпусе с размерами 140X20X10 мм. В рабочем диапазоне она имеет практически линейную зависимость перепада температур поверхностей от силы тока I. Участок трубопровода, где установлена батарея и термобаллон ТРВ, покрывается слоем тепловой изоляции.
Питание термоэлектрической батареи производится с помощью импульсов прямоугольной формы одной полярности. Они имеют постоянную длительность периода, соответствующую частоте 50 Гц, и постоянную амплитуду. Средняя величина постоянного тока регулируется длительностью импульсов в пределах периода. Она может изменяться от 0 до 100% в зависимости от положения реверсивного счетчика, воздействующего на цифроаналоговый преобразователь.
Основу цифроаналогового преобразователя составляют находящиеся в элементе V36 резисторы с выходами с4: с11 и контакты реле обратной связи d1—d4. В автоматическом режиме контакты реле d5 переключены. Резисторы элемента V36 образуют делитель напряжения, подаваемого через резистор r12. С переключающего контакта реле d1 снимаемое напряжение подается ка вход 5 релейного элемента V39. Реверсивный счетчик управляет переключением контактов реле d1—d4, а соответственно изменяет величину снимаемого напряжения. Положение 0 счетчика соответствует напряжению +9 В, а в положении 15 снимаемое напряжение равно 0. Таким образом, поступающее на вход V39/5 напряжение пропорционально отклонению температур.
Рис. 6. Блок управления питания термобатареи:
а — схема; б — диаграмма сигналов модулятора длительности импульсов; в — характеристика термобатареи
На вход 9 элемента V39 поступает пилообразное напряжение. Для образования его по линии а1 к дифференцирующей цепочке, состоящей из конденсатора К5 и резистора r13, в ритме частоты питающего напряжения подаются чередующиеся сигналы 0/1 от нуль-индикатора 2Е01, обеспечивающего работу трехпозиционного звена. Отрицательные остроконечные импульсы дифференцирующей цепочки заставляют срабатывать релейный усилитель У55(1Р40). В момент появления их происходит кратковременное открытие выходного транзистора усилителя. Через него выходная линия усилителя соединяется с нулевым проводом. В остальное время выходной транзистор закрыт.
Выход элемента V38 подключен в линию между n—р-n-транзистором и конденсатором С-1, входящими в состав элемента V36. Конденсатор заряжается проходящим через транзистор током постоянной величины. Силу тока можно настраивать с помощью потенциометра П1. Поскольку скорость заряда конденсатора прямо пропорциональна току и обратно пропорциональна емкости конденсатора, происходит линейное изменение напряжения во времени. Когда под действием остроконечного импульса выходной транзистор усилителя V38 открывается, конденсатор С1 через него разряжается. Затем снова происходит зарядка конденсатора. Таким образом, в рассматриваемой линии получается пилообразное отрицательное напряжение с максимальной амплитудой 10 В и частотой 50 Гц.
Эмиттерный повторитель, образованный вторым транзистором в элементе V36, увеличивает мощность пилообразного напряжения. Амплитуду сигналов можно изменять резистором: r22. При уменьшении ее для управления током термобатареи требуется меньшее количество положений счетчика. Тем самым уменьшается диапазон пропорциональности регулирования. С помощью конденсатора С2 отрицательное пилообразное напряжение накладывается на положительное постоянное напряжение, настраиваемое потенциометром П2. Суммарное напряжение имеет пилообразный. характер и допускает регулирование среднего значения.
В пороговом элементе V39 (2Е10), выполняющем роль модулятора длительности импульсов, определяется разность напряжений на входах 9 и 5. Пока она положительна, сигнал на выходе элемента V39 отсутствует. Как только пилообразное напряжение U9 становится ниже напряжения U5, поступающего от цифроаналогового преобразователя, на выходе V39 появляется отрицательное напряжение U11 = 9 В. Поэтому длительность импульсов получается пропорциональной разности входных сигналов.
Настройка блока управления питанием термобатареи производится на ручном режиме. При этом реле d5 отпущено и контакты его занимают исходное положение. С помощью потенциометра r2 изменяется напряжение на входе V39/5, Соответственно изменяется длительность импульсов. Максимальный ток термобатареи при непрерывном сигнале на выходе V39 настраивается посредством резистора включенного после усилителя, расположенного между модуляторов импульсов и термобатареей. Ориентировочная производительность воздухоохладителя указывается индикаторным прибором g1. Нулевое положение стрелки прибора при максимальном токе термобатареи настраивается резистором r21.
Под действием жесткой обратной связи рассогласование измерительного моста в основном находится в пределах ±0, 2°С. Положения счетчика изменяются при изменении отклонения At на каждые 0, 2°С. Средняя сила тока термобатареи ступенчато уменьшается с повышением истинной температуры tд и возрастает с понижением ее. Холодопроизводительность воздухоохладителя изменяется в обратном направлении. При At>2° Q0 = 100%, а при At = —1° система охлаждения данного помещения выключается. Нетрудно, убедиться, что в зависимости от тепловой нагрузки QT схема может находиться в состоянии устойчивого равновесия при любом из 15 значений температуры в пределах зоны пропорциональности. Как и любой П-регулятор, схема обладает статической погрешностью регулирования.
Наряду с регулированием температуры воздуха в трюмах рассмотренная система обеспечивает автоматическую сигнализацию о недопустимом повышении температуры, а также управление вентиляторами, электромагнитными вентилями и компрессором. Она получается достаточно сложной и не нашла применения на судах других типов, имеющих аналогичные системы охлаждения.
На ТР типа «50 лет СССР» холодильная установка и система автоматизации компрессора такие же, как на ТР «Карл Либкнехт». Однако для стабилизации температур в трюмах вместо плавного снижения степени заполнения воздухоохладителя применено ступенчатое отключение секций аппарата с помощью электромагнитных вентилей. Используется также ступенчатое изменение частоты вращения вала вентиляторов.
Рис. 7. Диаграмма сигналов регулятора температуры
Используемая литература: Ейдвюс А. И. Системы и средства автоматизации судовых
холодильных установок. М.: Легкая и пищевая пром-сть,
1983.— с.
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com