Задающие устройства — предназначены для преобразования командных сигналов в пропорциональные им выходные сигналы, используемые непосредственно или после усиления в системах управления.
Все вышеперечисленные системы ДАУ в настоящем издании имеют общую особенность — пускореверсивная система является пневматической и оборудована элементами фирмы «Вестингауз». В пневматическую систему включен электропневмопреобразователь фирмы «Вестингауз» одинакового устройства, который предназначен для преобразования управляющего сигнала от электронной части системы ДАУ в виде постоянного тока (0-500 мА) и преобразования этого сигнала в давление управляющего воздуха соответственно заданной команды (сигнала).
На рис. 1.1 приведено устройство электропневмопреобразователя фирмы «Вестингауз». Электропневмопреобразователь состоит из двух частей: верхней — электромагнитной и нижней — невматической.
Электрическая часть преобразователя состоит из катушки «2» и постоянного магнита «1». При прохождении тока, катушка «2» движется вниз под действием силы, прямо пропорциональной величине этого тока, воздействуя через толкатель и листовую пружину «3» на шарик «4» пневматической части. Положение шарика в гнезде клапана является входной координатной системы, пневмообразования. Регулировочный винт «9» используется для регулировки заданной нагрузки. Заводом изготовителем проведена регулировка винта «9» таким образом, что при нулевой мощности электрического сигнала на входе преобразователя на его выходе устанавливается нулевое значение давления воздуха.
При подаче сигнала (0-500 мА) на вход электропневмопреобразователя катушка «2» воздействует через толкатель и листовую пружину «3» на шарик «4», который опускается в гнездо клапана и ограничивает стравливание воздуха в атмосферу. Давление в нижней части мембранного клапана повышается, выходной клапан «7» закрывается, а впускной клапан «6» открывается. Воздух поступает на выход до тех пор, пока давление под мембранным клапаном «8» не уравнивается давлением сверху. При этом впускной клапан «6» закрывается и на выходе преобразователя устанавливается определенное значение давления управляющего воздуха.
При уменьшении сигнала на входе преобразователя силовое воздействие катушки «2» уменьшается, под действием листовой пружины «3» шарик «4» освобождает гнездо клапана и увеличивается стравливание воздуха в атмосферу. Это приводит к уменьшению давления под мембраной «8», которая, двигаясь вниз, открывает выходной канал. Давление на выходе преобразователя уменьшается до тех пор, пока положения клапана «7» не уравновесится давлением снизу и сверху. Дальнейшее движение листовой пружины повторяет процесс до равновесия и появления на выходе преобразователя давления управляющего воздуха, пропорционально электрическому сигналу на входе.
Часто в пневматической системе ДАУ используют пневматические задатчики, преобразующие командный сигнал в пропорциональное давление воздуха.
В пневматическом задатчике фирмы «Вестингауз», показанном на рис. 1.2, статическое состояние характеризуется равновесием сил, действующих на мембрану «5» силы от сжатой настроечной пружины «7» и силы давления сжатого воздуха на выходе пневмозадатчика. Состояние равновесия нарушается при перемещения штока «3» (например, вниз). При этом сжимается задающая пружина «4» и прогибает вниз мембрану, которая сжимает настроечную пружину «7» и перемещает в том же направлении подвижное гнездо клапана «8» наполнения, открывая его.
Рабочий воздух с давлением Рраб поступит в камеру «в», затем через открытый клапан «8» заполнит камеру «б» наполнения и далее с давлением Рзад к приемному устройству. Под действием давления в камере «б» мембрана прогибается вверх, сжимая настроечную пружину. При достижении давления рабочего воздуха Рзад заданного значения, мембрана, переместившись вверх, займет такое положение, при котором клапан «8» закроется.
Если давление Рзад превысит заданную величину, мембрана еще больше переместиться вверх, открывая выпускной клапан «6», этим самым часть воздуха из камеры «б» перепускается в камеру «а» и через открытое отверстие в атмосферу. Что приводит к снижению давления Рзад. При понижении давления в камере «б» мембрана под действием задающей пружины переместится вниз, стравливающий клапан «6» закрывается и открывается клапан наполнения «8». После окончания переходного процесса на выходе установится новое значение давления Рзад управляющего воздуха пропорциональное перемещению штока «3» под действием задающего кулачка «2», связанного с командным органом «1». В состоянии равновесия клапан наполнения и стравливающий закрыты.
Электропневматический преобразователь фирмы «СИМЕНС», представленный на рис. 1.3, преобразует электрический сигнал постоянного тока Iвх=0-20 мА в пневматический сигнал 0,2-1,0 бар (0,02-0,1 МПа)
При отсутствии напряжения в катушке электромагнита «8» рычаг плунжера «3» под действием силы натяжения пружины устанавливается в положение, при котором приоткрывается выпускное отверстие воздушной трубки «2», и воздух из полости «а» пневмозадатчика «5» выпускается в атмосферу. При этом поршень «6» пневозадатчика перемещается влево, перекрывая поступление рабочего воздуха с давлением Рраб от магистрали пневмопитания в полость «б», на выходе устанавливается нижний предел давления Рзад пневмозадания. При появлении напряжения в катушке электромагнита «8» под действием намагничивающей силы рычаг плунжера «3» изменяет свое положение, прикрывая выпускные отверстия трубки «2», в результате чего в полости «6» через дроссель «7» под действием давления рабочего воздуха повышается давление, поршень пневмозадатчика перемещается вправо, воздух поступает в полость «6», что приводит к повышению давления управляющего воздуха на выходе.
Повышение давления в полости «6» пневмозадатчика через сильфон «4» обратной связи создает на рычаге плунжера «3» усилие, противодействующее намагничивающей силе электромагнита. При равновесии намагичивающей силы и усилия от сильфона рычаг плунжера занимает новое положение. Таким образом, намагничивающая сила с помощью пневмозадатчика и отрицательной обратной связи преобразуется в давление Рзад воздуха управления на выходе из преобразователя, пропорционально току Iвх в катушке электромагнита.
