Aan/uit-regelaar: Wat is het? (Werkingsprincipe)

Wat is een On-Off Regelaar?

Soms heeft het regelingsonderdeel slechts twee posities: volledig gesloten of volledig open. Dit regelingsonderdeel werkt niet op enige tussenpositie, dat wil zeggen, gedeeltelijk open of gedeeltelijk gesloten. Het regelsysteem dat wordt ontworpen om dergelijke elementen te regelen, staat bekend als de on-off regeltheorie. In dit regelsysteem, wanneer de procesvariabele verandert en een bepaald vooraf ingesteld niveau overschrijdt, wordt de uitvoerwaarde van het systeem plotseling volledig geopend en levert 100% uitvoer.

Over het algemeen veroorzaakt de uitvoer in het on-off regelsysteem een verandering in de procesvariabele. Daardoor verandert de procesvariabele door de effecten van de uitvoer, maar in de tegengestelde richting.

Tijdens deze verandering, wanneer de procesvariabele een bepaald vooraf ingesteld niveau overschrijdt, wordt de uitvoerwaarde van het systeem onmiddellijk gesloten en wordt de uitvoer plotseling teruggebracht tot 0%.

Omdat er geen uitvoer is, begint de procesvariabele opnieuw te veranderen in zijn normale richting. Wanneer het de vooraf ingestelde waarde overschrijdt, wordt de uitvoerklep van het systeem opnieuw volledig geopend om 100% uitvoer te leveren. Deze cyclus van sluiten en openen van de uitvoerklep gaat door totdat het genoemde on-off regelsysteem in werking is.

Een zeer algemeen voorbeeld van on-off regeltheorie is een schema voor ventilatorregeling van het koelsysteem van een transformator. Wanneer transformator met zo'n belasting werkt, stijgt de temperatuur van de elektrische krachttransformator boven de vooraf ingestelde waarde, waarna de koelventilatoren beginnen te draaien met hun volle capaciteit.

Terwijl de koelventilatoren draaien, vermindert de gedwongen lucht (uitvoer van het koelsysteem) de temperatuur van de transformator. Wanneer de temperatuur (procesvariabele) onder een vooraf ingestelde waarde komt, schakelt de besturingsschakelaar van de ventilatoren uit en stoppen de ventilatoren met het leveren van gedwongen lucht aan de transformator.

Daarna, doordat er geen koelende werking van de ventilatoren is, begint de temperatuur van de transformator opnieuw te stijgen door de belasting. Opnieuw, wanneer tijdens het stijgen de temperatuur de vooraf ingestelde waarde overschrijdt, beginnen de ventilatoren opnieuw te draaien om de transformator af te koelen.

Theoretisch nemen we aan dat er geen vertraging is in de regelapparatuur. Dat betekent dat er geen tijdsvertraging is voor het aanzetten en uitzetten van de regelapparatuur. Met deze aanname, als we een reeks operaties van een ideaal on-off regelsysteem tekenen, krijgen we de grafiek hieronder.

Maar in praktische on-off regeling is er altijd een niet-nul tijdvertraging voor het sluiten en openen van controller-elementen.

Deze tijdvertraging staat bekend als dead time. Vanwege deze tijdvertraging verschilt de werkelijke responscurve van de hierboven getoonde ideale responscurve.

Laten we proberen de werkelijke responscurve van een on-off regelsysteem te tekenen.

Stel dat op tijdstip T O de temperatuur van de transformator begint te stijgen. Het meetinstrument van de temperatuur reageert niet onmiddellijk, omdat er wat tijd nodig is voor het opwarmen en de expansie van kwik in de temperatuursensorbol, bijvoorbeeld vanaf tijdstip T1 begint de wijzer van de temperatuurindicator te stijgen.

Deze stijging is exponentieel van aard. Laten we aannemen dat op punt A, het controllersysteem begint te activeren voor het inschakelen van de koelventilatoren, en uiteindelijk, na de periode T2, de ventilatoren beginnen met het leveren van gedwongen lucht met hun volle capaciteit. Dan begint de temperatuur van de transformator op een exponentiële manier te dalen.

Op punt B begint het controllersysteem te activeren voor het uitschakelen van de koelventilatoren, en uiteindelijk, na een periode van T3, stoppen de ventilatoren met het leveren van gedwongen lucht. Dan begint de temperatuur van de transformator opnieuw op dezelfde exponentiële manier te stijgen.

N.B.: Tijdens deze operatie hebben we aangenomen dat de belastingsconditie van de elektrische krachttransformator, de omgevingstemperatuur en alle andere omstandigheden van de omgeving vast en constant zijn.

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moeite waard om te delen, als er een inbreuk is contacteer dan voor verwijdering.