Regulatory pomp

Szymon Sołtys, Marcel Szczurek

Sterowanie

• Sterowaniem nazywa się najogólniej

mówiąc odpowiednią nastawę jakiejś
wielkości, zwanej wyjściową,
charakteryzującej dany przebieg lub
proces za pomocą odpowiedniego
sygnału wejściowego.

Regulacja

• Szczególnym przypadkiem sterowania jest regulacja. Jest to

taki proces sterowania, w którym zadana wielkość
wejściowa jest systematycznie porównywana z wielkością
wyjściową i jeśli wystąpi różnica ich wartości, to zostaje ona
natychmiast przetworzona na odpowiedni sygnał,
powodujący takie przesterowanie układu, aby przywrócić ich
zgodność.

• W procesie regulacji należy zatem utrzymywać stałą, zadaną

z góry wartość określonego parametru, który mógłby ulec
zmianie w wyniku zakłóceń pochodzących z zewnątrz

• W zależności od tego, czy proces zachodzi samoczynnie, to

regulacja taka nazywa się automatyczną, w odróżnieniu od
regulacji ręcznej, w której część czynności, np.
porównywanie wielkości zadanej z wielkością sterowaną lub
też uruchamianie urządzenia nastawczego wykonuje obsługa

Różnice między sterowaniem a
regulacją

• Regulator różni się zatem od sterownika

tym, że ma tzw. Pętlę sprzężenia
zwrotnego, za pomocą której dokonuje się
systematycznego porównywania sygnałów
wejściowego i wyjściowego. Usunięcie
sprzężenia zwrotnego sprawia, że regulator
staje się sterownikiem, a więc urządzeniem
,za pomocą którego można zmieniać
wartość sterowanego parametru, bez
możliwości automatycznej korekty w
przypadku pojawienia się zakłóceń

Istota zastosowania

• Wspólne działanie dwóch lub więcej

siłowników.

• Uzyskiwanie stałej wartości

prędkości/momętu silnika.

Możliwości regulacji

• Wg stałej objętości
• Wg stałego ciśnienia
• Wg stałej mocy

Jak regulować

Q=q*n*η

Q-wydajność
q – różnica objętości komór
przenoszących olej
η-sprawność

cd.

Wg stałej objętości

Wg stałego ciśnienia

Sterowanie wg stałej mocy

• Sposób ten jest często nazywany w

literaturze regulacją według stałej mocy.
Jest to nazwa myląca i raczej niewłaściwa,
ponieważ chodzi tu nie o regulację, ale o
sterowanie wydajnością według zasady
stałej mocy.

• Jest to często stosowany specjalny sposób

sterowania wydajnością pompy za pomocą
jej ciśnienia tłoczenia, które jest
proporcjonalne do zmiennego obciążenia
występującego na zasilanym odbiorniku

Sterowanie wg stałej mocy c.d.

• Tego typu układy sterowania wydajnością

są stosowane wyłącznie w przypadku pomp
wykorzystywanych jako generatory energii
w układach hydrostatycznych. Wydajność
dostosowuje się w nich samoczynnie do
ciśnienia tak, że moc dyspozycyjna pompy
wyraża się wzorem:

Sterowanie wg stałej mocy c.d.

• Przekształcając ten wzór, przy założeniu, że

prędkość obrotowa wałka ng jest stała,
otrzymujemy wyrażenie:

ujmujące zależność wydajności Qgt oraz jej
nastawy εg od obciążenia pompy Δpg. Obraz tej
zależności w układzie mocy (p,Q) jest hiperbolą
zwaną hiperbolą obciążenia.

Wg stałej mocy

Sterowanie wg. Stałej mocy c.d.

• Na przedstawionym rysunku został pokazany schematycznie układ

sterowania wydajnością pompy według zasady stałej mocy.
Elementem sterującym jest tu siłownik. Do jego komory
tłoczyskowej doprowadzono ciśnienie, któremu przeciwstawiają się
sprężyny znajdujące się w komorze tłokowej silnika.

• Przy małym obciążeniu tłok znajduje się w skrajnym prawym

położeniu. W miarę wzrastania obciążenia proporcjonalnie podnosi
się ciśnienie, czego efektem jest przemieszczanie się tłoka w lewo,
czemu z kolei przeciwdziałają sprężyny, aż do osiągnięcia
równowagi oddziałowujących na niego sił.

• W obszarze I tłok jest pod działaniem tylko jednej sprężyny

miękkiej, o małym pochyleniu charakterystyki.

• W obszarze II pracują jednocześnie obie sprężyny a ich wypadkowa

charakterystyka ma bardziej stromy przebieg. W końcu tego
przedziału znajduje się zderzak, o który opiera się tłok w sytuacji,
gdy ciśnienie dalej rośnie. Od tego momentu niezależnie od
wartości ciśnienia pompy parametr nastawy wydajności ma stałą
wartość.

Przybliżenie hiperboli

• W sterowniku o dwóch sprężynach

hiperbola obciążenia jest, jak widać z
wykresu, odwzorowana w sposób
przybliżony w postaci trzech
odcinków. Większe przybliżenia
można uzyskać stosując większą
liczbę sprężyn śrubowych lub też
sprężynę talerzową, charakteryzującą
się progresywnie zmieniającą
sztywnością.

Przykładowa konstrukcja