Оглавление
1 Проблемы применения устройств защитного отключения (УЗО)
2 Пастеризация молочных продуктов под управлением приборов ПО «Овен»
3 Выбор асинхронных двигателей для различных приводов и условий эксплуатации
4 Особенности применения трехпозиционных регуляторов
5 Диагностирование повреждений подшипников при эксплуатации электродвигателей
6 Защита электродвигателей от аварийных режимов
7 Защита и управление при эксплуатации погружных электронасосов
8 ТРМ-PiC – новая серия цифровых измерительных и регулирующих приборов
9 Повышение пусковой способности асинхронного двигателя с фазным ротором
10 ТРМ-PiC и термодатчики DS1820
11 «Диалог»
12 Опыт применения автоматики  на производстве
13 Целесообразность и технические возможности применения насосов в скважинах большого диаметра
14 Испытания УКТ38 завершились успешно

        В настоящем разделе, написанном совместно с ведущим научным сотрудником Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны кандидатом технических наук  Смирновым В. В.,  проблемы применения УЗО рассмотрены в аспекте обеспечения пожарной безопасности электроустановок. В разделе даны определения показателей пожарной опасности электроизоляционных материалов и  рассмотрены методы их испытаний.
        Анализ статистики пожаров за последние десятилетия свидетельствует о постоянном росте пожаров  в  России.  Одновременно  увеличиваются экономические потери от них, растет количество жертв.
Доля пожаров,  обусловлен-ных электротехническими причинами,  составляет свыше  20 %, количество пожаров, возникших по указанным  причинам  за  последние пять  лет возросло на 17%. За девять месяцев 1996  г. только в  жилом  секторе  зарегистрировано 17218 пожаров по причине воспламенения кабелей и проводов.  Постоянно возрастает  число пожаров от телевизоров,  холодильников, электронагре-вательных и других бытовых электрических приборов.
        Несмотря  на  огромное число пожаров в России  (около 330 тысяч ежегодно), многомиллиардные потери и рост погибших при пожарах,  важность осуществления эффективной борьбы с пожарами пока не осознается многими руководителями ведомств. До сих пор в России отсутствует в полном объеме нормативно-техническая база,  обеспечивающая использование высокоэффективных защитных устройств – УЗО, которые являются единственными устройствами, обеспечивающи-ми не только защиту человека от поражения электрическим током,  но и предотвращающими пожары в электроустановках. В большинстве случаев воспламе-нение оболочки и изоляции провода происходит при корот-ком замыкании токоведущих жил. УЗО,  реагируя на утечку тока на землю, заблаговременно до развития утечки в короткое замыкание, отключают электро-приемник от источника питания.
В целях решения задачи снижения количества пожаров  в России была принята Федеральная целевая программа «Пожарная безопасность  и   социальная защита», в которой в  разделе  4.1 «Снижение пожар-ной опасности зданий, сооруже-ний и готовой продукции» с учетом важности рассматривае-мой проблемы, предусмотрено задание по освоению и сопровождению производства,  монтажа и эксплуатации в электросетях жилых и общественных зданий устройств защитного отключения.
         Очевидно, что острота проблемы, связанная с пожара-ми в жилом секторе (их доля составляет около 80% от общего количества),  может быть значи-тельно  снижена  за счет мас-сового внедрения УЗО. Однако более 10 лет вопрос о серийном производстве высококачествен-ных, отвечающих мировым стан-дартам устройств не решается.
Для решения аналогичной проблемы в странах Западной Европы в шестидесятые годы было развернуто производство и массовое внедрение УЗО. Анализ статистических данных ряда стран Европы за несколько последних десятилетий по учету пожаров, возникших по электро-техническим причинам, показы-вает, что несмотря на многократ-ное увеличение количества  бытовых электроприборов, а следовательно и возникающих в них неисправностей, количество пожаров резко снизилось.
         Ввод в действие с 1995 г.  группы стандартов России на электроустановки зданий,  гар-монизированных со стандартами МЭК,  подготовил основание для  обязательной установки УЗО в электроустановках жилых и общественных зданий.
        В этой  связи  представляет-ся целесообразным на основе анализа опыта эксплуатации электроустановок, оснащенных в настоящее время УЗО,  провести исследование эффективности  их действия  в плане повышения пожарной безопасности, а также оценить достаточность требований, касающихся применения УЗО, заложенных в нормативно-технические документы. По результатам такого исследова-ния должны быть подготовлены предложения по дополнению и изменению требований, касаю-щихся технических параметров  УЗО, их монтажа и эксплуатации.
       Существующая в стране система разработки нормативно-технических документов как правило, предусматривает большое количество организа-ций-разработчиков, при этом координация их работы над документами недостаточно эффективна. В результате в технические  условия вводится неоправдано  большое коли-чество различных требований на  изделия  и методов их испытаний. При этом закладываемые в технические условия требования по пожарной безопасности, как правило, не отражают необходи-мый уровень оценки пожарной опасности изделия.
       Опыт работы по изучению пожаров от электротехнических изделий показывает, что в подавляющем большинстве случа-ев причинами высокой пожарной опасности изделий являются несовершенство требований пожарной безопасности и низкое качество применяемых материалов и комплектующих.
Что же касается международных нормативных документов – прежде всего стандартов международной электротехничес-кой комиссии – МЭК, то необхо-димо отметить, что ранее Публикации МЭК служили для специалистов ориентиром, помогали определить направле-ние работы. Однако специалис-ты, используя материалы МЭК, всегда помнили о важном указании, приводимом в преамбуле к каждому стандарту МЭК – а именно, что они не могут  заменить  действующие  в каж-дой стране национальные госу-дарственные стандарты и другие обязательные к соблюдению нормативные материалы.
         В наши дни, при  прямом внедрении в России Публикаций МЭК в качестве государственных стандартов эти ограничения сняты. Эффект, достигнутый таким решением, еще предстоит оценить специалистам, хотя очевидно, что в каждой стране есть свои традиции и особенности технических решений и разные возможности обеспече-ния пожарной безопасности изделий, которые обязательно должны быть учтены при состав-лении нормативных документов.
         Отличия и особенности оте-чественных отраслей промыш-ленности,  выпускающих электро-технические изделия, по сравнению с аналогичными отраслями ведущих западных стран, заключаются прежде всего в ограниче-нии выбора конструкционных  и  изоляционных  материалов,  низком  качестве комплектующих элементов и изделий электрон-ной техники. Тогда как ведущие зарубежные фирмы всегда располагали значительным количеством разнообразных видов пластмасс, для изготовления электротехничес-ких  изделий,  в нашей стране до недавнего времени использовалось не более 10-15 видов. Не лучше обстоят дела и с проводниковыми материалами – например,  комплектующие элементы, особенно подвижные,  вместо серебросодержащей  металлокерамики чаще всего выполняются из латуни и меди.
         В условиях,  когда конструкционные материалы изделий не соответствуют международным требованиям, а выпуск продук-ции, вследствие недостаточного насыщения нашего  рынка отечественными  приборами, не может быть остановлен, предлагается  альтернативный путь обеспечения пожарной безопасности  электротехничес-ких изделий, сформулированный в ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требова-ния». Стандартом определяются принципы оценки вероятности возникновения загорания в (от) изделии (я)  в характерных пожароопасных режимах  (хотя бы на стадии подготовки выпуска изделия). Следующим этапом должна быть разработка рекомендаций по доведению уровня пожарной безопасности  изде-лий до допустимого значения путем повышения надежности схемных решений, более рационального выбора  материа-лов  и комплектующих и использования защитных устройств.
          В основном, как уже отмечалось, высокая степень пожарной опасности изделий  связана с несовершенством противопожарных требований действующих нормативно-технических документов.
Международная электротехническая комиссия в 1983 году выпустила стандарт МЭК 755-83 на УЗО,  а в 1995 г.  в качестве национального стандарта России принят ГОСТ  Р  50807-95 «Устройства защитные,  управляемые дифферен-циальным (остаточным) током», являющийся, по существу, переводом вышеуказанного стандарта МЭК. В настоящее время этот стандарт является основным нормативным документом, по которому должны проводиться сертификационные испытания УЗО. Говоря о несовершенстве противопожар-ных требований, как одной из основных причин пожарной опасности изделий, хотелось бы на примере упомянутого выше стандарта показать конкретные его недостатки.
           В стандарте не учтены реальные отклонения от номинального напряжения электрической сети (в том числе и в аварийных режимах).
          Соответствие функциональ-ных характеристик УЗО изложен-ным в стандарте требованиям проверяется только при условии нормальной эксплуатации устройства, что вносит  элемент  неопределенности в достаточность этих испытаний.
          Отсутствие требований к электроизоляционным и конструкционным пластическим материалам привело к необходимости испытывать эти материалы на соответствие требованиям  изложенным,  в других стандартах, – например, в ГОСТ Р МЭК 335-1-94 «Безопасность бытовых и аналогичных  электрических приборов. Общие требования и методы испытаний», область  применения  которого ограничена бытовыми электрическими приборами.
          Значительные номинальные токи УЗО накладывают более жесткие требования на материалы. Так, при испытании «нагретой проволокой» температура проволочной петли  по ГОСТ Р МЭК 335-1-94 равна 850 Со, в то время  как  Публикация МЭК 1008-91 «Управляемые дифференциальным током  автоматические выключатели  без встроенной защиты от сверхтоков бытового и аналогич-ного назначения. Часть 1. Основные нормы» предусматри-вает аналогичное испытание, но проволочной петлей с темпера-турой 960 Со. Кроме того, по причине использования в электрических сетях России кабелей и проводов с алюминиевыми жилами, требуется также проведение испытаний изоляционного материала, применяе-мого в конструкции контактного зажима, на стойкость к воз-действию тепловой энергии, вы-деляемой в переходном сопротивлении контактных соединений.
Для оценки пожарной опасности разрабатываемых УЗО авторы  считают необходимым учитывать требования следующих стандартов:
       -ГОСТ 27473-87 (МЭК 112-79) «Материалы электроизоляцион-ные твердые. Метод  определе-ния сравнительного и контроль-ного индексов трекингостойкости во влажной среде»
      -ГОСТ  27483-87  (МЭК 695-2-1-80) «Испытания на пожароопасность. Методы испытания нагретой проволокой»
      -ГОСТ  27924-88  (МЭК 695-2-3-84) «Испытания на пожароопасность. Методы испытаний.  Испытания на плохой контакт  при  помощи  накальных элементов»
      -ГОСТ 28779-90 (МЭК 707-81) «Материалы электроизоляцион-ные твердые. Методы  определе-ния   воспламеняемости  под воз-действием источника зажигания»
      -ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования».
      -Публикация МЭК 1008-90 «Управляемые дифференциаль-ным током  автоматические выключатели  без встроенной защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения.     Часть 1. Основные нормы»
      -Публикация МЭК 1009-91 «Управляемые дифференциаль-ным током автоматические выключатели со встроенной защитой от сверхтоков бытового и аналогичного назначения (АВДТ)».
       Основными требованиями пожарной безопасности,  предъявляемыми к электроизоля-ционным и конструкционным материалам, используемым в УЗО, следует считать:
      - теплостойкость к воздействию давлением шарика;
      - стойкость к воспламенению нагретой проволокой;
     - стойкость к воздействию тепловой энергии, выделяемой в переходном сопротивлении контактных соединений.
     - трекингостойкость;
     - стойкость к воспламе-нению пламенем горелки.
      Показатели пожарной опас-ности определяются путем испы-тания  стандартных образцов электроизоляционных матери-алов или образцов в составе деталей, комплектующих УЗО.
      Рассмотрим кратко основные методы испытаний.

         Проблема автоматизации существующего технологического оборудования молокоперерабатывающих предприятий актуальна для большинства российских предприятий, поскольку это позволяет существенно снизить затраты на производство и заметно повысить качество выпускаемой продукции.
       Мы хотим остановить Ваше внимание на одном из удачных примеров решения задачи автоматизации существующего технологического оборудования на предприятии «Томмолоко», Белгородской области, где были модернизированы линии для пастеризации молока, сливок, производства сметаны и масла. План проведения модернизации  аналогичен примененному греческими предпринимателями на заводах по производству напитков  «Кока-Кола» в Солнцево – использовать эксплуатировавшееся ранее оборудование при полной  замене системы управления технологическими линиями.
       В результате проведенной модернизации был   осуществлен переход от пневматических устройств управления к электрическим с напряжением питания 36 В. Выгода отказа от пневматического оборудования очевидена: благодаря отключению компрессора значительно снижено потребление электроэнергии; отпала необходимость частого и дорогостоящего ремонта ненадежных пневматических узлов; электрическая схема управления легко настраивается и модернизируется.
       При построении новой системы контроля и управления использованы приборы производственного объединения «ОВЕН».

Блок-схема процесса пастеризации и охлаждения молока
под управлением приборов ТРМ2 и ТРМ5

Пастеризация молока

Блок-схема процесса получения и пастеризации сливок
под управлением приборов ТРМ2 и ТРМ5

Изготовление сметаны

В оглавление

        Двигатели с повышенным скольжением могут также работать в режимах S2, S4, S8. Значения мощностей двигателей для режимов S2 и S6 по отношению к мощности в режимах S1 приведена в табл. 1.

         Двигатели с повышенным скольжением изготавливают на основе двигателей базового ряда со степенью защиты IP44 (IP55), с высотами оси вращения 71-250 мм. Они отличаются от базовых двигателей только размерами паза ротора и материалом, которым залита беличья клетка. Скольжение при номинальной нагрузке у двигателей с повышенным скольжением в 2-3 раза выше, чем у базовых. Это достигается заливкой ротора сплавом повышенного сопротивления (r = 10-7 Ом·м) и уменьшением сечения стержней ротора. Благодаря повышенному сопротивлению ротора начальный пусковой и минимальный моменты двигателя примерно соответствуют значениям этих величин у электродвигателей с повышенным пусковым моментом. Коэффициент полезного действия двигателей с повышенным скольжением ниже, чем у базовых, примерно на 5%, вследствие больших потерь в роторе.
        Многоскоростные двигатели изготавливают на основе базовых со степенью защиты IP44 и IP54. Они отличаются от базовых только обмотками статора и пазами ротора. Выпускают многоскоростные двигатели со следующим соотношением частот вращения: 3000/1500; 1500/100; 1500/750; 1000/500; 1000/750; 3000/1500/1000; 3000/1500/750; 1500/1000/750; 3000/1500/1000/750; 1500/1000/750/500 об/мин. Обмотки электродвигателей с соотношением частот вращения 1:2 имеют одну обмотку с шестью выводными приводами. Обмотка соединяется в треугольник (D) при низшей частоте вращения и в двойную звезду (Y Y) при высшей частоте вращения. Остальные двухскоростные, а также трех- и четырехскоростные электродвигатели имеют по две независимые обмотки (рис. 1).

Рис. 1. Схемы соединений обмоток двухскоростных двигателей:
а - D/YY. Низшая скорость - D: 1В, 2В, 3В свободны; на 1Н, 2Н, 3Н подается напряжение. Высшая скорость - YY: 1Н, 2Н, 3Н замкнуты между собой; на 1В, 2В, 3В подается напряжение;
б - D/YY с дополнительной обмоткой. Низшая скорость - YY с дополнительной обмоткой; 1В, 2В, 3В замкнуты между собой: на 1Н, 2Н, 3Н подается напряжение. Высшая скорость - D: 1Н, 2Н, 3Н свободны; на 1В, 2В, 3В подается напряжение;
в - YYY. Низшая скорость: 1В, 2В, 3В свободны, на 1Н, 2Н, 3Н подается напряжение. Высшая скорость: 1Н, 2Н, 3Н свободны, на 1В, 2В, 3В подается напряжение

          Соотношения мощностей при высшей и низшей частотах вращения ориентировочно можно определить по формуле:

РВ = Рн (nB/nн)a

где РВ и Рн - номинальные мощности при высшей nв и низшей nн частотах вращения;
a - коэффициент, в зависимости от сочетания частот вращения равный: 0,4-0,5 для частот вращения 3000/1500 и 1500/1000 об/мин; 0,6-0,7 для частот вращения 1000/750 и 1500/750 об/мин; 0,8-1,0 для час-тот вращения 1000/500 об/мин.
Кратность пусковых моментов всех многоскоростных двигателей не ниже 1,2 для низшей частоты вращения и не ниже 1,0 для высшей частоты вращения. Энергетические показатели несколько ниже, чем у двигателей базового ряда соответствующих мощностей и частот вращения.
          Двигатели с фазным ротором предназначены для привода механизмов, требующих регулирования частот вращения вниз от номинальной в небольших пределах (1:5) лебедки, шахтные подъемные машины, волочильные станы), а также механизмов с тяжелым и длительным пуском (центрифуги, крупные центробежные вентиляторы).        Двигатели с фазным ротором изготавливают в двух исполнениях по степени защиты IP44 и IP23.
         Двигатели с фазным ротором со степенью защиты IP23, как правило, имеют такую же мощность, что и двигатели базового ряда. Мощности двигателей с фазовым ротором со степенью защиты IP44 ниже мощностей соответствующих двигателей базового ряда на одну ступень шкалы мощностей.
         Двигатели с фазным ротором изготавливают с высотами оси вращения от 160 до 355 мм. Пусковой момент этих двигателей зависит от значения сопротивления включенного в цепь ротора (рис. 2).

Рис. 2. Механические характеристики двигателя
с фазным ротором при последовательном включении
  z ступеней пускового реостата

           Пусковой ток и пусковой момент можно изменять плавно и в широких пределах в зависимости от числа ступеней и сопротивлений пускового реостата. Сопротивления  ступеней реостата можно определить по формулам:

rz = r2 (l-1)

rz-1 = rz l
. . . . . . . . . . . . .
r1 = r2 l

где z - число ступеней пускового устройства;
r2 - активное сопротивление фазы обмотки ротора;

l =  М1/М2 ,

М1 и М2 - моменты, при которых производится переключение ступеней пускового реостата.

Sн - номинальное скольжение.
При этом необходимо собюлюдение условий

М1 < Мmax; М2 > Мс ,

где Мс - момент сопротивления.
          Регулировать частоту вра-щения двигателя с фазным рото-ром можно с помощью регулиро-вочного реостата, сопротивления которого должны быть рассчи-таны на длительную нагрузку.
         Следует иметь в виду, что двигатели с фазовым ротором дороже  электродвигателей с ко-роткозамкнутым ротором. Поэто-му применение их необходимо только в следующих случаях:
– если требуется меньший пусковой ток, а двигатели с коротко-замкнутым ротором, в которых с этой целью переклю-чают припуске обмотку с треу-гольника на звезду, не развива-ют необходимый пусковой мо-мент (он снижается в три раза). В двигателях с фазовым рото-ром пусковой момент и пусковой ток (с помощью пусковых сопро-тивления) могут быть равны их номинальным значениям;
– если требуется высокий пусковой момент (выше чем номинальный). В этом случае с помощью подбора величины пускового сопротивления можно получить любое значение пускового момента вплоть до максимального («опрокидывающего») момента;
– если приводимый в работу исполнительный механизм необ-ходимо пускать только плавно;
– если двигатель предназ-начен для работы в режиме частых пусков и торможений, при котором температура обмотки короткозамкнутого ротора превышает допустимое значение. Применение двигателя с фазным ротором в этом случае позволяет перенести выделение значитель-ного количества тепла с ротора двигателя на пусковое сопротив-ление. Температура обмотки фазного ротора при этом остается в допустимых пределах.
Двигатели со встроенным электромагнитным тормозом предназначены для привода механизмов, где по условиям технологического процесса требуется быстрая остановка после отключения двигателя. Применение таких двигателей уменьшает длительность цикла, а, следовательно, увеличивает их частоту, т.е. способствует увеличению интенсивности производства. Использование механического торможения вместо электрического выгодно тем, что тепло, выделяемое в процессе торможения, рассеивается не двигателем, а тормозным устройством, поэтому двигатель нагревается значительно меньше и частота циклов может быть повышена.
Двигатели со встроенным электромагнитным тормозом изготавливаются на основе двигателей базового ряда, двигателей с повышенным скольжением, повышенным моментом и двухскоростных двигателей в диапазоне высот оси вращения от 56 до 160 мм включительно. Тормозное устройство располагается внутри корпуса двигателя со стороны, противоположной выступающему концу вала, и осуществляет быстрое торможение двигателя при отключении питания. При подаче напряжения на двигатель происходит его растормаживание. Тормозная система приводится в действие электромагнитом постоянного тока, который питается от сети через выпрямитель. В двигате-лях сравнительно большой мощности (с высотой оси вращения 160 мм) для ускорения растормаживания применяется форсирование усилия путем введения дополнительного напряжения, пропорционального пусковому току. Двигатель со встроенным электромагнитным тормозом предназначен для работы в режиме S4. Мощность односкоростных двигателей со встроенным электромагнитным тормозом при ПО = 40%, а также мощность двухскоростных двигателей при ПВ = 40/15% при числе включений до 120 в час и кратности момента инерции нагрузки до 1,6 соответствует номинальной мощности базовых двигателей.
          Модификация асинхронных двигателей встраиваемого исполнения предназначена для встраивания в механизмы. Эти двигатели поставляются потребителю в виде обмотанного сердечника статора и необработанного по наружному диаметру ротора без вала. Может также поставляться центробежный вентилятор. При поставке двигателей с вентилятором в каталогах указывается размер отверстий для прохода охлаждающего воздуха, при поставке электродвигателя встраиваемого исполнения без вентилятора указывается расход воздуха, необходимый для охлаждения двигателя до допустимой температуры (рис. 3).

Рис. 3. Зависимость расхода охлаждающего воздуха Q
от суммарных потерь SР во встраиваемых двигателях
с системой изоляции класса В (кривая 1) и F (кривая 2)

              При соблюдении условий охлаждения технические данные встраиваемых двигателей соответствуют техническим данным базовых двигателей. Встраиваемые двигатели выпускаются на базе двигателей основного (базового) исполнения, двигателей с повышенным пусковым момен-том, двигателей с повышенным скольжением, многоскоростных двигателей, а также для этих же модификаций электродвигате-лей, но на частоту сети 60 Гц, т.е. экспортного исполнения. Залитые роторы поставляют в необработанном виде; они должны быть обработаны после посадки на вал исполнительного механизма по размерам, указанным в чертеже на электро-двигатель. Воздушный зазор должен соответствовать данным чертежа с допуском ±25%. Собранный и обработанный ротор с валом должен быть отбалансирован. Если предус-мотрена поставка вентилятора, то балансировка проводится с насаженным вентилятором.
           Электромашиностроительные заводы выпускают также различные модификации асинхронных двигателей серии 4А и других серий, приспособленные к разным условиям окружающей среды.
          Так, имеются модификации для различных климатических районов размещения (ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70).
Для работы в условиях тропического климата изготавливается соответствую-щая модификация асинхронных двигателей по ГОСТ 15963-79.
         Изготавливается также модификация асинхронных  двигателей Х2, предназначенных для работы в условиях агрес-сивных сред (ГОСТ 24682-81).
        Имеется также модификация электродвигателей ОМ2, предназначенных для работы в условиях морского климата. Требования к этим двигателям устанавливают Правила Морского Регистра России.
        По условиям окружающей среды серии асинхронных двигателей имеют следующие модификации: для умеренного климата модификация У3. Двигатели этой модификации имеют степень защиты IP44 и IP54, а для высот осей вращения 160-250 мм, кроме того, – степень защиты IP23.
        Для районов с тропическим климатом заводы изготавливают модификацию асинхронных дви-гателей Т2. Эти двигатели имеют степени защиты IP44 и IP54.
        ГОСТ 8592-79 предусматривает три модификации двигателей в зависимости от требований к точности установочных и присоединительных размеров: нормальной, повышенной и высокой точности. Двигатели повышенной точности изготавливают по общепринятой технологии, а повышенная точность достигается отбором электродвигателей. Двигатели высокой точности изготавливают по специальной технологии, поэтому они дороже двигателей с нормальной точностью.
        Асинхронные двигатели единых серий в диапазоне мощностей от 0,06 до 400 кВт изготавливают на разные номинальные напряжения, они имеют разные схемы соединения обмоток, а также число выходных проводов. В таблице 2 приведены эти данные.

           При колебаниях напряжения в пределах ±5% от номинального значения электродвигатели могут быть нагружены до номи-нальной мощности. При отклоне-нии напряжений, превышающих 5%, необходимо иметь в виду следующие последствия:
– при уменьшении напряже-ния увеличивается скольжение, уменьшаются пусковой и максимальный моменты, пусковой ток, увеличиваются ток, нагрузки, а, следовательно, и температура обмотки;
– при увеличении напря-жения уменьшается скольжение, увеличиваются пусковой и максимальный моменты пропорционально квадрату напряжения, увеличивается пусковой ток, уменьшается температура обмотки.

         Для регулирования темпера-туры в системах отопления, пастеризаторах, сушильных машинах, в теплицах для управления форточками и на многих других объектах, где предполагается наличие испол-нительного механизма, управ-ляющего задвижкой или клапа-ном, необходим так называемый 3-х позиционный регулятор.
         В отличие от двухпозицион-ного регулятора, действие которого сводится только к пере-ключению исполнительного элемента (реле, клапана) между двумя положениями («вкл.»-«выкл.»), трехпозиционный регулятор осуществляет через исполнительный двигатель регу-лирующее воздействие со сту-пенчатым изменением положения исполнительного органа (за-движки) в диапазоне открытия от 0 до 100%. В зависимости от величины и знака рассогласова-ния такой регулятор имеет 3 положения: ход влево – состояние покоя – ход вправо.
Ранее отмечалось, что в качестве такого регулятора можно применять ТРМ5. Два выходных реле можно запро-граммировать так, чтобы они работали как показано на рис. 1.

            Если текущая температура Т меньше уставки Т1, замыкается реле Р1, заставляя задвижку открываться и увеличивать коли-чество теплоносителя. Как только температура превысит уставку Т1, реле Р1 разомкнется и задвижка останется в том промежуточном положении, которого успела достигнуть за время t1.
            Если затем температура по какой-либо причине превысит уставку Т2, сработает реле Р2 и задвижка начнет закрываться до тех пор, пока температура не вернется в диапазон между уставками Т1 и Т2. Таким образом ТРМ5 выполняет задачу регулирования, но только в тех системах, где температура начинает расти почти сразу после начала движения задвижки. Однако, скорость движения задвижки может оказаться слишком высокой для объектов, где температура начинает изменяться не сразу, а с большим запаздыванием. Если не предпринять специальных мер, задвижка будет постоянно двигаться из одного крайнего положения в другое, а система перейдет в колебательный режим (рис. 2).

             Чтобы избежать этого, на исполнительный механизм ста-вят редуктор или последователь-но с реле ТРМ5 в цепь управления пускателем ставят реле времени (типа УТ23) рис. 3.

           Длительность импульсов подбирают исходя из минимального необходимого приращения температуры, а период следования таким, чтобы температура успевала выйти на новое установившееся значение.
Если параметры объекта (температура теплоносителя, за-грузка печи, погодные условия) постоянны или изменяются очень медленно, такая система выхо-дит на заданную уставку без пе-ререгулирования и хорошо под-держивает заданную температу-ру. Причем, чем дальше друг от друга уставки Т1 и Т2, тем реже включаются реле, тем меньше изнашиваются коммутирующие элементы.
          Поскольку такие системы в автоматическом режиме долго выходят на режим, вывод объекта на заданную температу-ру, как правило, осуществляют вручную, а затем переводят сис-тему в автоматический режим.
К сожалению, описанная вы-ше система с трехпозиционным регулятором совершенно не пригодна для объектов, где наблюдается быстрое изменение состояния объекта по какой-либо внешней причине. Например, изменение начальной температуры нагреваемого продукта (изменение степени загрузки печи, нагрев кровли теплицы солнцем и т.п.).
         Так как длительность им-пульсов задана жестко и не зави-сит от величины рассогласова-ния Е (разницы между текущей температурой и уставкой), регулятор не в состоянии быстро компенсировать потерю тепла (рис. 4).

         Чтобы устранить этот недостаток надо, чтобы длительность управляющих импульсов D увеличивалась пропорционально величине рассогласования Е (рис. 5), т.е.
D = К • Е,
где К - коэффициент пропорциональности.

Y(t) = т Y'(t)dt = K т  E(t)dt,

Y(t) - величина перемещения задвижки;
Y'(t) - скорость движения задвижки;
t - время;
К - коэффициент пропорциональности;
Е - величина рассогласо-вания – разница между текущей температурой и уставкой.
Интегральный регулятор значительно быстрее выводит температуру в район уставки, однако вблизи уставки, где рас-согласование Е очень мало, он либо не доводит температуру до заданной (при слишком малом К), либо дает перерегулирование и длительные незатухающие колебания вокруг уставки (при большем значении К) (рис. 6).

D = K • (E + T • E'),

E' - скорость изменения рассогласования (первая производная по времени);
Т - коэффициент пропорциональности.
Такой регулятор называется пропорционально-дифференци-альным (ПД), а в совокупности с интегрирующим исполнительным механизмом образуется ПД/ПИД-регулятор.
Благодаря отрицательной обратной связи по скорости изменения рассогласования при подходе к уставке, т.е. когда Е мало, а скорость изменения Е' слишком велика, становится возможным появление упреждаю-щего (тормозящего) импульса на закрытие задвижки, несмотря на то, что Е все еще больше 0.
Это существенно уменьшает перерегулирование и способст-вует плавному выходу объекта на заданную температуру (см. рис. 7).

           Одним из методов повышения надежности электродвигателей в эксплуатации является диагностика применяемых подшипников каче-ния. Широкий диапазон условий и режимов эксплуатации электродвига-телей, а также вариация начальных показателей качества сборки машины приводят к значительному разбросу скорости, потери ею работоспособности и достижения отдельными узлами предельного состояния. Особенно это важно знать для подшипниковых узлов, так как их заклинивание приводит к остановке ротора и сгоранию статорной обмотки. Поэтому весьма актуально иметь методы и средства диагностики подшипников и сма-зочного материала, используемых в электродвигателе – определение степени удаленности их от предельного состояния, выявление дефектов отдельных элементов подшипниковых узлов.
          Наиболее характерными видами отказа подшипниковых узлов электродвигателей являются:
- нарушение посадки подшип-ников на валу и корпусе машины;
- механический износ тел и дорожек качения, увеличение радиального зазора в подшипниках;
- потеря работоспособности смазочного материала вследствие высыхания жидкой фазы, наполнения смазочного материала продуктами износа подшипников.
         Эти задачи решаются методами диагностирования, применение которых позволяет получить большой экономический эффект за счет более полного использования потенциальных возможностей электродвигателя и учета конкрет-ных условий его эксплуатации.
         Состояние подшипников и смазочного материала в подшипни-ковых узлах определяется совокуп-ностью технических параметров, изменение которых может приво-дить к полной или частичной поте-ре их работоспособности, повы-шению уровня вибрации и шума.
Общепринято, что наиболее полную информацию о техническом состоянии подшипниковых узлов дают виброакустические параметры [1...7].
          В зависимости от источников вибрации вибрационный спектр подшипников качения электрической машины разделяется на несколько диапазонов:
инфракрасные частоты –  до 20 Гц – структурная вибрация;
низкие частоты – 50-500 Гц – балансировочная вибрация;
средние частоты – 500-   10000 Гц – подшипниковые вибрации, связанные с контактом тел и дорожек качения;
высокие частоты – 10...100 кГц – вибрация, вызванная ударами и резонансами в подшипниках;
ультравысокие частоты –  до 1 мГц – акустическая эмиссия, возникающая в результате распространения трещин в материале элементов подшипника.
           Для оперативного контроля состояния подшипниковых узлов электродвигателей разработаны и широко используются за рубежом и у нас в стране специальные приборы – SPM43A (Швеция), ВЕА-52 (США), ИСП-1 (РФ) и др.
Принцип работы прибора SPM43А следующий. При контакте тел качения с дефектом на дорожках качения подшипника возникают механические импульсы. Вызванные импульсом колебания преобразовываются вибродатчиком, установленным на щите (или лапах) электродвигателя, в электрические сигналы, которые поступают на вход прибора. Встроенный в схему прибора фильтр пропускает сигналы с частотой, вызываемой повреждениями в подшипнике. Отфильтрованные сигналы обраба-тываются так, что амплитуда зату-хающего резонансного колебания вибропреобразователя (вибродат-чика) – 32...40 кГц – преобразовы-вается в прямоугольные импульсы, длительность которых пропорцио-нальна энергии входного сигнала. Путем сравнения контролируемых импульсов с начальными оценива-ется степень дефекта. При превы-шении длительности входного сигнала над начальным, включается звуковой или световой сигнал. Начальный сигнал определяется на основании многочисленных изменений с учетом частоты вращения ротора и размера подшипников. В качестве вибро-преобразователя используется импульсный зонд, устанавливаемый на щитах электродвигателя.
Аналогом прибора SPM43А является отечественный прибор ИСП-1 (измеритель состояния подшипников). ИСП-1 регистрирует сосредоточенные дефекты и износ подшипников в процессе эксплуатации электродвигателя.
Оценивается также качественное состояние смазочного материала по изменению режима трения в подшипниках: удовлет-ворительное – «зеленая» зона шка-лы – 0-20 дБ, ухудшение состояния – «желтая» зона – 20...35 дБ, предельное состояние – «красная» зона – 35-60 дБ. Диапазон контролируемых подшипников –    d = 5...1000 мм, частота враще-  ния – n = 10...20000 об/мин.
           Обращение с прибором доступно специалисту средней квалификации. Прибор позволяет без расстыковки электродвигателя с приводным механизмом оценить состояние подшипниковых узлов. Для этого необходимо установить на приборе по шкале «d» значение внутреннего диаметра подшипника, применяемого в электродвигателе, а на шкале «n» – частоту вращения ротора. Затем прикоснуться до упора зондом с вибродатчиком к одному из щитов электродвигателя. Плавно перемещая реостат вибро-ускорений прибора от «красной» зоны к «зеленой» по звуковому (или световому) сигналу, определить, в каком состоянии находится под-шипник электродвигателя: аварий-ном, допустимом или удовлетвори-тельном. Затем повторить диагнос-тику для второго подшипника, уста-новив зонд с вибродатчиком на противоположном щите электро-двигателя. Прибор позволяет опре-делять механический износ тел и дорожек качения, увеличение ради-ального зазора в подшипнике, по-терю работоспособности смазочного материала, разрушение сепаратора.
Анализ результатов измерений с помощью прибора ИСП-1 состоя-ния подшипников во время ресурс-ных испытаний электродвигателей серии 4А и электровентиляторов на подшипниках качения позволил выявить ряд особенностей оценки порогового уровня виброускорений.
            Для двигателей с высотой оси вращения 80 и 90 мм пороговыми значениями уровня виброускорения являются: для частоты вращения ротора 1500 и 3000 об/мин – dBi = 20 дБ, для частоты вращения 1000 об/мин – 17 дБ. Кроме этого в закрытых подшипниках (с двумя защитными шайбами) возможно образование на рабочих поверхнос-тях тел и дорожек качения твердых слоев из продуктов износа элемен-тов подшипника и шлакования смазочного материала. Установлено также, что при длительной работе электродвигателя со смазочными материалами ВНИИНП-242, ВНИИНП-271 образуются на поверхностях трения твердые пленки адсорбционного и электро-статического происхождения, что способствует повышению значений виброускорений при диагностике, хотя состояние узлов удовлетвори-тельное. Поэтому для более точной оценки состояния подшипников необходимо использовать дополни-тельные средства диагностирова-ния, в частности узкополосные анализаторы спектра. Для этого необходимо стационарно закрепить на подшипниковых щитах пьезоэлектрические вибродатчики с установочной резонансной частотой не ниже 20...40 кГц и расстыковать электродвигатель с нагрузочным механизмом. Узкополосный анализ виброускорений позволяет выделить полосу частот шириной 1/12 октавы, охватывающий наиболее характерный пик спектра.
             На выходе фильтра сигнал вы-прямляется линейным амплитудным детектором. Появление в спектре огибающей дискретных составляю-щих «дефектных» частот и их гармо-ник свидетельствует о дефектах рабочих поверхностей элементов подшипника. При узкополосном анализе спектра виброускорений можно обнаружить практически все виды дефектов монтажа и эксплуа-тации подшипников: перекосы колец, износ, вмятины, трещины, раковины, сколы. Однако процеду-ра спектрального анализа является сложной и требует определенного опыта диагностирования электродвигателя при хорошем понимании вибрационного поведения различных элементов подшипникового узла.

1. Тэсима Хироси, Ота Сюдзи, Танигути Ресукэ. Система диагностики подшипников электродвигателей// Ohm., 1979. Т. 66, № 11, с. 92-96.
2. Горбунов А.Г. Диагностика технического состояния подшипниковых узлов электрических машин// Тр. ВНИИЭМ, 1980, Т. 65, с. 54-60.
3. Коварский Е.М., Малыгин В.М., Горбунов А.Г. Ударно-импульсный метод диагностики начального разрушения подшипников качения// Электроника, 1981, № 1, с. 57-59.
4. Михайлов В.И., Саверский А.С., Шаповалов А.Т. Определение вибродиагностических признаков усталостного разрушения подшипников качения асинхронного двигателя// Тр. ВНИИЭМ, 1981, т. 68, с. 102-109.
5. А.С. 934289 СССР. Устройство контроля режима трения в подшипниках качения/ Горбунов А.Г., Малыгин В.М. и др. // Открытия. Изобретения, 1982, № 21.
6. Диагностика подшипников качения // Пер. 1099. Информэлектро, 1987.
7. Контроль за состоянием подшипников качения// Пер. 1189. Информэлектро, 1989.

           Гасители гидроударов имеют различные конструкции, но в основе каждого лежит узел с большим местным гидравлическим сопротивлением в сочетании с демпфером.
           Гаситель устанавливается перед датчиком давления и воспринимает гидроудар первым. Энергия фронта повы-шенного давления расходуется на преодоление местного гидравлического сопротивления.
Рассмотрим пример такой конструкции и физический процесс гашения гидроудара.
           Гаситель гидравлических ударов состоит из сильфонной камеры и перегородки с калиброванным отверстием диаметра d, рис. 1. В момент гидроудара происходит скачкообразное увеличение давления Р1 до величины Р2.

Рис.1

           При этом давление Р2 и объем V сильфонной камеры уве-личиваются, способствуя созда-нию расхода q через калибро-ванное отверстие. Закон измене-ния давления представлен на рис.1, где Vo - начальный объем камеpы, а a - жесткость силь-фона, численно равная тангенсу угла наклона графика изменения V при увеличении давления Р2.
           Наличие калиброванного отверстия с местным гидравли-ческим сопротивлением обеспе-чивает более медленное нарас-тание P2, чем скачок Р1, рис.1, величина которого через время Dt не приведет к ложным сраба-тываниям автоматики, рис. 2.

          Если характеристики гидроудара известны, то параметры рассмотренного узла требуется обосновать. Для этого необходимо определить переходную характеристику узла.
         Примем следующие допущения.
         Поскольку для эффективного гашения требуется сгладить первый, самый большой скачок давления, рис. 2, имеющий крутой передний фронт, то для упрощения математических выкладок будем рассматривать прямоугольный скачок давления. Для малых изменений расхода q, зависимость потерь давления принимаем линейной.
       Исходные уравнения процесса гашения гидроудара имеют вид:
V = Vo + aP2 ,

q = K(P1 - P2),

где  K - коэффициент местно-го гидравлического сопротивле-ния в калиброванном отверстии.
         Составим дифференциаль-ное уравнение процесса:,

     Найдем решение уравнения. В установившемся режиме (t = Ґ).

В переходном режиме (свободный режим):

После преобразований и подстановок получим окончательное решение в виде:

времени нарастания процесса Р2(t).
         Зная характеристики гид-равлического удара: время скачка Dt, его амплитуду Р1m и на-чальное давление Р1н, можно оп-ределить необходимую постоян-ную времени узла гидрогасите-ля, чтобы на его выходе иметь допустимое значение давления Р2.
Решим эту задачу таблично для следующих исходных данных:
Р1m = 177 м в.ст.
Р1н = 15 м в.ст. - минималь-ная высота башни по ТП901-5-29.
Dt = 0,067 секунды.
Р2(Dt) - перепад высот нижнего и верхнего уровней воды, определяющий включение и выключение электронасоса, не более 1 м в.ст.
a = 10-10 м3/Па - жесткость сильфона (по паспортным данным).
         Результаты вычислений величины Р2(Dt) для ряда отношений параметров k/a сведем в таблицу 1.
 

Таблица 1
k/a, с P2, м в.ст.  d, мм	0,02 15,2  0,8	0,05 15,5  1,01	0,07 15,8 1,09	0,1 16,07 1,2	0,2 17,1 1,4	0,5 20,3 1,8

         Диаметр калиброванного от-верстия d определен из форму-лы расхода через диафрагму с площадью отверстия S при разности давления h:

         Коэффициент K определяем из принятых соотношений k/a.
Таким образом, для имеющих-ся исходных данных диаметр калиброванного отверстия может быть выбран в пределах 0,8...1,0 мм.
        Разработка конструкции гидрогасителя по заказу ВИЭСХ выполнена в ГОСНИТИ. Здесь используется сочетание демпфе-ров с узлом большого местного гидравлического сопротивления диафрагменно-лабиринтного ти-па. Первым фронт повышенного давления воспринимает демп-фер, состоящий из упругой мем-браны и резинового кольцевого амортизатора. Далее фронт, из-меняя направление своего дви-жения, проходит через кольцевую щель с большим гидравлическим сопротивлением, образованную стенкой гасителя и мембраной.
Еще одна конструкция гид-рогасителя предложена и разра-ботана творческим коллективом МГВП «Практик».     Схема гидрога-сителя приведена на рис. 3.

       Производственное объединение «Овен», исходя из накопленного опыта эксплуатации промышленных электронных регуляторов и современных требований, предъявляемых к ним, приступило к выпуску новой серии микропроцессорных измерителей-регуляторов, предназначенных для управления различными технологическими процессами.
          Эта серия приборов, разработанная под общим шифром «ТРМ-PiC», предназначена для замены выпускавшихся нами ранее терморегуляторов типа ТРМ1, ТРМ2, ТРМ4, ТРМ5, ТРМ10, ТРМ12. Так же, как перечислен-ные выше устройства, приборы серии ТРМ-PiC предназначены для измерения параметров объекта, контролируемых работающими с ними датчиками, отображения информации о текущих значениях этого параметра и формирования сигналов управления исполнительными механизмами, служащих для автоматического регулирования протекающего технологического процесса. Однако, несмотря на идентичность решаемых устройствами обоих типов конечных задач, приборы серии ТРМ-PiC выгодно отличаются от своих предшественников современным дизайном, простотой и удобством эксплуатации, наличием дополнительных функций, существенно улучшающих их возможности и характеристики.
          Большое внимание при создании новой серии было уделено повышению надежности приборов. На стадии проектиро-вания, исходя из накопленного опыта эксплуатации терморегу-ляторов, была подвергнута ревизии вся их элементная база, на основе которой должны были разрабатываться приборы. Электрорадиоэлементы (ЭРИ), имеющие склонность к неустой-чивой работе или отказам, из разработки исключались и заменялись на более надежные.
          Таким образом, вместо жидкокристаллических цифровых индикаторов, имеющих тенден-цию к отказам в результате механических нагрузок и воздей-ствия повышенной температуры окружающей среды, в приборах ТРМ-PiC были использованы светодиодные индикаторы, лишенные этих недостатков. При этом указанная замена не только повысила надежность приборов, но и благоприятно отразилась на их дизайне и эксплуатационных характеристиках.
          Специальные схемотехни-ческие решения и методы обработки входных сигналов позволили полностью исключить из измерительных трактов схем резисторы переменного сопротивления, ранее применяе-мые для точной регулировки прибора и являющиеся по своему принципу действия (скользящий контакт) одним из источников отказов.
          В приборах ТРМ-PiC такая «регулировка» производится цифровым методом при калибровке измерительной части путем сравнения параметров опорных элементов схемы с параметрами подключенного на это время к его входу образцового источника сигналов. Результаты сравнения заносятся в энергонезависимую память прибора и являются основой для всех его дальнейших вычислений. В качестве опорных элементов применены ЭРИ с высокостабильными эксплуата-ционными характеристиками, обеспечивающими неизменность их параметров в течение дли-тельного срока службы, что поз-волило значительно уменьшить дополнительные погрешности измерения входных сигналов, вносимые влиянием внешних факторов, и повысить в конечном счете точность прибора.
          Знакомые специалистам по вычислительной технике явления «зависания» этих схем (то есть отказы от дальнейшего выпол-нения заложенной программы и остановки ее в каком-либо несанкционированном месте), происходящие чаще всего вследствие воздействия электромагнитных помех на входные и питающие цепи процессора, были устранены применением в приборах современных микропроцессоров типа PiC16С62 или PiС16С63 (в зависимости от модификации прибора). Указанные микропроцессоры оснащены встроенными аппаратными и программными средствами для борьбы с этим явлением и специально предназначены для работы в условиях промышленных помех.
          Для повышения надежности изделий в целом с целью защи-ты их от воздействия окружаю-щей среды предусмотрено покрытие плат печатного монтажа и расположенных на них элементов лаком УР-231.
Для подтверждения результатов проектирования изготовленная опытная партия приборов была подвергнута жестким климатическим испытаниям, в число которых входила работа при температуре окружающего воздуха +80оС. Отказов приборов при испытаниях не зафиксировано.
          Рассмотрим более подробно состав серии ТРМ-PiC и варианты модификаций, входящих в ее приборов.
Как отмечалось ранее, прибо-ры серии ТРМ-PiC в основном предназначены для измерения параметров объекта регулирова-ния с помощью работающего с прибором датчика и формирова-ния сигналов управления выходными устройствами в соответствии с заложенным законом регулирования и заданными потребителем уставками и коэффициентами.
          В состав серии входит пять основных типов приборов ТРМ0-PiC, ТРМ1-PiC, ТРМ5-PiC, ТРМ10-PiC, ТРМ12-PiC, отличающихся друг от друга отсутствием или наличием встроенных выходных устройств, служащих для управ-ления исполнительными меха-низмами в системах автомати-ческого регулирования, их коли-чеством, а также законом форми-рования управляющего воздей-ствия (законом регулирования).

            Прибор ТРМ0-PiC не осна-щен выходными устройствами и на практике может быть исполь-зован только для измерения параметров объекта и их визуального контроля. Следует отметить, что приборы ТРМ0-PiC, укомплектованные узлом расширения, при некоторых дополнительных материальных затратах позволяют решать задачи документирования результатов измерений как при помощи подключаемого к ним компьютера, так и при помощи самописцев, оснащенных аналоговым токовым входом.
           Прибор ТРМ1-PiC содержит одно выходное устройство с позиционным законом управления по заданным пользователем уставкам и на производстве чаще всего используется в качестве двухпозиционного регулятора. Являясь самым простым и дешевым из серии ТРМ-PiC, он, тем не менее, способен решить целый ряд задач, возникающих при автоматизации технологических процессов. Возможность перепрограммирования логики работы выходного устройства прибора, о чем более подробно будет рассказано ниже, позволя-ет одинаково эффективно использовать его как в качестве регулятора процессов, протекаю-щих при нагревании среды (например в термошкафах, электропечах и т.п.), так и про-цессов при ее охлаждении (установки кондиционирования воздуха, холодильники и т.п.). Однако, при практическом применении приборов ТРМ1-PiC следует иметь ввиду, что они (как и любые двухпозиционные регуляторы) несмотря на высокую точность измерения входных сигналов и задания уставок, в ряде случаев по свое-му принципу действия (закону регулирования) не смогут обес-печить высокого качества регу-лирования. При этом точность поддержания заданного значения параметра и качество переходного процесса (величина пере-регулирования, время успокоения) во многом будут определяться физическими свойствами объекта (линейными размерами, инерционностью регулируемой среды), мощностью регулирующего органа, местом расположения датчика и некоторыми другими факторами.
Один из примеров использования прибора ТРМ1-PiC приведен на рис. 1.

          Прибор ТРМ5-PiC содержит два независимых выходных устройства, каждое из которых управляется по собственному позиционному закону и по своим (заданным пользователем) уставкам. Наличие двух выходных устройств в различных сочетаниях логики их работы делает этот прибор по сравнению с ТРМ1-PiC более гибким и универсальным для решения задач автоматизации технологических процессов. Так прибор может быть использован в качестве обычного двухпозиционного регулятора, но при этом его второе выходное устройство может играть роль сигнализатора предельного значения или выполнять функции аварийного отключения регулирующего органа.
          При оснащении объекта двумя регулирующими органами (например, двумя ТЭНами или ТЭНом и вентилятором) прибор ТРМ5-PiC позволяет реализовать схему трехпозиционного регулирования, обеспечивая при этом по сравнению с двухпози-ционными регуляторами более высокое качество переходных процессов и точность поддержа-ния заданных значений.
         Примеры использования приборов ТРМ5-PiC приведены на рис. 2.
Прибор ТРМ10-PiC содержит одно выходное устройство, управляемое широтно-импульсным способом по пропорционально-интегрально-дифференциальному (ПИД) закону с учетом коэффициентов регулирования, задаваемых пользователем. В процессе работы выходное устройство формирует импульсы управления регулирующим органом объекта (например нагревателем), скважность которых определяется одновременно разностью между текущим значением параметра и заданной уставкой, а также знаком этой разности; скоростью изменения регулируемого параметра и направлением ее. ПИД-регуля-торы являются наиболее совер-шенными устройствами управления технологическими процессами, обеспечивающими оптимальное качество пере-ходного процесса и высокую точность поддержания заданных параметров даже при больших величинах транспортного запаз-дывания, присущих некоторым объектам регулирования.
         Прибор ТРМ12-PiC содержит два выходных устройства, управляемых широтно-импульсным способом по пропорционально-дифферен-циальному (ПД) закону с учетом задаваемых пользователем коэффициентов регулирования. Прибор предназначен для управления исполнительными механизмами, оснащенными реверсивным электроприводом. При этом первое из выходных устройств приводит к вра-щению двига-теля привода в одном направ-лении, а второе – в обратном.
         Используе-мый при регу-лировании ПД-закон также обеспечивает высокое качест-во переходного процесса и хо-рошую точность поддержания заданного значения параметра.
         Примеры применения прибора ТРМ12-PiC приведены на рис. 3.

            Приборы ТРМ0-PiC, ТРМ1-PiC, ТРМ5-PiC, ТРМ10-PiC, ТРМ12-PiC могут выпускаться в различных вариантах модификации, отличающихся друг от друга конструктивным исполнением, типом подключаемого к его входу датчика или сигнала, наличием дополнительного узла, предназ-наченного для расширения функцио-нальных возможностей прибора, типом встроенных выходных устройств и логикой их работы.
Информация о варианте модификации прибора закодирована в структуре его условного обозначения.
Ниже приведена расшифровка символов кода модификации приборов.

ТРМ10-PiC с платой расширения ПР-01 в схеме плавного управления мощной 3-х фазной нагрузкой (до 70 кВт) стандартным сигналом 0-20 мА
с помощью тиристорного блока БСТ-2 («Овен»)

Тип выходных устройств

          В асинхронных двигателях с фазным ротором, как известно, для повышения пусковой способности в роторную обмотку включаются активные сопротивления, которые затем в процессе пуска шунтируются. Для регулирования частоты вращения применяется также несимметричное включение сопротивлений. Однако, несимметрично включенные сопротивления, при достижении частоты вращения ротора близкой к полусинхронной, могут создать провалы в кривой электромагнитного вращающего момента, что в свою очередь приводит к одноосному эффекту и застреванию скорости на полусинхронной.

          В настоящей работе предлагается использовать несимметричные сопротивления в роторе с целью повышения пусковой способности до появления провалов в кривой момента. Идея предложенного метода заключается в следующем. При несимметрии ротора, как известно, создаются поля прямой и обратной последовательностей, причем эти поля создают вращающие моменты соответственно прямой и обратной последовательностей. При разбеге двигателя от неподвижного состояния (s=1, w =0) до 0.5 от синхронной (s=0.5, w=0.5) электромагнитный вращающий момент прямой и обратной составляющих совпадает по направлению, а величина общепринятого пускового момента, определяемого по статической механической характеристике, в этом случае будет состоять из суммы моментов прямой и обратной последовательностей, что в целом приведет к повышению пускового момента. Когда поле обратной последовательности «догонит» частоту вращения ротора в точке (1-2s), ротор и поля обратной последовательности будут неподвижны относительно друг друга, а момент от поля обратной последовательности будет равен нулю. После того как поле обратной последовательности достигнет частоты вращения w>0.5, s<0.5, асинхронный двигатель по отношению к полю обратной последовательности будет работать в генераторном (тормозном) режиме. Таким образом, результирующий момент сначала увеличивается до момента, когда s=0.5, а затем, пройдя эту точку, начинает падать. Наша задача в процессе разгона асинхронного двигателя использовать режим повышенного момента до момента времени, когда ротор достигнет полусинхронной частоты вращения. С этой целью проведено исследование влияния активного сопротивления ротора на величину ударного электромагнитного вращающего момента, формирующего движение ротора, при симметричном и несимметричном их включении.
          Как видно из представленной таблицы, при симметрично включенных сопротивлениях в роторную цепь, величина ударного вращающего момента значительно ниже момента, полученного при включении в цепь ротора несимметричного сопротивления. Следовательно, используя несимметрию ротора, можно повысить пусковую способность двигателя.
         В качестве иллюстрации на рисунке 1 представлены кривые изменения во времени электромагнитного вращающего момента и частоты вращения ротора при несимметричном включении сопротивлений и при симметричном их включении в обмотку ротора. В первом случае сопротивление включалось в одну из фаз приведенной эквивалентной двухфазной машины, во втором - в обе фазы a, b. Пределы изменения сопротивлений для асинхронного двигателя мощностью 3 кВт выбраны увеличенными относительно собственного сопротивления ротора в 41,6 раз. Дальнейшее повышение сопротивления мало или вообще не изменяло процесс, поэтому соответствовало одноосному состоянию ротора асинхронного двигателя, то есть состоянию с оборванной фазой ротора. Так, при RR=2 Ом, ударный вращающий момент при симметрично включенном сопротивлении в роторную цепь был мал (см. табл.1), а в несимметричном режиме для асинхронного двигателя мощностью 30 кВт не изменялся, оставаясь равным значению 10 о.е., соответствующему одноосному режиму. В случае асинхронного двигателя мощностью 3 кВт величина ударного момента после увеличения сопротивления по одной из осей (фаз) более 1 Ом не изменялась, оставаясь равной 8.8 о.е. (см. табл.1 для асинхронного двигателя 3 кВт).

       Из сравнения кривых изменения электромагнитного вращающего момента при симметричном и несимметричном включении сопротивлений (следует иметь в виду, что значения сопротивлений, указанных на рисунке, взяты в относительных единицах, а за базисное сопротивление принято полное входное сопротивление асинхронного двигателя)

видно, что:
      1) При включении симметричных сопротивлений в роторную обмотку (нижние кривые на рисунке 1) ударный вращающий момент растет от значения равного 2 о.е. при RRa = RRb = 0.024 о.е. до 3.5 о.е. при RRa = RRb = 0.188 о.е., а затем уменьшается до величины 1.4 о.е. при RRa = RRb =1 о.е.
     2) Продолжительность пуска при RRa = RRb = 0.188 о.е. уменьшается, а затем при RRa = RRb =1 о.е. растет примерно в 3 раза.
     3) Колебательность процесса пуска (неравномерность частоты вращения ротора и электромагнитного вращающего момента) уменьшается с увеличением RR, а затем вновь растет.
    4) При несимметричном включении сопротивлений в роторную обмотку, ударное значение момента при увеличении сопротивления растет от величины 2.5 о.е. при RRa =0.047 о.е., RRb =0.024 о.е. (2 о.е. было при симметрично включенных сопротивлениях) до 7 о.е. при RRa =0.047 о.е., RRb =1 о.е., а время пуска двигателя уменьшается.
     Исследования проводились при изменении сопротивлений в роторной цепи для асинхронного двигателя 3 и 30 кВт. Причем, во втором случае сопротивление ротора увеличивалось в 111 раз по сравнению с собственным сопротивлением ротора.
    Обработка большого количества расчетных данных по методу наименьших квадратов с автоматическим выбором погрешности расчета, дала следующие аналитические выражения для определения ударного момента при симметричном увеличении сопротивлений для двигателя мощностью 30 кВт

и при несимметричном увеличении сопротивлений в одной из осей

Аналогичные выражения для двигателя 3 кВт будут иметь вид при симметричном увеличении сопротивлений

при несимметричном увеличении сопротивлений

         На основе полученных данных на рисунке 2 представлена кривая изменения ударного момента в функции RR, построенная на основе вышеуказанных уравнений. Площадь между кривыми изменения Муд. от RR для несимметричных и симметричных режимов показывает приращение момента за счет создания несимметрии ротора, что дает дополнительную возможность использования несимметрии ротора для повышения пусковой способности асинхронного двигателя с фазным ротором.

Рис. 2.
Зависимость ударного момента от сопротивления ротора при:
1 - несимметричном роторе ; 2 - симметричном роторе
(а - АД - 30 кВт, б - АД - 3 кВт)

         Кроме вышеуказанного влияния несимметричного сопротивления ротора на пусковую способность асинхронного двигателя с фазным ротором, многочисленные исследования электромагнитных процессов при пуске показали существенное влияние на процесс разбега двигателя начальных условий: начальной фазы включения напряжения (j0) и начального углового положения ротора (q0), а именно то, что при некоторых начальных условиях, пуск осуществляется быстро, а при других происходит застревание скорости на полусинхронной.
        Таким образом, подбирая соответствующим образом начальные условия и несимметрию ротора, можно существенно повысить пусковую способность асинхронного двигателя с фазным ротором.
        Для реализации вышеизложенных условий с целью повышения пусковой способности двигателя предлагается схемное решение, изображенное на рисунке 3 и защищенное авторским свидетельством /1/. Цель достигается путем подачи питающего напряжения на статорные обмотки двигателя при разомкнутых роторных обмотках, в цепи ротора создают несимметрию путем включения дополнительного сопротивления, измеряют напряжение на выходе роторных обмоток и при достижении фазы заданной величины замыкают фазы роторной обмотки.

Рис. 3. Устройство для пуска двигателя с фазным ротором

        Устройство для пуска асин-хронного двигателя с фазным ротором 1 содержит первый управляемый коммутатор 2, одни выводы которого снабжены за-жимами для подключения к сети, а другие выводы подключены к выводам статорной обмотки двигателя, резистор 3, соеди-ненный с первым выводом роторной обмотки, счетчик им-пульсов 4, выход которого соеди-нен с управляющим электродом тиристора 5, шунтирующего выход трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя 6, два входа которого соединены с вторым и третьим выводами роторной обмотки, третий вход трехфазного мостового неуправ-ляемого выпрямителя 6 соединен с другим выводом резистора 3, шунтируемого вторым управляе-мым коммутатором 7, управляю-щий вход которого соединен с выходом первого реле времени 8, входные выводы которого под-соединены к второму и третьему выводам роторной обмотки и к входным выводам нуль-органа 9, выход которого соединен с вхо-дом ждущего мультивибратора 10, выход которого соединен с R-входом RS-триггера 11, выход ко-торого соединен с одним из вхо-дов логического элемента И 12, другой вход которого соединен с S-входом RS-триггера и с выхо-дом реле времени 13, вход кото-рого соединен с управляющим входом первого управляемого коммутатора, выход логического элемента И 12 соединен с входом «установка нуля» счетчика импульсов 4, вход которого соединен с генератором 14.
        Устройство работает сле-дующим образом. В исходном состоянии на выходе реле времени 13 присутствует сигнал логического “0”, который поступает на вход RS-триггера 11, переводя его в нулевое состояние, выходной сигнал логического “0” с выхода триггера 11 поступает на второй вход логического элемента И 12, на первый вход элемента И 12 поступает также сигнал логического “0” с выхода реле времени 13. При этом на выходе элемента И 12 присутствует сигнал логического “0”, который запрещает счет счетчиком импульсов 4, поступающих с генератора 14. При подаче сиг-нала “Пуск” на входы реле време-ни 13 и первый управляемый коммутатор 2 последний подает напряжение на статор двигателя 1. Реле времени 13 определяет задержку по времени, необходи-мую для установления переход-ных процессов в двигателе 1 при подключении статорной цепи. После установления переходных процессов напряжение на выходе роторных обмоток определится выражением,

где j0t - текущая фазы питающего напряжения; j1 - фазовый сдвиг, определяемый фазовым сдвигом вектора тока статора относительно вектора напряжения; j2 - фазовый сдвиг, определяемый способами подключения обмоток статора и ротора; q0 - начальное угловое положение ротора.
Замыкание обмоток ротора необходимо осуществить в момент времени, когда выполняется условие w0t + q0 = y0 = 120о, что соответствует условию равенства фазы напряжения на роторе значению

где y0 - фаза напряжения на роторе.
Момент включения определяется следующим образом. После срабатывания реле времени 13 на S-вход RS-триггера 11 и на вход элемента И 12 подается сигнал “1”. Нуль-орган 9 преобразует синусои-дальное напряжение, снимаемое с роторных обмоток, в прямо-угольные импульсы, передние фронты которых запускают ждущий мультивибратор 10. Таким образом, на выходе жду-щего мультивибратора 10 имеют серию коротких импульсов, соответствующих моменту времени начала синусоиды. Эти импульсы поступают на R-вход RS-триггера 11, переводя в единичное состояние. Для исключения неопределенного состояния применен RS-триггер с исключением неопределенного состояния и приоритетом входа S. При этом на входах элемента И 12 возникает комбинация, разрешающая работу счетчика 4. После прихода N/2 импульсов на вход счетчика его последний триггер меняет состояние и срабатывает электронный пускатель, замыкающий цепь ротора. Двигатель запускается. Угол y0 определяется следующим образом. Так как частота напряжения на входе роторной обмотки равна в режиме короткого замыкания частоте питающего напряжения, то угол 120о можно фиксировать по времени относительно начала синусоиды, как t =T • 360/120, где Т - период напряжения сети, а с учетом углов j1 и j2, как
.
       Настроив частоту генератора таким образом, чтобы N/2 состояния счетчика заполнялись за время T', получим сигнал на выходе счетчика импульсов 4 в тот же момент, когда фаза напряжения на роторе равна.
В этот момент и произойдет открытие тиристора 5.
Так как значение угла j1 не-известно (j2 легко определяется по схемам включения обмоток), а оптимальный угол y0 может отличаться от 120о в зависимости от мощности и типа двигателя, то данное устройство требует наст-ройки. Настройка осуществляет-ся изменением частоты генера-тора 14, а вид переходного про-цесса контролируется с помощью датчика динамического момента.
       Для улучшения энергетичес-ких показателей в установившем-ся режиме работы после пуска несимметрия роторной цепи устраняется. Осуществляется это следующим образом. После подачи напряжения на статор напряжение с роторных обмоток поступает на вход реле времени 8. Реле срабатывает и отключа-ется коммутатор 2, резистор 3 вводится в цепь. После замыка-ния цепи роторной обмотки напряжение на входе реле времени 8 уменьшается до нуля. Реле начинает отсчет времени, необходимого для пуска. После окончания пуска реле 8 подает сигнал на срабатывание коммутатора 2, которое выводит из цепи резистор 3.

1. А. с. 1274104 Способ пуска асинхронного двигателя с фазным   ротором и устройство для его осуществления. Мамедов Ф.А.,  Малиновский А.Е., Бобылев М.Г.
2. А. с. 1275719 Устройство для пуска асинхронного электродвигателя с фазным ротором. Мамедов Ф.А., Малиновский А.Е.

В оглавление

       Благодаря применению термодатчиков DS1820 создан прибор ТРМ6-PiC для поддержания влажности по разности температур в процессе сушки древесины.
         В последние годы многие зарубежные фирмы приступили к выпуску датчиков, имеющих встроенный преобразователь температуры в частоту или стандартный цифровой код. Их применение позволяет значительно повысить помехоустойчивость систем сбора и управления, объединить несколько датчиков в сеть с подключением их к одному приемнику или к ЭВМ.
         Одним из популярных термометров с цифровым выходом является DS1820 фирмы DALLAS SEMICONDUCTORS.
Для работы с датчиками этого типа была разработана специальная модификация ТРМ1-PiC и ТРМ5-PiC. Эта модификация отличается прежде всего низкой ценой (450 тыс. руб. вместе с датчиком) и возможностью исполнения с расширенным температурным диапазоном -50...+80оС.
        К линии связи между датчиком и прибором, длина которой может достигать 200 м, не предъявляется никаких специальных требований, так как значение температуры передается в цифровом виде.
        Более того, появилась возмож-ность подключить к одному прибо-ру два и более датчиков, что в свою очередь позволило создать деше-вый регулятор разности температур.

В оглавление

               На предприятии «Колундаконсерв-молоко», Алтайский край, модернизирована система учета времени технологических циклов. На емкостях для хранения молока вместо часов с механическим приводом установлен цифровой таймер УТ-1, работающий в режиме реального времени. Прибор отсчитывает время перемешивания и по его истечении включает звуковой сигнал.
               Проведена замена автоматики «Elmarine» на котлах  пара КЕ 14/10. Для управления уровнем воды использованы приборы САУ-М6.
               С помощью терморегулятора ТРМ-2 автоматизирован процесс контроля температуры в сушилке. При достижении предельной температуры прибор включает звуковой сигнал.

              Специалистами ВИСХОМ создана новая установка для протравливания семян незерновых культур. Для реализации требуемых режимов работы использованы микропроцессорный счетчик импульсов СИ-1 и цифровое двухканальное реле времени УТ-23. В настоящее время завершены испытания установки в реальных условиях эксплуатации. Работа приборов соответствует техническим требованиям и полностью удовлетворяет заказчика.

            На предприятии «Русские пряники»,  г. Москва, сигнализаторы уровня жидкости САУ-М4 установлены на баках с водой, используемой для выработки пара. В качестве парогенератора используется котел МЗК. Прибор управляет насосами, пополняющими баки водой.

          На мясоперерабатывающем предприятии «Нива», г.Москва, для регулирования температуры в камере варки и копчения колбасы КОН 5 установлен двухпозиционный регулятор ТРМ-1. Работа прибора обеспечивает получение продукта требуемого качества.
          В плодоовощном объединении «Кунцевское», г. Москва, для контроля температуры аммиака в холодильной     установке применен восьмиканальный цифровой   логометр УКТ-8.  Контроль осуществляется на входе и выходе    аммиачного испарителя ПКТ-250   и компрессора АУ-200.

        На  предприятии Горводоканала в г. Ухта трехуровневые сигнализаторы уровня САУ-М6 используются для включения дренажных систем по мере заполнения приямка. Приборы надежно работают в фекальных насосных системах, где имеется приемный резервуар. Датчики устойчивы к агрессивной среде.

        На предприятии «Концентраты   и напитки», г. Москва, для плавного регулирования подачи охлаждающей жидкости     в установку по производству сиропа используется микропроцессорный ПИД- регулятор температуры ТРМ-10. Прибор осуществляет управление заслонкой с двигателем марки ESPA.  В ходе работы обеспечивается охлаждение сиропа после варки до 24°С.

        Специалисты предприятия   Теплопрогресс,  г. Москва, для регулирования уровня воды в расширительных баках систем теплоснабжения различных зданий и сооружений применяют сигнализаторы уровня САУ-М4.

       В акционерном обществе «Томмолоко» Белгородской области приборы САУ-М4 управляют наполнением промежуточных ванн линии упаковки молока и ванны сливок, используемых в процессе изготовления масла. Отмечена надежная работа и простота обслуживания приборов.

        В практике эксплуатации электронасосного оборудования нередки случаи, когда, к примеру, шестидюймовый электронасос работает в восьми- или даже десятидюймовой скважине. Известен факт, что повсеместно в экономике бывшего Союза действовал затратно-валовый механизм ведения хозяйства. Чем больше освоение вложений, тем быстрее выполнялся план, тем выше оплата труда, премии. Водное строительство не было исключением, а наоборот, являлось ярким примером такого хозяйствования. Например, при бурении скважин на воду применялись обсадные трубы нефтяного сортамента, имеющие стенки большей толщины, а, следовательно, большего веса и стоимости. Стоимость электронасоса составляла 10% от стоимости скважины против 2..3% на сегодняшний день. Ценообразование в насосостроении формировалось по весовому фактору. Поэтому два ошских насоса ЭЦВ4-4-70 и ЭЦВ6-10-80, весившие соответственно 33 и 88 кг, имели стоимость 80 и 185 руб.  В результате широкое применение второго насоса привело к прекращению производства первого. Совсем иное положение складывалось в странах с рыночной экономикой. По данным АО «Гидротехника» 63% всех выпускаемых в стране электронасосов приходится на долю шестидюймовых и только 2,3% на долю четырехдюймовых. Между тем, на мировом рынке доля четырехдюймовых электронасосов составляет 77%.
         Сегодня предлагается широкий выбор четырехдюймовых насосов. Вместе с тем,  четырехдюймовые скважины практически отсутствуют, а шестидюймовые имеют преобладающее количест-во среди всех. Эти обстоятель-ства требуют рассмотреть вопрос о целесообразности и технических возможностях применения насосов в скважинах больших диаметров.
        Прежде всего необходимо учесть некоторые особенности такого применения, которые обусловлены различиями параметров и характеристик рассматриваемых электронасосов и электронасосов рассчитанных для использования в скважинах своего диаметра, к примеру, четырехдюймовых и шестидюймовых электронасосов.
Из основных различий – это, прежде всего, меньший диаметр насоса, что сказывается на режиме охлаждения погружного электродвигателя в скважине большего диаметра вследствие увеличения сечения между поверхностью электродвигателя и внутренней стенкой обсадной трубы и снижением скорости охлаждающего потока воды в этом сечении. Очевидно, что при работе электронасоса меньшая скорость обтекания водой поверхности электродвигателя приведет к повышению температуры ее нагрева. Это в свою очередь ухудшит условия теплопередачи с поверхности двигателя, что вызовет его перегрев. Если перегрев достаточно велик, то электронасос неизбежно выйдет из строя. Какая степень ухудшения условий теплопередачи и насколько будут опасными перегревы при изменении сечения потока  и температуры охлаждающей воды – все это вопросы научных исследований. Такова постановка задачи.
        Другая особенность, в основе которой лежит различие диаметров насоса и скважины, –это возможное раскачивание электронасоса при останове электродвигателя. Особенно это проявляется на глубоких скважинах. На практике встречались случаи, когда извлеченный из скважины, вышедший из строя  электронасос имел погнутый вал и треснутое основание.
        Среди других основных различий параметров и характеристик четырехдюймовых насосов можно отметить:
        – меньшие номинальные подачи при равном диапазоне напоров;
        – немного меньший КПД;
        – большую допустимую частоту включений электронасоса, достигающую 20 раз в час против 3 раз у шестидюймовых.
        Рассмотрим с учетом этого целесообразность и технические возможности применения электронасосов в скважинах большего диаметра на примере четырехдюймовых и шестидюймовых электронасосов.
Большинство сельских потребителей воды пользуются башенной системой водоснабжения, которая обеспечивает водой, как правило, животноводческую ферму 200...300 голов КРС (взята для рассмотрения как  наиболее водопотребляющая категория животных) и прилегающий поселок (поселки) на 100... 150 жителей. Здесь потребление  воды [1] колеблется от 22,5 до 67,5 м3 в сутки, что при непрерывной работе электронасоса обеспечивается его подачей до 3 м3/час. Отсюда, при проектировании системы водоснабжения, определяются расчетные значения дебита скважины и номинальной подачи электронасоса. Однако, чем крупнее скважина и ее дебит, тем больше можно обеспечить капиталовложений в строительство системы водоснабжения в целом. Это и приводило к тому, что малодебитные скважины считались безводными, а все системы водоснабжения обеспечивались, как минимум шестидюймовыми скважинами и соответствующими насосами с подачами от 6 до 25 м3/час, а также трубопроводами, рассчитанными на такие подачи и соответствующими напорно-регулирующими емкостями, запорной арматурой и другими элементами с  многократным запасом по производительности. Противоречие между требуемы-ми расходами воды и их обеспечением с позиций боль-ших затрат должны найти свое разрешение сегодня. В этом и заключается целесообразность поставленной задачи. Здесь прежде всего необходимо рассмотреть энергозатраты при замене электронасосов  на меньшие диаметры.

        Математическая зависимость частоты включений от расхода водопотребления (4) имеет максимум при qп  = 0,5qн.  Тогда

         Zmax = 0,25qн/Vрег, вкл/ч    (5)

        Зная предельную величину Zмах и производительность насоса можно определить минимальный регулирующий объем и по нему минимальную величину перепада между нижним и верхним уровнями, при котором запас воды в баке башни будет максимально возможным.
        По формуле (5) для предельной величины Zмах = 20 и площади бака S = 7,065 м2 можно рассчитать для ряда производительностей применяемых насосов минимальную величину перепада между уровнями (табл.).

        Из таблицы видно, что приемлемым для всех рассчитан-ных вариантов будет регулирую-щий объем Vрег = 0,5 м3, который обеспечивается датчиком с меж-контактным расстоянием 0,07 м. Однако принимать предельную величину за исходную при выборе длины датчика было бы неосмотрительным.
       Это объясняется тем, что существует ряд причин, требующих иметь некоторый запас по регулирующему объему, а равнозначно и по частоте включений электронасоса. К ним относятся следующие:
        • при расчете приняты номинальные значения подач электронасосов; на практике зачастую применяются насосы с запасом по высоте подъема, что приводит к подачам, превышающим номинальное значение;
       • на подачу электронасоса оказывают влияние штатные изменения частоты и амплитуды питающего напряжения, а также изменение динамического уровня воды в скважине и других ее гидрогеологических характеристик;
      • для повышения надежности снабжения водой на случай кратковременных остановок насоса или задержек в срабатывании автоматики регулирующий объем в баке принимают на 30% больше расчетного.
Учитывая сказанное, запишем:

W 'рег. = W рег.· 1,3 = 0,65 м3,

отсюда минимальная величина перепада равна 0,092 м.
      Следовательно, габариты датчика уровня могут быть снижены более, чем в десять раз, а значит и вес, и стоимость. Уменьшение величины регулирующего объема, в свою очередь, позволит снизить материалоемкость водонапорных башен, а в случае сохранения их объемов – повысить нерасходуемый запас воды.

1. Усаковский В.М. Водоснабжение в сельском хозяйстве. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989 г.
 
 

           Контроль состояния подшипников скольжения больших дорогостоящих электроприводов на кирпичных, цементных заводах, в пищевой промышленности, насосных станциях, станциях аэрации осуществляется в основном по температуре масла в картерах.
           Выход из строя такого агрегата недопустим, поэтому в обязанности обслуживающего персонала входит периодический обход цеха и ведение круглосу-точного журнала учета изменения температуры подшипников. В случае превышения заданной уставки в любой из контролируе-мых точек необходимо отключить установку. Причем, чем быстрее будет это сделано, тем меньшим будет ущерб. Понятно, что быстрое отключение или выдачу сигнала «Авария» может обеспечить только автоматическое устройство.
           Попытки установить многока-нальные устройства контроля температуры подшипников скольжения агрегата аэрационного комплекса (двигатель 1,3 МВт, 1500 об/мин, нагнетатель 750 м3/мин, редуктор) были предприняты на одном из закрытых предприятий Москвы и оказались неудачными.
           УКТ8 фирмы «Овен» хотя и позволило свести показания восьми термометров на один цифровой индикатор, чем облег-чило снятие текущих показаний температуры в журнал, но отсутствие аварийной уставки не позволяло использовать его в качестве устройства защитного отключения.
           Приборы фирмы «Элемер» не давали устойчивых показаний из-за сильных электромагнитных наводок от мощных двигателей, что приводило к ложному отключению мощных машин. Поэтому до настоящего времени температура вкладышей здесь определялась по старинке, с помощью ртутных электроконтактных термометров. Это не только неудобно и обременительно для персонала, но и чревато нарушением санитарных норм при случайной (не так уж и редкой) поломке градусника с зартучиванием рабочих мест. Стоимость демеркуризации помещения, где воздух и без того содержит достаточно не очень «полезных» для здоровья примесей, окажется значительной. Можно было бы заменить ртутные термометры манометрическими типа ЭКТ, основанными на использовании теплового расширения парожидкостной смеси (обычно хлористый этил) в герметичном баллоне, соединен-ном капилляром с пружинным манометром, отградуированным по шкале Цельсия.
         Однако эти устройства требуют много места на панелях, прокладка медных капилляров сложна и должна выполняться с соблюдением специальных пра-вил, обеспечивающих их защиту от механических повреждений и предельные углы изгибов. Надежность таких устройств обычно невелика, а эксплуатация трудоемка. Стоимость оборудо-вания новой панели, монтажа восьми, в рассматриваемом случае, громоздких приборов окажется слишком велика.
         В мае текущего года фирмой «Овен» было предложено на испы-тания новое восьмиканальное устройство контроля температу-ры УКТ38, специально разработанное для работы в ус-ловиях сильных электромагнит-ных помех. Благодаря цифровой фильтрации входного сигнала все установленные приборы демонстрируют устойчивые показания и надежное срабатывание выходного реле (240 В, 8 А) в аварийных ситуациях (выход за уставку, обрыв или короткое замыкание датчиков). На цифровой светодиодный индикатор в циклическом режиме выводится текущее значение температуры и заданная уставка. Восемь кнопок на передней панели служат для выбора количества опрашиваемых каналов (от 2 до 8), режима работы прибора, задания типа подключаемых датчиков (ТСМ, ТСП, ТХК, ТХА).