 |
Структурная схема автоматического регулятора скорости вращения турбины АРСТ.
|
|
|
|
Структурная схема автоматического регулятора скорости вращения турбины АРСТ.
В. О. – выявительный орган
Простейшая структура системы автоматического регулирования.
Реализация двумя способами:
1) неполная схема;
2) полная с контролем частоты;
Для непосредственного контроля скорости вращения необходим тахометр или световой датчик
Наиболее распространенная схема – с контролем частоты, например.
В. О. выполняет функции определения отклонения частоты от заданного значения 
. В простом случае на ТЭС в качестве В. О. могут использовать маятниковый механизм. На ГЭС применяют в основном электрогидравлические регуляторы. Связано это с тем, что у ГГ вертикальное исполнение СМ, в основном.
Золотник выполняет функцию промежуточного исполнительного органа. Физически данный элемент представляет собой конструкцию из тяговых рычагов. Кроме всего прочего, золотник используют в качестве корректирующего звена, с помощью которого выполняется воздействие на момент турбины (на пропуск первичного энергоносителя, как при действии противоаварийных средств, так и при действии дополнительных средств управления частотой и мощностью).
Сервомотор. Исполнительный механизм, предназначенный для управления положением первичного клапана (для ТЭС), либо направляющего аппарата (для гидравлической станции).
Обратная связь предназначена для коррекции динамических свойств, структуры автоматического регулирования или ее отдельных звеньев.
Выявительный орган на базе маятникового механизма.
1- уравновешивающая пружина;
2- балластные грузы;
3- шток маятника.
Простые действия маятникового механизма основаны на балансе центробежной силы и сил упругости пружины. Коэффициент жесткости пружины определяется исходя из массы балластных грузов.
|
|
|
В основе работы следующий физический принцип:
(при 
, где 
номинальная или синхронная скорость вращения)
при 
- отклонение скорости вращения – возникает небаланс сил 
, в зависимости от знака 
будет и знак 
(небаланса сил)
1) При > 0; > 0, это приведет к расхождению грузов и к движению штока 3 вверх. Обозначим это перемещение как 
.
2) При < 0; < 0; 
, схождение грузиков, движение вниз, относительно точки равновесия.
Перейдем к о. е.:
 |
а в
 | |
В. О.: 
- выходной сигнал В. О. (см. рис. выше)
Золотник: 
.
Состояние «1» - полностью открытые окна золотника.
Перемещение буксы золотника от 0 до 1 будет отвечать условию набора нагрузки от 0 до мах значения (до установленной мощности).
Сервомотор: W
Передаточная функция обратной связи: в соответствии с классической теорией автоматического управления все о. с. классифицируются на жесткие о. с. и гибкие о. с. В автоматическом регуляторе скорости могут применяться как отдельные виды о. с., в частности жесткая о. с., так и комбинированные о. с.:
Комбинированное применение о. с. характерно только для автоматических регуляторов скорости гидротурбины, при этом данные гибкие о. с. в автоматическом регуляторе скорости гидротурбин называют изодромными. При наличии вторичного регулятора скорости и АРЧМ (автоматический регулятор частоты и активной мощности) также появляются гибкие о. с. для регуляторов паровых турбин.
Кроме всего классификацию о. с. проводят и по знаку, соответственно существуют отрицательные и положительные о. с., которые могут быть как жесткими, так и гибкими. На практике применяют отрицательную обратную связь.
|
|
|
β – выход гибкой обратной связи;
ν – выход по каналу жесткой обратной связи;
Ти – постоянная времени изодрома;
р – оператор Лапласа.
1. ∆ а → 0
Вывод: В нормальных режимах комбинированной связи работает только жесткая обратная связь. Более того, в первоначальной стадии развития процесса после возмущения также будет работать только жесткая обратная связь. Под слабом «работа» понимают, что видна реакция 
0.
2. Возмущенное состояние системы.
∆ а → ∞
р→ 0
условие мгновенного изменения параметров.
Гибкие обратные связи вступают в действие в последующей стадии развития процесса возбуждения. Гибкие обратные связи предназначены для обеспечения приемлемых показателей качества переходного процесса. Как правило, под критерием качества подразумевают затухание (скорейшее демпфирование).
(при 
)
, где 
- коэффициент усиления жесткой обратной связи.
Из практики 
ед., в среднем принимаем 15…20 ед.
30 ед., как правило, не применяем никогда, т. к. могут появляться автоколебания.
также называют коэффициентом неравномерности регулирования.
|
|
|
