5 Система автоматичного регулювання частоти синхронного генератора

На малюнку 1.8 приведена схема САР частоти ЕДС синхронного генератора 1, в якості приводної машини якого використовується дизельний двигун 2. У даній системі об'єктом регулювання є дизельний двигун, регульована величина якого - кутова швидкість , що однозначно визначає частоту . Регулювання кутової швидкості дизеля забезпечується переміщенням рейки 3 паливного насоса 4. При переміщенні рейки вниз кількість палива, що подається в дизель, зменшується, що призводить до зниження кутової швидкості. Переміщення рейки вгору викликає зворотній ефект. Зовнішнім збуренням, що викликає зміну кутової швидкості , є момент опору на валу дизеля, значення якого пропорційне струму навантаження l генератора.

Рис.1.5 Схема САР частоти ЕДС синхронного генератора.

Кутова швидкість контролюється за допомогою центробіжного маятника 5, вантажі 6 якого за рахунок відцентрових сил, пропор­ційних , переміщають через систему важелів 7 втулку 8, шарнірно пов'язану з важелем 9. Важіль 9 з’єднаний із золотником 12, який керує потоком масла під тиском, подаючи його у верхню або нижню порожнину виконавчого гндроциліндра 13. Із збільшенням швидкості грузи 6 піднімаються, важіль 9 змыщуэ вниз плунжер 14 золотника 12. При цьому масло від на­соса подается у верхню порожнину гідроциліндра 13, поршень 15 якого спільно з рейкою 3 переміщається вниз, зменшуючи кількість палива, що подається в дизель. В результаті цього швидкість знижується до заданого значення. При зниженні швидкості втулка 8 під дією сили тяжіння вантажів і пружини 11 переміщається вниз. В результаті цього важіль 9 зміщує плун­жер 14 золотника 12 вгору, забезпечуючи доступ масла в нижню порожнину циліндра 13 і, як наслідок, переміщення рейки 3 вгору на збільшення кількості палива, що подається в двигун. Внаслідок цього швидкість збільшується до заданого значення.

Відцентровий маятник в даній САР виконує функції сприймаючого, задаючого і порівнюючого органів. Він перетворює кутову швидкість в переміщення Х втулки 8. Це пе­реміщення порівнюється з попереднім переміщенням втулки 8, яке забезпечується силою пружини 11 при заданні необхідного значення кутової швидкості гвинтом 10, що дозволяє змінювати силу стискування пружини 11. Таким чином досягається порівняння двох величин як . Результуюче пере­міщення Да'есть не що інше, як сигнал розузгодження, який через важіль 9, золотник 12 і гідроциліндр 13 керує рей­кою 3 паливного насоса 4.

Динаміка елементів САР описується наступною системою рівнянь:

- дизельний двигун;

- центробіжний маятник як сприймаючий орган;

- порівнюючий орган;

- важіль (підсилюючий орган);

- гідроциліндр з гідрозолотником і рейкою паливного насоса (виконуючий орган).

Фізичний сенс змінних, що входять в рівняння, відображений вище в описі схеми САР. Параметри і - відповідно постійні часу і передавальні коефіцієнти. Коефіцієнт передачі важеля можна трактувати як коефіцієнт підсилення, величина якого визначається відношенням .

Розмірність параметрів і їх значення по варіантам подані в таблиці 5. Задане значення кутової швидкості

Таблиця 5. Значення параметрів елементів САР

Варі ант
1	0,8	17	0,04	0,06	0,5	0,01	12	18	5
2	0,7	14	0,038	0,055	0,5	0,01	10	-20	4
3	0,6	11	0,032	0,045	0,5	0,01	14	15	9
4	0,5	18	0,022	0,037	0,5	0,01	13	18	8
5	1,2	17	0,015	0,033	0,5	0,01	11	-13	5
6	1,6	16	0,01	0,021	0,5	0,01	15	17	3,5
7	1,4	13	0,03	0,05	0,5	0,01	12	-15	5,2
8	1,2	15	0,025	0,04	0,5	0,01	10	22	4
9	0,8	20	0,02	0,06	0,5	0,01	8	18	5
10	1,5	19	0,04	0,09	0,5	0,01	13	-30	7