4. Анализ системы регулирования скоростью вращения турбины

С целью анализа режима регулирования скоростью вращения турбины из полной схемы системы регулирования представленной на рис.2, выделим только интегрирующую часть. Функциональная схема для рассматриваемого режима приобретает вид, изображенный на рис.3, а упрощенная схема – на рис.4.

Рисунок 3 - Функциональная схема системы регулирования скорости вращения ротора турбины

Далее остановимся на выборе элементов и звеньев рассматриваемой системы, а также их математического описания.

В автоматических системах рассматриваемого типа могут применяться различные типы регулирующих органов. Наиболее распространенными являются дроссельные регулирующие органы, представляющими собой переменное гидравлическое сопротивление, которое и управляет расходом рабочего тела путем изменения проходного сечения. К дроссельным регулирующим органам относятся регулирующие клапаны, поворотные заслонки, шиберы, краны.

Большинство элементов, входящих в системы управления и регулирования при их разработке требуют математического описания, связывающих входные и выходные сигналы. Такими математическими описаниями служат математические модели, представляющие собой дифференциальные, интегральные, разностные уравнения, передаточные функции, операторы и т.д.

4.1 Представление математической модели эгп.

ЭГП – это электрогидравлический преобразователь предназначенный для преобразования входного электрического сигнала I в изменение давления P жидкости под действием приложенного к нему электростатического поля.

Передаточная функция статического однофазного ЭГП имеет следующий вид:

, (1)

где – коэффициент преобразования ( = 0,34 ;

, , – постоянные времени ( = 0,89∙ с; = 0,33∙ ; = 0,67∙ ).

Постоянные времени , , достаточно малы, поэтому с достаточной степени точностью можно записать:

. (2)

Таким образом ЭГП представим в виде пропорционального звена.

4.2 Представление модели отсечного золотника (оз)

Отсечной золотник представляет собой преобразователь механического перемещения в гидравлическую величину расхода или перепада давления. Конструктивно он выполнен в виде гильзы (цилиндрической втулки) с отверстиями (окнами), в которой перемещается шток с пояском (плунжером). При смещении плунжер перекрывает одни окна и приоткрывает другие, в результате чего изменяется расход жидкости в полостях, образованных поясами плунжеров и стенками гильзы, а следовательно, и изменяется в них давление.

Передаточная функция отсечного золотника представима в виде апериодического звена:

, (3)

где – коэффициент передачи ( = 2,5 ;

– постоянная времени ( = 0,06 с).

4.3 Разработка модели сервомотора (см)

Сервомотор с поршневым исполнительным устройством имеет двустороннее действие. СМ представляет собой цилиндр, внутри которого находится поршень. В зависимости от направления перепада давления, который образуется во время поступления жидкости в ту или иную камеру, поршень смещается. Смещение поршня СМ приводит к изменению положения регулирующего клапана (РК).

Если пренебречь сжимаемостью жидкости, то передаточная функция сервомотора представима в виде:

, (4)

где – коэффициент передачи сервомотора ( = 0,8 ;

– постоянная времени ( = 0,06 с).