При исследовании влияния сигнала по нагрузке на характер переходного процесса ДГ оказалось наиболее целесообразным моделировать не само устройство ДИСНН,
аего конечное воздействие на параметры режимов ЭСК,
вчастности на относительное перемещение рейки ДГу*2х^. При определенном допущениир*2 численно равно вращаю
щему моменту дизеля М мг . Учитывая характер изменения
М м2 |
при подаче сигнала с ДИСНН, моделирование |
коор |
динаты |
необходимо разделить на два этапа: |
I *■ при действии на систему сигнала по нагрузке |
и |
П - по окончании действия этого сигнала.
На рис. 5-29 представлена схема моделирования Ммг ПРИ включении электромагнита ДИСНН и при после
дующем его отключении.Она состоит из двух параллельно работающих цепей, одна из которых выдает относительное
перемещение топливной |
рейки на I |
этапе / * 2 = |
» |
а другая - на П этапе |
р*2 = |
• Наличие пружин |
ной проставки 5 позволяет на I |
этапе моделировать |
воздействие сигнала |
по нагрузке |
на перемещение |
рей |
ки независимо от положения силового поршня серводвига теля. В соответствии с этим величина Мм21 модели
руется в виде импульса с наклонным передним фронтом (рис. 5-30, импульс atcd ) и с запаздыванием во вре
мени t, |
по |
отношению к моменту включения электро |
магнита. Время |
t, - 0,03 сек |
учитывает переходный |
процесс в самом ДИСНН. |
|
Сигнал рассогласования выдается на ДИСНН только |
при'перепаде |
активной нагрузки, |
превышающем уставку |
Х// Индекс 2 относится к ДГ.
Рис. 5-30
по его чувствительности, составляющую ЭО-HOjt от но минального электромагнитного момента генератора
С Муст = 0,32 М2Ы ). Для |
выполнения этого условия |
в модели имеется схема сравнения ( сх. срЛ |
), которая |
подает сигнал на интегратор |
i (см. рис. |
5-29) лишь |
при условии Мм2 Зг-Муст . |
|
|
|
Текущее |
машинное |
время t_ , достигая |
значения |
|
t 7 |
переключает |
схему сравнения 2 |
. При этом |
на |
вход интегратора 2 |
подается напряжение 100^ , и |
он |
начинает формировать передний фронт импульса Ммгт . |
Крутизна нарастания фронта ( <4 t, ) соответствует скорости выдергивания топливной рейки и может варьи
роваться путем изменения коэффициента интегратора 2 . |
Величина |
М м21 |
(см. рис. 5-29) ограничена на |
интеграторе |
2 по амплитуде, определяемой максималь |
ным упором топливной |
рейки Ммг1 ^ 1,1 MM2N . Дли |
тельность сигнала по |
нагрузке, а следовательно, вели |
ч и е |
зависит от первоначальной уставки tjfMn |
и фактического перепада нагрузки. В табл. 5-5 приве
дены |
расчетные |
значения tUMn |
и At |
при разных |
нвбросах нагрузки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5-5 |
|
м |
^имп ^1сек |
^мп№,сек |
^импМ^}се,< |
|
|
0 |
- 100* |
0,2/0,005 з)0,1 |
|
0,3/0,1 |
0,5/0,1 |
0 - 7 5 * |
0,18/0,1 |
|
0,23/0,1 |
0,38/0,1 |
0 |
- 50* |
0,05/0,1 |
|
0,13/0,1 |
0,2/0,1 |
|
|
|
|
При достижении |
= t + tUMn |
схема срав |
нения 4 |
осуществляет переключение |
с I на П этап |
моделирования, и с этого момента до конца переходного процесса в блок-схему модели ЭСК поступает величина MM2it с интегратора 3 • При моделировании ММ2^
необходимо учитывать следущее обстоятельство. Исче зающий импульс по нагрузке при перемещении рейки сжи мает пружину 5 (см. рис. 5-28) и после того, каж измеритель скорости вращения переместит золотник сер вомотора в положение, обеспечивающее соответствующее
...^единение напорной и сливной полости цилиндра серво мотора, оказывает ускоряющее воздействие на скорость перемещения силового поршня. В связи с этим в уравне ние вращающего момента дизеля необходимо ввести кор
ректирующий член
iz
t,
Корректирующая добавка, вводимая в модель схемой
сравнения |
3 |
(см. рис. 5-29), в течение t , ^ i < t2 |
подготавливает начальные условия |
по M A12/j |
• При до |
стижении |
^ |
корректирующее |
напряжение |
отключает |
ся со входа интегратора 3 и моделирование |
М м2р, |
продолжается по ди|>ференциальным уравнениям основного
регулятора. Коэффициент кр |
был |
выбран таким, |
чтобы при t = t2 , tUMn |
= 0,13 |
сек. |
М- = М
М2 1 ] М 2 Н О М
Входе исследования рассматривалась возможность уменьшения значительного рассогласования между актив ными нагрузками ТГ и ДГ в процессе их выравнивания под действием устройства УРАН с помощью второго кор ректирующего импульса, вводимого в САР скорости вра
щения ДГ устройством ДИСНН. Величина |
при по |
даче второго сигнала по нагрузке моделировалась в
виде прямоугольного импульса с очень малой длитель ностью &tz (см. рис. 5-30, импульс к в т п. ) с
помощью дополнительных схем сравнения.
Результаты исследования
Работа ДГ и ТГ по статическим характеристикам САР. На рис. 5-31а и 5-316 представлены осциллограм мы режимов наброса 100# номинальной нагрузки в усло виях параллельной работы ДГ и ТГ при статизме регу лирования первичных двигателей с)1 = 3#. На осцилло
граммах индекс I имеют параметры режима ТГ, ин декс 2 - режима ДГ.
Анализ этих осциллограмм позволяет сделать следую щие заключения.
Резкое различие динамических характеристик ТГ и ДГ приводит к сложному характеру изменения электромаг нитных моментов генераторов в переходных режимах. Пер вого максимального значения электромагнитный момент
ДГ |
Мг |
достигает через 0,02-0,03 сек |
. Последую |
щее перераспределение активной нагрузки между ТГ и |
|
ДГ |
определяется в основном различием Ту/ |
и J |
и |
действием регуляторов дизеля и турбины: при отключен ном ДИОНН (см. рис. 5-31а) в течение 0,15 сек ДГ полностью разгружается, вся нагрузка переходит на ТГ.
В течение |
последующих 2 сек |
происходит выравнивание |
нагрузок |
ТГ и ДГ. При этом общее время, в течение ко |
торого |
М > 130# М ш |
» составляет около I сек , |
а М2 |
в |
течение всего переходного процесса не превы |
шает 100# |
AL., . |
|
|
Ввод в САР скорости вращения ДГ исчезающего сигнала
|
|
|
|
|
по нагрузке с уставками |
0 »3 сек |
и |
A t = 0,1 сек |
(рис. 5-316) уменьшает |
максимальное |
значение |
ТГ с 198 до 154# за счет |
принудительно |
го перемещения |
топливной |
рейки ДГ при набросе |
нагрузки |
вположение максимальной подачи топлива. Значение М2 при этом может достигать 150%M2fJ . Выравнивание наг рузки между ТГ и ДГ происходит в течение Ъпп=* 1,2сек, т.е. быстрее, чем в случае отключения ДИСНН, примерно
в2 раза. Общее время, в течение которого М >130#, для ТГ сокращается примерно в 10 раз, т.е. составляет примерно 0,1 сек, а время, когда *М2 >110#, для ДГ равно 0,18сек .
Кроме того, исследование на АВН показало, что из менение длительности импульса до значений уставки
t им„= 0,2 се/г |
и |
tимп= 0,5сел- |
практически |
не изменяет М^тах |
и |
М2тах |
, а также общее время |
переходного процесса |
е1пп |
по |
сравнению с предыдущим |
вариантом. |
|
|
|
|
|
|
At |
|
|
Дальнейшее уменьшение времени |
, что |
эквива |
лентно увеличению скорости перемещения рейки, а также |
уменьшение |
запаздывания |
tf |
|
влияет уже |
незначительно |
на уменьшение величины |
М 1тах |
и трудно реализуемо на |
практике. Так, например, при |
|
At = 0,05 сек |
|
/Иiт а к |
140#. Уменьшение |
скорости перемещения топ- |
дивной рейки ДГ, например, до |
ас |
= 0,3сек |
приводит |
уже к увеличению MimaX |
до 188#, |
хотя общее время пере |
грузки ТГ по М , |
сокращается. |
|
|
|
Таким образом, для параллельно работающих ТГ и ДГ, близких по характеристикам к исследуемой модели, еле-
дует считать, что для исключения перегрузки ТГ по электромагнитному моменту ( до At, =*£ 150#) при набросе 100# нагрузки воздействие сигнала по нагрузке должно обеспечить полное перемещение топливной рейки до упо
ра |
за время, не большее 0,1-0,15сен |
с момента нача |
ла |
изменения нагрузки. |
|
|
Кратковременную (меньше 0,2 сек |
) нагрузку по |
моменту М2 ДГ (до М2 < 150# M 2N ) следует считать
вполне допустимой, имея в виду, что ДГ работает на номинальных оборотах и цикловая подача топлива огра ничена фиксированным упором (не больше НО#).
Выводы, сделанные из анализа осциллограмм (см. рис. 5-31 ) для случая ввода в САР скорости вра
щения исчезающего сигнала по нагрузке, для начального периода переходного процесса справедливы и в случае применения САР скорости вращения с непрерывным сигна лом по нагрузке.
Исследование аналогичных режимов при набросах меньией нагрузки (75 и 50#) показало, что при одиноч ной работе ДГ эффективность ввода сигнала по нагрузке несколько снизилась за счет перерегулирования по цик ловой подаче топлива, следствием которого явилось увеличение провала оборотов ДГ во втором полуцикле (второй полуволне) кривой s2= - f (t ) . При парал
лельной работе ТГ и ДГ влияние действия ДИСНН на
характер переходного процесса качественно аналогич но случаю иаброса 100# нагрузки, количественно же
отличается значительным перерегулированием ДГ по цикловой подаче топлива. При параметрах импульсов
ДИСНН, вжбраниых наиболее благоприятными для условий иаброса 100# нагрузки, наброс меньших нагрузок (напри
