мер,50$) сопровождается кратковременным переходом ТГ в .двигательный режим из-за значительного перерегу лирования ДГ по подаче топлива. При частичных набросах нагрузки (меньше 50-60$) кратковременный переход ТГ в двигательный режим при рассматриваемом способе регулирования дизеля, по-видимому, возможен в тех случаях, когда предшествующий набросу нагрузки режим
работы ДГ и ТГ близок к х.х. |
|
Очевидно, выбор уставки t имп |
и скорости переме |
щения топливной рейки (мощности электромагнитов) сле дует производить, исходя из условий получения резуль татов регулирования, близких к оптимальным для наброса 75$ нагрузки, и повышения нижнего порога чувстви тельности схемы устройства для ввода сигнала по на грузке до перепада нагрузки, равного 40-50$ номиналь ной нагрузки.
Работа ДГ и ТГ по астатической характеристике САР. На рис. 5-32 представлены осциллограммы переход
ных процессов исследуемой ЭСК, полученные на модели для случая наброса 100$ нагрузки при включенном устрой стве УРАН и подключении к регулятору турбины корректо ра нагрузки, обеспечивающего астатическое регулирова ние. Из осц. а 7 соответствующей режиму с отключенным на ДГ устройством ДЖНН, следует, что характер пере ходного процесса остается примерно таким же, как и при статическом регулировании турбины (см.рис. 5-31).
Однако при этом время переходного процесса увеличивает ся более чем в 2 раза за счет необходимости смещения статической характеристики САР ДГ параллельно самой себе с помощью медленно действующего серводвигателя, изменяющего степень затяжки пружины измерителя. Мак симальный провал оборотов при этом уменьшается пример-
но в 2 раза ( до $тах= 2,5$).
Из осц. 5 (рис.5-32) переходного процесса при набросе 100# нагрузки с подключенным к САР ДГ устрой
|
|
|
|
|
ством ДИСНН следует, что ввод |
в регулятор дизеля ис |
чезающего сигнала по нагрузке |
с |
tHMn = 0,3сек , |
Л t = 0,1 сек |
уменьшает максимальное значение |
элек |
тромагнитного |
момента ТГ с М, |
= 198# до М, |
= 150# |
за счет принудительного перемещения топливной рейки ДГ при набросе нагрузки в положение максимальной подачи топлива. Все остальные параметры в начальном периоде переходного процесса изменяются аналогично рассмотрен ному ранее случаю при набросе 100# нагрузки при отклю ченных корректоре нагрузки и устройстве УРАЕ.
Однако вследствие различия в статизме регулирова ния агрегатов (для ТГ cf, = О#, для ДГ $2 = 3#) и инерционности системы УРАН после отключения сигнала по нагрузке вновь происходит резкое перераспределение нагрузок, приводящее к переводу нагрузки на ТГ, при
этом разница между Л/, |
и М2 Доходи", до 100# |
1АЫ • |
Время переходного процесса почти не изменяется, |
хотя |
максимальное отклонение |
скорости вращения S2 |
умень |
шается вдвое ( с 5 до 2,5#).
На осц. € (рис. 5-32) представлен переходный процесс ДГ и ТГ для случая, отличного от представлен
ного на осц. |
5 |
тем, что кроме основного (исчезаю |
щего) сигнала по нагрузке |
с длительностью |
tUMn |
(см. рис. 5-30) |
вводится |
корректирующий импульс по |
нагрузке |
с |
|
= 0,05сек . Пауза между |
этими двумя |
импульсами, выбрана из условия возникновения разности |
между электромагнитными |
моментами ТГ и ДГ ДМ = 60# |
М ном |
• Из анализа переходного процесса в рассматрива |
емом случае |
следует, что |
ввод корректирующего импульса |
по рассогласованию электромагнитных моментов при астатическом регулировании турбины и включенном УРАН не улучшает качество переходного процесса, при этом несколько увеличивает его длительность, так как при водит к кратковременному прекращению действия устрой ства УРАН.
Результаты выполненного исследования позволяют сделать следующие выводы:
1. Ввод в САР дизеля исчезающего импульса по на грузке, существенно улучшающего динамические характе ристики ДГ в одиночной работе, при соответствующей настройке ДИСНН благоприятно влияет также и на пере ходные процессы при параллельной работе ДГ с ТГ, уменьшая величину и длительность перегрузок турбины,
а также |
улучим качество переходных процессов по |
S m ccX . |
И 2/7./7 • |
2. При разработке комбинированных (двухимпульсных) САР скорости вращения ДГ, предназначенных для парал лельной работы с ТГ, следует учитывать, что для исклю чения кратковременной начальной перегрузки ТГ при набросе больших нагрузок воздействие сигнала по нагрузке должно обеспечить перемещение рейки до упора за время, не большее 0,10-0,15 сек (при набросе 100# Ры ) с момента включения нагрузки.
3. Использование корректирующего импульса по рас согласованию активных нагрузок ДГ и ТГ при астатичес ком регулировании турбины и действии устройств типа УРЧИ не улучшает качества переходных процессов.
§ 5-8. Расчет статических и динамических режимов
|
|
Г |
3 У с Б С Г |
В качестве главных |
генераторов ГЗУ переменного |
тока можно |
использовать |
|
бесщеточный синхронный гене |
ратор (БСГ) |
в варианте |
с |
синхронным возбудителем [s i j . |
Отсутствие у БСГ щеточного контакта не ограничивает повышение скорости вращения генератора и позволяет применять кремнийорганическую изоляцию. При этом воз можно уменьшение веса и габаритов установки, а также повышение надежности ее работы.
Изменение скорости вращения гребного двигателя будет осуществляться за счет изменения скорости вра щения и частоты тока генератора. Так как возбудитель врадается вместе с ротором генератора, то при сниже нии частоты и скорости вращения генератора будет умень шаться также и скорость вращения возбудителя. Это при ведет к уменьшению коэффициента усиления возбудителя и ухудшению его форсировочных возможностей.
Маневренные режимы ГЗУ осуществляются обычно при пониженных частотах, поэтому в случае использования БСГ анализ характеристик ГЗУ в маневренных режимах следует производить более тщательно. Ввиду сложности установки и наличия ряда нелинейностей выполнение та кого анализа представляет известные трудности. Затруд нения возникают также и при расчете статических ха рактеристик ГЗУ в случае регулирования скорости греб ного двигателя в заданном диапазоне (от 0,2 ггн до
1,0 пм ).
При исследовании маневренных и стационарных режи мов работы ГЗУ целесообразно использовать ЭВМ непре
рывного действия. В этом случае статические характе ристики могут быть построены по установившимся значе ниям величин, полученных на основании решения уравне ний переходных режимов для различных начальных условий и соответствующих параметров ГЭУ.
Принципиальная схема ГЭУ с БСГ представлена на рис. 5-33, где С Г - синхронный генератор; СВ - синхронный возбудитель; ГЭД - гребной электродвига тель; ОВГ - обмотка возбуждения генератора;ОВВ -
Рис. 5-33
обмотка возбуждения возбудителя; ПМУ - промежуточный усилитель; НП - нелинейный преобразователь; 03 - задающая обмотка; ОС - обмотка обратной связи.
Уравнения, описывающие поведение ГЭУ с БСГ в пере ходных режимах, можно представить в следующем виде:
Синхронный генератор
^ t r P V d - ^ f - V d -’t
2. U f f V t f V d f - b t t y
3. U f'P 'P f* * f if i
|
|
|
|
|
(5-44) |
5 . |
|
; |
|
|
|
6. VjT-Vadtct +Vfif'i |
|
$ ' |
7 . l/r |
p u |
U |
=' №fia + |
C |
Синхронный |
возбудитель |
|
|
|
|
|
|
|
-ч |
/. |
|
|
|
|
|
2. |
u = p ¥ i + |
4 > jf - b i'9 ; |
5. |
U f - P ff + t f i f \ |
|
(5-45) |
|
|
4. |
¥d= ~Xd 4 |
+2Cad zf |
? |
r |
5. |
, j |
i .1 |
|
|
f y |
- V |
t ; |
|
|
|
|
|
6. |
|
|
|
|
|
Асинхронный двигатель
и< Г Р ¥ $ Ы - ^ +гзгЧ1
2- V ff> % + V s d f+ *s *H '
3• 0=f>%cl- % ^ f + z 2irdi
4 0~р9>ч + ¥ хёз {+ *2^
(5-46)
5- %d=XS2id fx miza/ У
7. (f)zd^XzirdtXmid 7
А^г<ГХг Ч г +Хт 1Я ч
9 . |
^ ^ |
% |
d i cjr |
(fJs c ji d |
|
i |
|
10. |
М - М с- ~ |
T ^ f р $ |
|
|
|
В у р а в н е н и я х п р и н я т ы с л е д у и ц и е о б о з н а ч е н и я : |
U, |
°Ч |
|
- н а п р я ж е н и я г е н е р а т о р а и д з и г а т е л я п о |
|
|
о с я м |
d |
и |
£ |
; |
(f>d , (f> , |
|
|
^ |
и |
% |
- |
п о т о к о с ц е п л е н и я о б м о т о к с т а т о р а |
Я ^ |
|
Я |
|
г е н е р а т о р а и д в и г а т е л я п о о с я м |
|
|
|
|
|
d |
и |
£ |
; |
и -зг- - н а п р я ж е н и е , п о т о к о с ц е п л е н и я , и н д у к т и в н о е и а к т и в н о е с о п р о т и в л е
н и я о б м о т к и в о з б у ж д е н и я г е н е р а т о р а
xd |
» xad > |
> ^ 2 |
“ индуктивные сопротивления и |
|
|
|
|
сопротивления взаимоиндукции |
сс |
> |
|
хт - |
генератора по осям d |
и ^ ; |
и |
индуктивные сопротивления |
статора |
|
|
|
|
и ротора и сопротивление взаимоин |
|
|
rs2 ’ |
|
дукции двигателя; |
|
z |
’ |
~ активные сопротивления статоров |
|
|
|
|
генератора двигателя и возбудите |
|
|
|
|
ля ; |
|
ц- действующее значение напряжения
статора генератора;
U3 - задающее напряжение промежуточно го усилителя.
Индекс "штрих" относится к параметрам возбудителя, аналогичным параметрам генератора.
Уравнения (5-44) - (5-46) написаны для идеальных синхронных и асинхронных машин без учета влияния демп ферных обмоток и инерции промежуточного усилителя. Эти уравнения могут быть использованы также для расчета режимов асинхронного пуска и реверса синхронного дви гателя.
Решение системы уравнений (5-44) - (5-46) даже с помощью ЭВМ непрерывного действия встречает ряд затруд нений. Во-первых, определение напряжений U j и
из уравнений I и 2 системы (5-44) требует операции дифференцирования, выполнение которой на этих машинах не предусмотрено. Во-вторых, наличие насыщения генера тора, возбудителя и двигателя влияет на изменение пара
метров x ad , x d |
, |
, х т |
, Xgg и |
. |
Пуск или реверс |
гребного |
двигателя |
в ГЭУ перемен |
ного тока осуществляется подачей форсированного воз-
буждения генератора при замкнутых друг на друга це пях статоров генератора и двигателя. Так как постоянная времени обмотки статора намного меньше постоянной вре мени обмотки возбуждения, то без заметной погрешности
можно |
пренебречь членами р (fJ |
и р Ф |
в уравнениях |
I и 2 |
системы (5-44). |
* |
|
Б отношении насыщения можно ограничиться учетом его влияния по продольной оси генератора и возбудите ля. С этой целью перепишем выражение для потокосцеплений генератора по продольной оси в виде
|
Г у - Ч )~ xs,{d = x ac(iF - |
sCs, Ч 7 |
|
где x$l |
- индуктивное сопротивление рассеяния об |
|
мотки статора генератора; |
|
ip |
- |
результирующий ток возбуждения, |
соответ |
|
|
ствующий результирующему магнитному пото- |
|
|
ку. |
|
|
|
Изменение |
scaci |
под влиянием насыщения может быть |
учтено путем умножения его на коэффициент fb |
, являю |
щийся функцией гр |
. Зависимость уЗ |
от ip |
может быть |
определена из характеристики намагничивания генератора
(рис. 5-34) |
как отношение р _ |
АВ |
. Зависимость |
jb = (P (ip ) |
показана на рис. |
(5-35). |
Учет влияния насыщения возбудителя является очень важным, так как при пониженных скоростях вращения тре буется максимальная форсировка его возбуждения. Затруд нение при моделировании вызывает также наличие выпря мительного моста. С целью упрощения моделирования мож но принять, что возбудитель работает на эквивалентное сопротивление /3ij
