Расчет динамических характеристик сар.
Линейная математическая модель САР паровой турбины.
где:
- относительные изменения угловой
скорости ротора (регулируемой величины),
давления пара в промежуточном пароперегревателе, положения поршня
сервомотора регулирующих клапанов ЧВД, управляющего давления за
промзолотником соответственно (это внутренние координаты системы);
- относительные изменения нагрузки на
генераторе, положения механизма
управления турбиной
соответственно (это внешние воздействия
на САР);
- постоянные времени ротора турбины,
промежуточного пароперегревателя,
сервомотора регулирующих клапанов ЧВД, промзолотника;
- безразмерные степени неравномерности
датчиков угловой скорости ротора,
мощности генератора, давления пара в промежуточном пароперегревателе.
Коэффициенты усиления НКН по каналам воздействий от датчика мощности генератора и от датчика давления пара в промперегревателе выбираются одинаковыми и в первом приближении принимаются равными:
Выражение, соответствующее статической характеристике САР:
, где
-максимальная
величина постоянной времени сервомотора,
соответствующая границе устойчивости.
Запас по устойчивости регулирования:
Рис 2.1. Схема САР с НКН
а)
б)
Рис. 2.2 Схема системы регулирования: а) с НКН; б) без НКН
Без НКН
с НКН
Рис. 2.3 Графики переходного процесса
Рис. 2.4 Разомкнутая схема системы регулирования
Рис. 2.5 Устойчивость системы регулирования
Расчет сервомотора
3.1 Выбор диаметров поршней сервомотора.
Площадь большого поршня.
где:
- коэффициент запаса по усилию;
- напорное давление рабочей жидкости
перед сервомотором;
-
максимальное усилие на штоке сервомотора.
Площадь малого поршня.
где: R
-
суммарное усилие в момент установки на
верхний упор большого поршня.
Диаметр большого поршня.
Диаметр малого поршня.
3.2 Расчет пружин cервомотора.
|
Наименование |
Размерность |
Пружина 1 |
Пружина 2 |
Пружина 3 |
Пружина 4 |
|
Исходные данные | |||||
|
диаметр прутка d |
м |
0,04 |
0,04 |
0,04 |
0,04 |
|
средний диаметр
витка
|
м |
0,52 |
0,43 |
0,34 |
0,25 |
|
рабочий ход сервомотора
|
м |
0,0759796 |
0,0759796 |
0,0759796 |
0,0759796 |
|
число рабочих витков
|
|
4 |
5 |
7 |
6 |
|
усилие предварительного
натяга поршневых пружин
|
Н |
13700 |
15400 |
18000 |
11000 |
|
высота пружины в
свободном состоянии
|
м |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,5 |
|
число нерабочих
витков
|
|
2 |
2 |
2 |
2 |
|
Результаты расчета | |||||
|
|
|
13 |
10,75 |
8,5 |
6,25 |
|
|
Н/м |
16974,3 |
20021,3 |
24645,4 |
30091,2 |
|
|
Н |
1,538462 |
1,860465 |
2,352941 |
2 |
|
шаг пружины сжатия
в свободном состоянии
|
Н |
0,185 |
0,148 |
0,105714 |
0,073333 |
|
высота пружины при
действии предельной нагрузки
|
|
0,306996 |
0,387996 |
0,447314 |
0,350108 |
|
коэффициент,
учитывающий увеличение напряжения,
ввиду влияния кривизны витка
|
|
1,1125 |
1,13875 |
1,17 |
1,24 |
|
коэффициент,
учитывающий влияние кривизны витка
|
|
1,0375 |
1,04 |
1,045 |
1,0675 |
|
Коэф. жесткости пружины К |
м |
43037,88 |
60743,56 |
87348,99 |
250940 |
|
сила, которая должна
быть приложена к пружине при сжатии
до упора
|
град |
21217,8 |
25026,6 |
30806,7 |
37614 |
|
касательные напряжения
|
м |
489,062 |
488,2687 |
488,2814 |
464,5917 |
|
полное число витков n |
м |
6 |
7 |
9 |
8 |
|
угол подъема витка
пружины в свободном состоянии
|
м |
6,464204 |
6,255436 |
5,655041 |
5,336998 |
|
длина развернутой проволоки пружины L |
|
9,864484 |
9,512833 |
9,660288 |
6,310542 |
|
расстояние между
витками в сжатом состоянии
|
|
0,021749 |
0,025599 |
0,015331 |
0,008351 |
|
|
|
0,543725 |
0,63998 |
0,383264 |
0,208783 |
Суммарный коэффициент жесткости: