Комбинированная система.
Отличие комбинированной системы от обычной заключается в том, что возмущающее воздействие F с помощью датчика нагрузки ДН подается дополнительно в узел сравнения сигналов у и уn. Система «не ждет», пока накопится изменение регулируемой величины и появится возможность изменения координаты х, а сразу же начинает изменять dy, как только появляется возмущающее воздействие F.
Рис.2.11. Устройство комбинированного автоматического регулятора частоты вращения дизеля.
Обозначения: Ц - цилиндр, ТН - топливный насос, РТН - рейка топливных насосов, Ред - редуктор, ЦМ - центробежный механизм, М - муфта, П - пружина, Р - рычаг, Д - демпфер, ИК - игла катаракта, У - усилитель, ГУ - гидравлический усилитель, ГЦ - главный цилиндр, З - золотник, РОС - рычаг обратной связи, СГ- синхронный генератор, ДАТ - датчик активного тока, СД - серводвигатель, МИУ - механизм изменения уставки, ЭМ - электромагнит.
Автоматический регулятор напряжения на схеме не показан, чтобы не затемнять ее деталями, не относящимися к существу задачи регулирования частоты.
5. Система автоматического регулирования частоты вращения турбогенераторов.
Системы автоматического регулирования частоты вращения паротурбогенераторов и газотурбогенераторов по своей структуре принципиально не отличаются.
Рис.2.12. Функциональная схема системы автоматического регулирования частоты вращения паротурбогенератора.
Обозначения: ПТ - паровая турбина, л - лопатки турбины, сп - свежий пар, оп - отработанный пар, пк-паровой клапан, ПГ - парогенератор, К- конденсатор, кт- конденсат, р - редуктор, АРЧ - автоматический регулятор частоты вращения, ЭМ - электромагнит, У -усилитель, СД-серводвигатель регулятора, СГ-синхронный генератор, ДАТ -датчик активного тока, ω -частота вращения, mp - подача пара, mpo - выходной сигнал механической части регулятора, mpв - выходной сигнал электрической части регулятора, Ia -сигнал датчика активного тока нагрузки.
Отработанный пар на выходе из турбины конденсируется с помощью конденсатора. Конденсат снова направляется в парогенератор.
Автоматическая стабилизация частоты вращения осуществляется с помощью регулятора (АРЧ). Частота вращения вала с редуктора подается на измерительный преобразователь в виде масляного насоса («импеллера»), давление на выходе которого пропорционально частоте вращения. Перемещение мембраны импеллера усиливается гидравлическим усилителем и подается на клапан в линии свежего пара. В качестве эталонного сигнала в регуляторе турбины используется пружина, как и в регуляторе дизеля. Уставка регулятора регулируется серводвигателем путем изменения затяга пружины, препятствующей перемещению мембраны импеллера.
Регуляторы типа РЧМ, имеют в своем составе устройства для подачи сигнала по нагрузке. Схематично эти устройства показаны на рисунке в виде датчика активного тока, усилителя и электромагнита.
6 Система автоматического регулирования частоты вращения газотурбогенератора.
Как видно из схемы, на лопатки турбины воздействует струя газов, образуюшихся при горении топлива в камере сгорания.
Для газовой турбины необходимо очень большое количество воздуха. Поэтому на валу турбины устанавливается специальный нагнетатель воздуха в виде компрессора. На работу компрессора затрачивается до 70-80 % топлива. Поэтому КПД газотурбогенератора примерно в два раза ниже, чем у дизеля. Например, дизель-генератор мощностью около 100-500 кВт потребляет около 180 грамм на л.с. в час, а газотурбогенератор — около 300.
Регулятор частоты вращения газовой турбины устроен по тому же принципу, что и у дизеля. Автоматический регулятор типа РЧМ обеспечивает воздействие не только по отклонению частоты, но и по нагрузке генератора, то есть является комбинированным.
Рис.2.13. Функциональная схема системы автоматического регулирования частоты вращения газотурбогенератора.
Обозначения: ГТ - газовая турбина, л - лопатки турбины, К - компрессор, КС - камера сгорания, тк - топливный клапан, АРЧ - автоматический регулятор частоты,СД - серводвигатель регулятора, р - редуктор, ДАТ- датчик активного тока, ω - частота вращения, св - сжатый воздух, mp - подача топлива, mpo - подача топлива, регулируемая механической частью регулятора, mpв - подача топлива, регулируемая электромагнитом, СГ - синхронный генератор.