Курсовик по ОТУ

Министерство Образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет «ЛЭТИ»

Кафедра автоматики и процессов управления

Дисциплина: ОТУ

Курсовая работа

Электрогидравлическая система регулирования частоты вращения судовой паровой турбины.

Выполнил: студент группы № 3341 факультета КТИ

Волков А.Н.

Проверил:

Санкт-Петербург

2006 год.

Электрогидравлическая система регулирования частоты вращения судовой паровой турбины.

Введение:

Описание и назначение системы:

Описание и назначение функциональных элементов, входящих в систему:

ЭГП – Электрогидравлический преобразователь

Электрогидравлические преобразователи электрогидравлики ряда YTD2 используются как эксплуатационные элементы ряда YWZ4 электрические жидкие колодочные тормоза в механическом оборудовании торможения отслаивания, перевозки, металлических систем, и механического оборудования строительства.

Электрогидравлические преобразователи электрогидравлики ряда YT1 обычно используются в эксплуатационных колодочных тормозах, как механизм для отслаивания, перевозки и перемещения, и т.д.

СМ – Сервомотор

Области применения: Металлургия, намоточные устройства, экструдеры, машины для литья пластмасс под давлением, оборудование для ЦБК, печатное оборудование, упаковочное оборудование, станки с ЦПУ, пищевая промышленность и производство напитков, текстильная промышленность, прессовое штамповочное оборудование, автомобильная промышленность.

Сервомотор электрический серии ALPHA предназначен для управления температурой воды в петлях системы напольного отопления путём включения/выключения регулировочных вентилей коллектора. Сервомотор предназначен для установки на термовентили модели Heimeier. По предварительному запросу сервомотор может поставляться в исполнении для других видов вентилей, для которых требуются специальные адаптеры.

РК – Регулируемый клапан

Регулирующие клапаны с исполнительным пневматическим механизмом служат для изменения расхода жидкости или газа, протекающих по трубопроводам. Это дает возможность поддерживать постоянным или изменять по предварительно заданной программе уровень, температуру, давление или расход в отраслях промыш­ленного производства. Они находят широкое применение в авто­матизации теплоцентралей, насосных станций, обогатительных процессов пищевой промышленности, климатического оборудования и др. Могут использоваться как для совместной работы с регуляторами, так и для ручного и дистанционного управления процессам.

Т – Турбина

главный рабочий орган одноступенчатой газовой турбины или ступени (группы ступеней) многоступенчатой газовой турбины , служащий для преобразования части энергии газа, проходящего через турбину , в механическую работу на валу турбины , который передает эту работу потребителю (компрессору, винту или др.). Колесо газовой турбины рабочее состоит из диска турбины и закрепленных на его ободе рабочих лопаток.

Д – Датчик частоты вращения

Датчик частоты вращения представляет собой устройство, преобразующее механическое вращение вала двигателя в сигнал, пропорциональный скорости вращения ротора. По принципу действия эти датчики можно разделить: на индукционные, основанные на индицировании электрического сигнала в обмотке изменяющимся магнитным потоком (аналог — магнитная головка); гальваномагнитные, основанные на использовании чувствительных элементов, реагирующих на изменение нaпpяжeннocти мaгнитнoгo поля; оптические, основанные на принципе модуляции светового потока.

Примеры использования данной системы:

Установка в турбине энергоблока ГРЭС.

Линеаризованная математическая модель:

Первичный анализ полученной системы на устойчивость:

Соберем полученную систему в программе CLASSIC 3.01 и произведем расчет полученной переходной функции разомкнутой системы и переходной характеристики:

ПФ (разомкнутой системы):

Переходная характеристика:

Переходная характеристика – расходящийся колебательный процесс.

Есть корни в правой полуплоскости:

Система является неустойчивой.

Синтез системы:

1. На основании заданных показателей точности определяется требуемый

коэффициент передачи системы.

Полученный коэффициент максимально увеличивается.

Изображаются асимптотические ЛЧХ.

ЛЧХ реальной системы имеет вид:

Увеличим максимально коэффициент передачи. (Так, чтобы на частоте среза был наклон не больше -80 дБл\дек)

Кmax = 1500

Тогда ЛЧХ реальной системы с максимальным коэффициентом передачи выглядит так:

2. На основании заданного времени регулирования и перерегулирования

синтезируется среднечастотный участок системы.

Примечание: для простоты дальнейшей коррекции вся желаемая характеристика должна располагаться под реальной.

Стыкуются среднечастотный, низкочастотный и высокочастотный участки. Восстанавливается ПФ желаемой системы. Проверяется в CLASSIC. Если есть ошибка – происходит возвращение в начало синтеза.

Восстановим по полученной характеристики желаемой системы ее передаточную функцию:

При этом переходный процесс желаемой системы выглядит следующим образом:

3. Проводится квазиоптимизация системы: минимизация времени регулирования

переходного процесса по соблюдению условия по перерегулированию

Перерегулирование (%)	Время регулирования(с)
48	2.9
38	3.4
30	4.4
24	5.3
22	5.6
19	6.8
23	7.7
21	8.0
37	23.0

С помощью полученной таблицы составляем график зависимости перерегулирования от времени регулирования.

25% - это дедлайн установленная требованием к перерегулированию.

Тогда из графика видно, что из представленных значений минимальное время регулирования при соблюдении требования к перерегулированию – это 5.3 с

4. Расчет коррекции.

Последовательная коррекция.

На основании полученных ЛЧХ желаемой и исходной системы строится ЛЧХ последовательного корректирующего звена. Записывается его ПФ. Система проверяется в программе CLASSIC

Корректирующее звено будет иметь переходную функцию:

Размышления по возможности физической реализации корректирующего звена:

На самом деле корректирующее звено можно реализовать вводом предоставленную систему элементной схемы, где будут реализованы с помощью электротехнических элементов интеграторы и дифферинциаторы.

Возможно введение в систему процессора, однако при этом система перейдет в класс дискретных.

Заключение:

Построенная нами система регулирования частотой вращения паровой судовой турбиной является устойчивой и отвечает заданным требованиям к ней.

Т.е. построенная система является тем, что требовалось изначально.