Объединённое регулирование теплового двигателя и генератора

В установившемся режиме работы золотник занимает положение zн (рис. 5), и силы, действующие на него, уравновешиваются. Устойчивое равновесие отдельно взятого измерителя возможно, если крутизна характеристики поддерживающей силы больше крутизны характеристики электромагнита. Сила электромагнита, как правило, увеличивается при притяжении якоря, т. е. при опускании золотника. Если изменение воздушного зазора при перемещении золотника мало в сравнении с начальным зазором, электромагнит имеет пологую характеристику. Поддерживающая сила равна сумме веса частей, связанных с золотником, и силы пружины. Крутизна ее зависит главным образом от жесткости пружины. В переходном процессе движение золотника описывается уравнением

, (13)

где тз – масса подвижных частей, связанных с золотником; Fтр – сила трения в золотнике и электромагните.

Сила электромагнита зависит нелинейно от токов в дросселях L2 и L3 и от положения якоря. При анализе линейное отклонение силы электромагнита можно представить в виде

,

где

– определяются по опытным или расчетным характеристикам электромагнита для zн.

Отклонение поддерживающей силы

.

С учетом вязкого и сухого трения силу трения можно представить в виде

.

Подставив отклонения сил в равенство (69), получим уравнение движения золотника:

. (14)

Сравнивая это уравнение с уравнением (3.3) центробежного измерителя, видно, что левые части их практически одинаковы, но в правой части уравнения (14) вместо отклонения угловой скорости имеются отклонения токов в катушках, связанных с угловой скоростью и координатой исполнительного органа уравнениями (4), (7), (9) и (10). Полная система уравнений измерительного органа достаточно сложна, т.к. состоит из пяти уравнений 7-го порядка.

Одним из достоинств рассматриваемой системы является отсутствие центробежных грузов, представляющих собой основную массу в центробежном измерителе, а также рычагов и шарниров, создающих дополнительную силу трения.

Для качественного приближенного анализа динамики измерителя примем массу и силы трения равными нулю. Тогда приближенное уравнение движения золотника получим в форме:

. (15)

Исключив из уравнений (11), (12) и (15) токи в катушках, получим приближенное уравнение измерителя

(16)

Приближенное уравнение (16) позволяет оценить влияние стабилизирующей катушки и конденсаторов на процесс регулирования. Первый член правой части представляет собой основное воздействие регулятора: при отклонении угловой скорости золотник открывает отверстие и регулятор начинает изменять подачу топлива или возбуждение генератора. Одной из главных причин возникновения колебаний в астатических регуляторах является перерегулирование, возникающее вследствие того, что в начале процесса регулирования, когда Δпд мало, проходное сечение золотника и скорость исполнительного органа также малы, что замедляет процесс уравнивания моментов двигателя и нагрузки и приводит к увеличению Δпд. Максимальные Δпд и скорость исполнительного органа достигаются, когда эти моменты уравновешиваются и, следовательно, исполнительный орган проходит положение нового установившегося режима.

Второй член представляет собой воздействие, находящееся в прямой зависимости от ускорения двигатель-генератора. Оно пропорционально разности моментов двигателя и генератора и, следовательно, является наибольшим в начале изменения режима двигателя или генератора. В процессе регулирования разность моментов уменьшается и при уравновешенности двигатель-генератора это воздействие равно нулю. Таким образом, воздействие по производной увеличивает смещение золотника в начальный момент, ускоряя начало процесса уравнивания моментов двигателя и генератора, и замедляет скорость исполнительного органа при подходе к положению равновесия. Такое воздействие снижает динамическую ошибку, повышает быстродействие и степень устойчивости.

Похожие статьи:

Выбор параметров для диагностирования гасителей колебаний
В последние годы при техническом обслуживании подвижного состава стремятся к расширению применения технической диагностики. Обязательным условием ее внедрения является знание и возможность регистрации параметров, характеризующих состояние различных узлов и деталей. Так, гидравлические гасители коле ...

Сведения о портах
Порт Анапа. Анапская бухта вдается в берег между устьем реки Королис-Цкали и находящимся в 1,9 мили к WSW от него мысом Анапский. С юго-восточной и южной сторон бухты в 1–2 милях от берега поднимаются высокие горы. Западный берег бухты низкий. Берег в районе порта Анапа – башня нефтеперегонного зав ...

Определение удельных технико-экономических показателей ремонтного предприятия
Определим полезную площадь на один приведенный капитальный ремонт (18) Определим общую площадь на одного производственного рабочего (19) Определим производственную площадь на одного производственного рабочего по формуле (20) Определим трудоемкость на единицу продукции по формуле (21) Определим объё ...