Система регулирования частоты вращения турбины

(,Н. Глазов) Заявитель ТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ТУРБИНЫ,ме вател следует счи. й точности тчика или 1 2Изобретение относится к теплоэнергетике иханизму, задатчик, ключевой элемент и истоФ . может быль использовано при автоматизации су ник.опорного напряжения 2). В этой системедовых паровых турбин. исключена необходимость преобраэо я час- .Иэвестны системы регулирования частоты вра тотного сигнала в напряжение. щения турбины, содержащие частотные датчики Указанная известная, система является блиустановлеииые на. валу турбины и подсоединен- жайшей к данной по технической сущности иные вместе с задатчиком к усилителю рассог: достигаемому результату; ласовани, выход которого через электрогиут. Недостатком известной системыравлический преобразователь подключен к йс-тать трудность получении повьппеннополнительному .механизму 11: при использовании цифрового задаВ этих системах необходимо введение пре- . входных сигналов от цифровой управляющей0образователей частотного сигнала в напряжение;,машины.что снижает эффективность использования час. Цель данного изобретения - повышение точ. тотных датчиков. , ности,Известна также система регулирования частоДля,достижения этой цели в систему допал ты вращения турбины, содержащая частотныенительно введены элемент аналоговой памяти15Датчики, установленные на валу турбинь 1 и под. с ключом выбора режима работй и йреобразосоединенные через выявитель направления вра- ватель "код-проводимость", источник опорного щения к цепи управления переключатели знака, напряжения подсоединен через переключатель триггер, вход которого подключен к одному из знака к первому входу элемента памяти и к . датчиков, интегрирующий усилитель с кондея. входу интегрирующего усилителя, второй вход20Ратором в цепи обратной связи, усилитель рас.,элемента памяти подключен к. выходу интегри согласования, подключенный через злектрогид. ууюшего усилитепя, выход этого элемента сое. еавлический преобразовательк исполнительному Ййнен с усилителем рассогласования, в цепьб 958) 4усилитель 8 работает в режиме итттсгрироттацття напряжения О источника 7 с постоянной цц. р. тег 1 ироваттия т с, обратто пропорциональнойцрпводимости преобразователя 6, а следователь.но ц заданной частоте вращения шкоду а). На выходе усилителя 8 формируется линейно-изме.няющееся напряжение, поступающее на вход 13 ,элемента 11 аналоговой памяти, который благодаря замкнутому ключу 23 работает в режимето слежения, выполняя функции фи.тьтра ппстоянньтх составляющих сигналов на его входах. В результате ца емкости элемента аналоговой па.мяти, а значит и на его выходе устанавливается напряжение, пролортгиональное среднему значению напряжений, действующих на входах 12 и 13. В четные периоды входного сигнала триг.гер 18 находится в противоположном состоянии, благодаря чему ключевой элемент 10 за.мыкается, ключ 23 размыкается и задатчцк 1 устанавливает преобразователь "код-проводц.мость" в такое положение, при котором цсточ.нцк 7 напряжения О отключается от входа усилителя 8, Поэтому конденсатор 9 разряжает.25ся, выходное напряжение усилителя 8 принимае нулевое зночеттие, При этом элемент 1 аналого.,вой памяти работает в режиме хранения сигнала, установившегося на его емкости в конце нредществуюццтх нечетных периодов сигналазочастотного датчика, Среднее значение напряжения, поступатощего за период Т на вход 13 злее мента 1 аналоговой памяти, определяется вы.ражецием 3обратной связи интегрирующего усилителя тта.раллельно конденсатору подсоединен ключевой элемент, связанный управляютцттм входом с пе вым выходом триггера, другой выход которого подсоединен к входу ключа выбора режима и к управляющему входу эадатчика, а преобра зователь "код.проводимость",включен в цепь подсоединения источцика опорного наттряжения к входу интегрирующего усилигеля.На фиг, 1 представлена принципиальная схе. ма системы; на фиг, 2 - временные диаграммы работы системы.Система содержит цифровой задатчик 1, регулятор 2 турбину 3 и два частотных датчика 4 н 5 для выявления утловой скорости и направления вращения, связанных с валом тур. бины. Непосредственно регулятор включает в себя преобразователь б "код.проводимость", выполненный, например, по схеме "В - 2 В", с коммутирующими ключами, подсоединенный к источнику напряжения 7, интегрирующий уси.литель 8, в цепь отрттцательттой обратной связи которого параллельно конденсатору 9 включен ключевой элемент 10, выполненный, например, на полевом транзисторе, элемент 11 аналоговой памяти с двумя входами 12 и 13 ца опе. рационцом усилителе 14, переключатель знака 15 на операционном усилителе 1 б и ключе 17, триггер 18, выявитель направления вращения 19, усилитель рассогласования 20, электрогид. равлический ттреобразователт 21, гидравлическо усттлительттое устройство с. исполнительным механизмом 22, который управляет расходом пара, поступающего ца турбину 3. Элемент 11 аналоговой памяти имеет ключ 23 выбора ре. жима работы, Выход триггера 18 связан с управляющим входом ключевого элемента О.Другой выход триггера лодсоедттттен к входу ключа 23 выбора режима и к управляющему входу задатчика 1.4 ОПринцип д-.йстттия системы поисттястся вре.меннымц диаграммами на фцг, 2, где цзпбра.жены в зависимости от времени т частотный сигнал О на выходе датчика 4, напряжение О 2 ца Одном из выходов трцпера и напряже. 45 ния Оз ц О ца входах 12 и 13 элемента 11 аналоговпй.ламяти для прямого ц обратного вращения турбины.Работа системы в установившемся режимепроисходит следующим образом. Пусть в нечетные периоды частотного сигнала датчика 4, когда триггер 18 находится в состоянии, при котором ключевой элемент 10 разомкнут, а ключ 23 замкнут, цз задатчцка 1 в преобразо.ватель б "кпд-ттроводттмость" поступает парал.лельцый код а, характерцзутощцц заданную час.готу ц направление ттратттетцтя турбины 3, В зти периоды частптнтго сщцзла итттегрирутотцийт ст.О 5 О 5О = -- Т= Т4 2 С 21. А.где Т-- период сигнала частотного датчика,Ф - частота этого сигнала,т в . постоянная интегрирования усилителя8, оттределяемая произведением емкости коцден.сатора 9 и выходного сопротивления преобразователя 6,та - эквивалентная постоянная интегрцро.ваттия.Знак напряжения, действующего на входе 12элемента 11 аналоговой памяти, зависит от полокения ключа 17 переключателя знака 15, ко.торпе в свою очередь определяется направлениемвращения турбцттьт 3, При разомкнутом ключе17 переключатель знака 15, работает в режимеповторителя, обеспечивая О, =О Если же ключ17 замкнут, то переключатель знака 15 работает как инвертор и О, = -О,. Выявление направления вращения турбитты осуществляется сттомощью выявителя 19, который анализируетфазовый сдвиг сигналов частотных дачиков 4и 5 и в завцсимостц пт знака фазового сдвигаа, следовательно, от направления вращения ро.5 г,о 15ора 1 урбины и,1 рабатьпззс ии ический сигнал"О" или "1" лля управления ключом 17,В установивнсмся режиме напряжения ОиОз на входах элемента 11 аналоговой памятиравны по величийе и противоположны по зна.ку. Поэтому сигнал рассогласования на выходеусилителя 20 отсутствует, перепад давления навыходе электрогидравлического преобразователя 21 равен нулю и сервомотор исполнительно.го механизма 22 находится в неподвижном со. 1 Остоянии. Условие равенства нулю сигнала рассогласования при равных сопротивлениях на входах 12 и 13 имеет вид.5 1-О =0д 5Отсюда частота 1 =- =- -- и угловая ско.15т 2 трость со вращения турбины ж:. - ф -2 Скоэффициент пропорциональности) .При постоянных К и т угловая скорость (частота вращения) сдопределяется только кодом т 0задания а и не зависит от напряжения О бла.годаря чему отпадает необходимость в применении высокостабильного опорного источника,При отклонении частоты вращения от заданного значения изменяется период Т, в течение которого происходит интегрирование напряженияО, в результате чего изменяется напряжениеО, и на выходе элемента 11 аналоговой памяити ттоявляется постоянная составляющая сигнала рассогласования, знак которого определяет. зося знаком изменения частоты вращения.Приращение напряжения на выходе элемента 11 при изменении частоты И определяетсясоотношениемМ, а 1.1 =135где Ка - коэффициент передачи элемента 11.Напряжение ЛО усиливается усилителем 20рассогласования 20, в результате чего на выходе электрогидравлического преобразователя 21возникает перепад давления, под действием которого происходит перемещение исполнительно.го механизма 22. Направление перемещенияисполнительного сервомотора определяется знаком приращения И, благодаря чему достигается надлежащее изменение расхода пара, посту.пающего в турбину 3. В конечном счете исполнительный механизм 22 установится в такоеположение, при котором расход пара обеспечивает заданную угловую скорость, и системаприходит в установившееся состояние подобнотому, как это происходит в любых системахавтоматического регулирования, работающих попринщтпу отклонения,Таким образом, в соответствии с заданнымкодом а устанавливается определенная Ьостояи55ная интегрирования т усилителя 8 и регуля.тор автоматически подбирает время интегрирования Т опорного напряжения О а следовательмо, и частоту врашсния ротора турбины я так,Я ) 6чгобы среднее значение интеграла опорного па.1 тряжсния, поступающего нч один вход элемента 11 аналоговой памяти, уравновешивало опорное напряжение, подключенное к другому входу этого элемента. Поскольку оба сигнала, срав. ниваемых на входах элемента аналоговой памяти, определяются одним и тем же опорным напряжением Оисключается погренптость от нестабильности этого напряжения. Благодаря этому обеспечивается повышение точности, от. падает необходимость в прецизионном источнике напряжения или в компенсирующих устрой. ствах, в результате чего упрощается система регулирования в целом, Упрощение системы достигается также эа счет исключения специальных устройств для записи начальных условий в иитегрируннций усилитель. Формула изобретения Система регулирования частоты вращения турбины, содержащая частотные датчики, установленные на валу турбины и подсоединенные через выявитель направления вращения к цепи управления переключателя знака, триггер, вход которого подключен к одному из датчиков, интегрирующий усилитель с конденсатором в цепи обратной связи, усилитель рассогласования, подключенный через электрогидравлический преобразователь к иснолнительиому механизму, задатчик, ключевой элемент и источник опорного напряжения, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, в систему дополнительно введены элемент аналоговой памяти с ключом выбора режима работы и пре. образователь "код.проводимость", источник опорного напряжения подсоединен через переключатель знака к первому входу элемента памяти и к входу интегрирующего усилителя, вто. рой вход элемента памяти подключен к выходу интегрирующего усилителя, выход этого элемента соединен с усилителем рассогласования, в цепь обратной связи интегрирующего усилителя параллельно конденсатору подсоединен ключе. вой элемент, связанньй управляющим входом с первым выходом триггера, другой выход которого ттодсоедннен к входу ключа выбора режима и к управляюцгему" вход 5"задатчика; а преобразователь "код.проводимость" включен в цепь подсоединения источника опорного натряжения к входу интегрирующего усилителя. Источники информации, принятые во внима.ние при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Н 421785,кл, Р О 1 О 17/20, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР Хф 545753,кл. Г О 1. О 17/20, 1974.