Файл: Болотин, Б. И. Инженерные методы расчетов устойчивости судовых автоматизированных электростанций.pdf

с учетом регулирования только по каналу отклонения ф. Характерной особенностью данной структуры является наличие

разностного звена (р) — W 2 (р). Вследствие этого при обеспече­ нии Wi (р) — W 2 (р) = 0 в системе будут отсутствовать перетоки мощ­ ности АР и работа системы становится эквивалентной одиночной ра­ боте каждого ГА.

Следовательно, влияя определенным образом на разность ПФ, можно добиться желаемой фильтрации, т. е. снизить АР до требуемого значения. При статических регуляторах скорости равенство W t (р) = = W 2 (р) может обеспечиваться лишь выбором однотипных ГА с иден­ тичными системами регулирования.

В СЭС, где применяются разнотипные ГА, может быть избран дру­ гой путь уменьшения АР, связанный со стремлением каждой из пере­ даточных функций Wx(2) (р) к нулю. Это может быть достигнуто вве­ дением сигнала по нагрузке (по возмущению). Как видно из выраже­ ния (III. 141), для этого необходимо обеспечить следующее равен­ ство:

которое выражает обычное требование к каналу регулирования по нагрузке на одиночной работе агрегата.

Учитывая, что это условие в динамике может быть выполнено лишь приближенно, даже для основного возмущения, т. е. суммарной нагрузки (из-за ограниченности быстродействия канала регулирова­ ния по нагрузке) и не выполняется для возмущений, связанных с из­

долей каждого агрегата и его текущей нагрузкой. В случае параллель­ ной работы двух ГА одинаковой мощности эта разность равна поло­ вине разности нагрузки каждого агрегата, т. е.

2

Введение сигнала управления по АР может быть осуществлено так, как показано пунктиром на рис. III.25.

В соответствии с рис. III.25 рассмотрим передаточные функции системы по каналу управления Wy (р) и возмущения WB(р).

Для получения результата в удобном для оценки виде примем. (III.143)

где Т {(2) — постоянные времени разгона ГА;

(III.144)

149

где б, 2 — степень неравномерности регулятора скорости (наклон статической характеристики регулятора)

скорости по возмущению (нагрузке); | и1(2)— декремент затухания.

Передаточная функция канала регулирования по возмущению является ПФ следящей системы, преобразующей сигнал, пропорцио­ нальный нагрузке в момент первичного двигателя.

Эквивалентная постоянная времени и декремент затухания этого звена зависят от конструктивного решения и вида применяемой кор­ рекции в данной следящей системе.

Коэффициент В (р) выражает в общем случае отставание момента, развиваемого первичным двигателем, от положения органа подачи энергоносителя. В этом случае ПФ разомкнутой системы при управ-

г * ™

также значение WT(p) из (III. 139) в выражение (III. 146), преобразуем его к удобному для анализа виду.

При преобразовании учтем, что корни характеристического урав­ нения выражения (III. 146) отличаются по модулю. Так как характе­ ристическое уравнение имеет 3-й порядок, а переходной процесс па­ раллельно работающих ГА содержит колебательную составляющую то один из корней будет вещественным, а два других комплексно со­

судовых ГА составляет 2—5 Гц), то при отыскании этих корней в ха­ рактеристическом уравнении можно пренебречь единицей. В этом слу­ чае характеристическое уравнение становится уравнением 2 -го порядка и отыскание корней не представляет затруднений.

Вещественный корень может быть определен из «хвоста» характе­ ристического уравнения (т. е. учета только последних двух его чле­ нов), так как декремент затухания колебательной составляющей про­ цесса незначителен и для судовых ГА, как правило, не превышает 0,4.

150

После отыскания корней многочлен 3-го порядка может быть пред­

ставляет собой произведение колебательного и интегродифференцирующего звена. Частота и декремент затухания колебательного звена определяются как механическими, так и электрическими парамет­ рами ГА. Демпфирование этого звена зависит от параметров САРС, а также от демпфирующих свойств генераторов.

Уточнение параметров колебательного звена (частоты собственных колебаний и декремента затухания) может быть произведено экспе­ риментально по начальной стадии переходного процесса параллельно работающих машин (например, после их синхронизации).

Параметры интегродифференцирующего звена определяются зна­ чениями постоянных инерции ГА и коэффициентами усиления регу­ ляторов скорости, т. е. только параметрами первичных двигателей.

151

Рассмотрим далее ПФ системы по возмущению, т. е.

АР

WB(P)

АР„

^ W r i p )

^ в (Р ) = [ ^ 1 ( Р ) - ^ 2 (р)]

0)s WT(p)[Wx ( p ) + W 2 (p)}

(III.149)

Примем следующие допущения, которые, не снижая общности анализа, позволяют упростить выражения:

Спецификой данной ПФ является наличие в числителе трех диффе­ ренцирующих звеньев, одно из которых (звено 2 -го порядка) обуслов­ лено инерционностью исполнительного механизма канала по нагрузке, а другие ■— разностью моментов инерции ГА и дифференцирующими свойствами генератора (за счет демпферной составляющей электро­ магнитного момента).

Знаменатель этой ПФ аналогичен знаменателю ПФ по управле­ нию Wy (р).

152