ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 58
Скачиваний: 0
нового установившегося значения не будет выходить за пределы допустимой нестабильности.
Степень нестабильности частоты вращения W (в%), т. е. отношение наибольшей амплитуды колебаний частоты вращения коленчатого вала дизеля к среднему значению частоты вращения
вустановившемся режиме
¥• = ± — 100,
пср
где Ап — наибольшая амплитуда колебаний частоты вращения коленчатого вала дизеля в установившемся режиме в об/мин; Яср — среднее значение частоты вращения установившегося ре жима в об/мин.
Статизм (наклон регуляторной характеристики), определяе мый степенью б неравномерности системы регулирования. Сте пень неравномерности характеризуется отношением разности ча стот вращения, соответствующих холостому ходу дизеля и пол ной (номинальной) нагрузке, к среднему значению частоты вра щения (в%) при постоянной настройке регулятора, т. е.
g = п х . х ~ п » _
п ср
где лх. X— частота вращения при холостом ходе в об/мин; па— частота вращения при номинальной нагрузке в об/мин; /гср=
=(«ж . х + « н ) / 2 — среднее регулируемое значение частоты враще
ния коленчатого вала дизеля в об/мин.
Степень неравномерности системы регулирования характе ризует пределы изменения частоты вращения коленчатого вала дизеля при увеличении нагрузки от холостого хода до макси мальной и снижении ее до холостого хода.
Кроме указанных параметров, качество системы регулирова ния зависит от степени нечувствительности регулятора и прямо линейности регуляторных характеристик дизеля.
! В механизме регулятора в системе подачи топлива действуют силы сухого и жидкостного трения, величина которых зависит от качества обработки деталей, материала трущихся поверхно стей и т. п. Из-за наличия таких сил, -муфта чувствительного элемента регулятора перемещается с некоторым запаздыванием относительно изменения угловой скорости привода, когда это из менение достигнет определенной величины. '
Интервал, в котором чувствительный элемент не реагирует на изменение угловой скорости привода регулятора, называют областью нечувствительности регулятора. Эта область харак теризуется степенью нечувствительности ер(в%), ..равной отно шению разности предельных величин угловых скоростей области нечувствительности к средней угловой скорости, т. е.
е |
р |
toi-toa, 100) |
|
СОср |
|||
|
|
••15
При наличии нечувствительности регулятора увеличивается его фактическая степень неравномерности. Поэтому у современ ных регуляторов в номинальном режиме степень нечувствитель ности ер не должна превышать 0,5%.
Для удовлетворительной параллельной работы нескольких дизель-электрических агрегатов необходимо, чтобы активная и реактивная составляющие мощности, отдаваемые параллельно работающими генераторами, распределялись между ними про порционально их номинальным мощностям. Если это условие не будет соблюдаться, то одни из генераторов могут оказаться не догруженными, а другие'— перегруженными.
Для пропорционального распределения активной мощности между дизель-генераторами при их групповой (параллельной) работе необходимо, чтобы системы регулирования дизелей име ли одинаковый статизм. Если же статизм систем регулирования различный, а частота вращения одинаковая, то распределение активной нагрузки между агрегатами во время их параллель ной работы будет происходить обратно пропорционально статизму системы. Однако это положение справедливо при линейности регуляторной характеристики*. Поэтому регуляторы дизелей, предназначенных для параллельной работы, должны иметь ус тройство, позволяющее изменять степень неравномерности.
Действительные регуляторные характеристики дизелей не яв ляются прямолинейными, что, естественно, отрицательно сказы вается на распределении нагрузок. Чтобы при всех значениях нагрузок дизелей распределение активной мощности было рав номерным, необходимо полное совпадение их регуляторных характеристик. Форма этих характеристик зависит от парамет ров топливного насоса и регулятора, их степени износа, на стройки и т. п. Поэтому обеспечить совпадение регуляторных характеристик весьма затруднительно.
§5. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
ИРЕГУЛЯТОРАМ
Основные требования к системам автоматического регулиро вания регламентированы ГОСТом 10511—63. Согласно этому
* Регуляторная характеристика дизеля — это зависимость между уста новившимися относительными значениями крутящего момента^ (или другого параметра) и частотой вращения при фиксированной настройке регулятора во всемдиапазоне регулирования. Статическая характеристика регулятора — это зависимость между установившимися относительными значениями хода его исполнительного органа и частотой вращения, которая определяется также при фиксированной настройке регулятора во всем диапазоне регули рования.
1:6
стандарту такие системы имеют четыре класса точности регули рования. Каждому классу точности соответствуют определенные требования к степени нечувствительности и нестабильности, к длительности переходного процесса и величине предельного из менения частоты вращения дизеля при изменении нагрузки.
Степень нечувствительности для систем регулирования пер вого и второго классов точности ие должна превышать 0,2%. Для системы третьего класса точности степень нечувствительно сти должна быть не более 0,3%, а для четвертого — не более 0,5%• По длительности работы регуляторы должны соответ ствовать общему сроку службы дизелей, на которых они уста новлены.
Средний наклон регуляторной характеристики* дизеля дол жен быть в пределах 0—8% при номинальной настройке частоты вращения. Степень непрямолинейности этой характеристики должна составлять: для систем первого и второго классов точ ности 0,3% при наклоне ^ 2 % и 15% от наклона регуляторной характеристики при наклоне >2% ; для систем третьего и чет
вертого классов точности 0,6% при наклоне ^ 3 % |
и 20% от на |
клона регуляторной характеристики при наклоне |
>3% . |
При параллельной работе дизелей номинальный наклон ста тической характеристики регуляторов должен быть не менее 2%. Это значит, что конструкция регулятора должна содержать устройство, позволяющее изменить степень неравномерности до требуемой величины. Обычно для обеспечения устойчивой па раллельной работы и пропорционального распределения на грузок, степень неравномерности не должна превышать 8%.
Степень Ѳ ( в%) рассогласования нагрузки при параллель ной работе дизель-генераторов не должна превышать следую щих значений:
Класс точности системы регулирования Первый |
Второй |
Третий |
Четвертый |
Степень рассогласования нагрузки |
15 (±7,5) |
20 (±10) |
25(±12,5) |
Ѳ в % .................................................. 7 (±3,5) |
Длительность переходного процесса и величина предельной частоты вращения коленчатого вала дизеля при мгновенном из менении нагрузки зависит не только от характеристик регулято ра, но и от параметров объекта регулирования, в частности, от времени разгона
* Наклон регуляторной характеристики (остающаяся степень неравно мерности) равен наклону статической характеристики регулятора. Наклон (средний) статической характеристики регулятора (в % ) — это мера статизма регулятора, равная перепаду относительной частоты вращения по стати ческой характеристике между начальным и номинальным положениями ис полнительного механизма регулятора.
где п — частота вращения для данной настройки регулятора при
номинальной условной нагрузке в об/мин; |
п„ — номинальная |
||
частота вращения в об/мин; |
Тп— номинальное (для |
номиналь |
|
ной настройки регулятора) |
время разгона |
силовой |
установ |
ки в с. |
|
|
|
Номинальное время разгона
11 270 000Ne„ '
где Nea — номинальная эффективная мощность дизеля в л. с.; GD2— маховой момент агрегата в кгс-м2.
С учетом времени разгона дизель-генератора и в зависимости от величины снижения нагрузки и класса точности системы ре
|
|
Т а б л и ц а 2 |
гулирования, длительность т (в с) |
|||||
|
|
переходного |
процесса регулиро |
|||||
Длительность т (в с) для |
вания после |
мгновенного |
сниже |
|||||
систем |
регулирования |
ния нагрузки до ее величины при |
||||||
Сни |
классов точности |
|
||||||
жение |
|
|
|
холостом ходе не должна |
превы |
|||
нагруз |
|
|
чет |
|||||
ки в % перво |
второ третье |
шать |
значений, указанных в |
|||||
верто |
||||||||
го |
го |
го |
го |
табл. 2, |
а |
превышение |
частоты |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|||||
вращения не должно быть больше
25 |
1 |
2 |
3 |
50 |
1 |
2 |
3 |
Фт = !<(Р’ ■
75 |
2 |
3 |
4 |
8 |
где К — коэффициент, |
изменяю |
100 |
2 |
3 |
5 |
10 |
||
|
|
|
|
|
щийся от 0,25 до 1 в зависимости |
|
регулятора |
(однорежимный, |
от величины нагрузки и типа |
||||
всережимный, прямого |
или непря |
|||||
мого действия); для резкого снижения 100%-ной нагрузки при любом типе регулятора К= 1; ср — превышение частоты враще ния в % в зависимости от класса точности системы регулирова ния и времени разгона дизель-генератора; ср изменяется в пре делах 1,7%—24 %.
Требования к параметрам регулирования дизель-генерато ров, определяемые ГОСТом 10511—63 для первого класса точноти системы регулирования, не могут быть выполнены при по мощи одноимпульсных регуляторов, в которых использован принцип отклонения от регулируемого параметра (принцип Пол зунова— Уатта). Поэтому ГОСТ 10511—63 предусматривает для системы регулирования первого класса точности применение двухимпульсных регуляторов, использующих наряду с импуль сом по отклонению от регулируемой величины (частоты вра щения), импульс по основному возмущению (нагрузке). Этот принцип регулирования (Понселе) в последнее время получил широкое распространение как в СССР, так и за рубежом, вследствие возможности реализации высоких параметров ре гулирования.
•18
Для дизелей типа Д50, Д100 и Д70, в зависимости от их наз
начения применяют как одноимпульсные, так и двухимпульсныерегуляторы.
§ 6. ОСОБЕННОСТИ ДИЗЕЛЯ КАК ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ
Большое значение для оценки дизеля, как объекта регулиро вания, имеют эксплуатационные режимы работы и характери стики потребителей. Эксплуатационный режим работы дизеля: обычно характеризуется мощностью и частотой вращения.
К основному параметру, позволяющему оценить мощность, дизеля, можно также отнести крутящий момент. Кроме того, для оценки мощности можно пользоваться величинами подачи топ лива за один цикл или часовым расходом топлива. В зависимо сти от назначения дизеля, режимы его работы могут иметь спе цифические особенности. Так, при использовании дизеля в каче стве привода генератора переменного тока, он должен обеспечить постоянную частоту вращения при различных изменяющихся на грузках. Для судовых дизелей режим работы определяется зави симостью мощности, потребляемой гребным винтов, от частоты вращения коленчатого вала дизеля.
С точки зрения автоматического поддержания заданной ча стоты вращения коленчатого вала дизеля, в определенном режи ме работы важна возможность изменения момента сопротивле ния гребного винта разворотом лопастей или крутящего момен та дизеля регулятором, воздействующим на подачу топлива.
Тепловозный дизель-генератор должен при различных задан ных режимах обеспечить постоянство соответствующих мощно стей.
Заданный режим работы дизель-генератора при увеличении или уменьшении нагрузки поддерживается изменением величи ны крутящего момента при воздействии на механизм регулиро вания подачи топлива.
Для выяснения особенностей работы дизеля в различных: режимах пользуются графическими зависимостями его основных параметров от величин, определяющих режим работы дизеля и называемых характеристиками.
Если двигатель является приводом гребного винта, то особен ности его работы характеризуются так называемой винтовой характеристикой, под которой принято понимать зависимость мощности или крутящего момента, развиваемых двигателем, от частоты вращения, т.е. Ne=f\{n) или Me= f2(n).
Известно, что при работе дизеля в качестве привода гребно го винта его мощность и частота вращения находятся в следую щей зависимости:
Nx = |
( п х \ т |
N, |
\п* ) ' |
19