Файл: Регуляторы скорости дизель-генераторов..pdf

тивного датчика регулятора мощности на возбуждение главного генератора. При этом работа генератора поддерживается по ха­ рактеристике, близкой к характеристике постоянной мощности,, что позволяет использовать полную мощность дизеля почти во всем диапазоне скоростей тепловоза.

Регулятор мощности состоит из золотникового устройства (измерительный орган), обратной связи и серводвигателя с ин­ дуктивным датчиком. Поршень 17 (рис. 8) серводвигателя 13 ко­ ромыслом 20 соединен с механизмом управления частотой.вра­ щения. С коромыслом 20 тягой соединен золотник 14, установ­ ленный в золотниковой втулке 15. Пружинами 16 золотниковая втулка 15 фиксируется в среднем положении. Золотниковое уст­ ройство управляет подачей масла в серводвигатель 22, соединен­ ный с индуктивным датчиком 23. Для обеспечения устойчивости процесса регулирования скорость перемещения поршня серво­ двигателя при увеличении и уменьшении возбуждения главного генератора регулируется игольчатыми клапанами 18.

29

Р а б о т а р е г у л я т о р а м о щ н о с т и в у с т а н о в и в ­ ш е м с я р е ж и м е . При этом режиме золотник 14 своими рабо­ чими дисками перекрывает отверстия в золотниковой втулке 15, а поршень серводвигателя 22 находится в положении, соответ­ ствующем определенной нагрузке при данной частоте враще­ ния коленчатого вала дизеля, т. е. нагрузка на дизель соот­ ветствует его отдаваемой мощности.

Р а б о т а р е г у л я т о р а м о щ н о с т и п р и у м е н ь ш е н и и

н а г р у з к и . Если нагрузка на дизель снижается, то регулятор скорости уменьшает подачу топлива. При этом шток 21 опу­ скается вниз, поворачивает левый конец коромысла 20, которое опустит вниз золотник 14. При этом масло под давлением посту­ пает в полость Е серводвигателя 22 и сливается из полости К. Поршень серводвигателя перемещает якорь индуктивного дат­ чика, что увеличивает возбуждение генератора. Масло из поло­ сти К вытекает через верхний игольчатый клапан 18 в масля­ ную ванну. Давление масла в верхней полости над золотнико­ вой втулкой перемещает последнюю вниз, сжимая нижнюю пру­ жину и открывая перепускное отверстие в золотниковой втулке, через которое масло поступает в полость К серводвигателя. Ве­ личина открытия игольчатого клапана определяет скорость дви­ жения поршня серводвигателя.

После того, как нагрузка на дизель увеличится (так как воз­ растет нагрузка на генератор), регулятор увеличит подачу топ­ лива. При этом шток 21 переместится вверх и передвинет золот­ ник 14 в среднее положение. Золотниковая втулка 15 под дей­ ствием пружин 16 также возвратится в среднее положение, а ра­ бочие пояски золотника перекроют отверстия в золотниковой втулке. Масло в полость Е серводвигателя поступать не будет и, следовательно, прекратится движение его поршня. В резуль­ тате поршень серводвигателя 22, а вместе с ним и якорь индук­ тивного датчика займут новое положение, при котором увели­ чится нагрузка на генератор, что приведет к восстановлению

нагрузки на дизель.

Р а б о т а р е г у л я т о р а м о щ н о с т и п р и у в е л и ч е н и и н а г р у з к и . Если нагрузка на дизель возрастет, то регулятор начнет увеличивать подачу топлива. При этом шток 21 подни­ мется вверх, повернет левый конец коромысла 20, который под­ нимет вверх золотник 14. Масло будет поступать в полость К сер­ водвигателя 22 и сливаться из полости Е. Поршень серводвига­ теля переместит якорь индуктивного датчика в положение, при котором уменьшится возбуждение генератора, а значит и сни­

зится его нагрузка.

Масло перетечет из полости Е через нижний игольчатый кла­ пан в масляную ванну. Давление масла в нижней полости под золотниковой втулкой заставит ее двигаться вверх, сжать верх­ нюю пружину и закрыть перепускное отверстие в золотниковой втулке, через которое поступало масло в полость Е серводвига­

-30

теля. После того, как нагрузка на дизель уменьшится (так как нагрузка на генератор снизилась); регулятор уменьшит подачу топлива. В то же время золотник 14 и золотниковая втулка 15 возвратятся в среднее положение и прекратится движение порш­ ня серводвигателя индуктивного датчика. Поршень займет но­ вое положение, при котором уменьшится, нагрузка на . генера­ тор, что приведет к восстановлению нагрузки на дизель.

Таким образом, в ответ на возросшую нагрузку и на пони­ женную в результате этого частоту вращения коленчатого вала дизеля при временном., увеличении подачи топлива регулятор приводит в движение золотниковую часть регулятора мощности в направлении, вызывающем уменьшение нагрузки дизеля. Воз­ растание частоты вращения коленчатого вала дизеля (увеличе­ ние сжатия пружины измерителя) вызывает такое же действиерегулятора мощности, как и снижение нагрузки, а уменьшение частоты вращения действует так же, как рост нагрузки. Если увеличивается сжатие пружины измерителя (возрастает ско­ рость), то опускается поршень 17 серводвигателя 13, что вызы­ вает движение золотника 14 вниз.

В установившемся режиме золотник 14 своими дисками пере­ крывает отверстия золотниковой втулки 15. Поэтому каждому положению правого плеча коромысла (заданная частота враще­ ния) будет соответствовать определенное положение левого кон­ ца коромысла (подача топлива). Таким образом, каждому режи­ му работы дизеля будет соответствовать строго определенная мощность, зависящая от точки подвеса'золотника 14.

Индуктивный датчик включается на IV позиции контролера.. Поэтому для плавного пуска тепловоза необходимо, чтобы якорь индуктивного датчика на пусковых позициях (по III вклю­ чительно) находился в положении минимального возбуждения. Это достигается при определенном соотношении плеч коромысла20. От точки подвеса золотника 14 также зависит мощность ди­ зеля на промежуточных позициях контроллера. При смещенииэтой точки в сторону серводвигателя 22 мощность увеличивает­ ся, а при смещении в сторону пружины 7 — уменьшается. Таким образом, от выбора точки подвеса золотника зависит средний эксплуатационный расход топлива, а следовательно, и эконо­ мичная работа дизеля.

Для возможности экономичной работы и обеспечения плав­ ного пуска тепловоза на верхнем штоке серводвигателя регуля­ тора установлена втулка с контргайкой. При переводе рукоятки контроллера машиниста с высших позиций на пусковые шток серводвигателя 22 перемещается в направлении, вызывающем уменьшение подачи топлива. При этом на пусковых позициях втулка 19, упираясь своим торцом во втулку стакана серводви­ гателя, ограничивает перемещение вниз верхнего штока, что разрывает кинематическую связь между штоком серводвигателя 22 и верхним штоком. Золотник регулятора мощности устанав-

31

ливается в положение, при котором якорь индуктивного дат­ чика находится на упоре, соответствующем минимальной подаче топлива, и остается в этом положении при переводе контроллера с нулевой позиции до четвертой включительно.

Регулятор с изменяемым статизмом

На дизель-генераторах с генераторами переменного тока, ис­ пользуемых для стационарных, передвижных и судовых элек­ тростанций, устанавливают регуляторы, имеющие комбинирован­ ную обратную связь (изодромную и жесткую), осуществляемую механизмом остающейся степени неравномерности. Этим меха­ низмом устанавливают наклон регуляторной характеристики дизеля.

Рис. 9. Принципиальная схема механизма жесткой обратной связи:

Механизм остающейся степени неравномерности (рис. 9) представляет собой рычажный механизм, связывающий конец верхнего штока 3 с верхней опорой пружины 8 измерителя. При постоянном (нулевом) статизме точка контакта профильной ча­ сти 6 рычага 5 совмещена с осью качания рычага. При измене­ нии нагрузки от 0 до 100% верхняя опора пружины измерителя

32