Файл: Автоматическое управление газотурбинными установками..pdf

ного масла. В рассматриваемой схеме используется поворотный зо­ лотник, для привода которого примеиен маломощный двигатель переменного тока типа АДП-362. Через понижающий червячный редуктор двигатель соединен с поворотным золотником. Угол пово­ рота золотника 60° при усилии на нем 10 кгс, что вполне обеспечи­ вает надежную работу.

Для преобразования напряжения ІІг в угол поворота золотника служит маломощная следящая система (рис. Ѵ.10), состоящая из двигателя АДП-362, усилителя мощности и двух обратных связей: по углу поворота ср и скорости вращения двигателя со. Схема состоит из входного эмиттерного повторителя на транзисторах Т1, Т2 с об­ щим коллектором, что обеспечивает большое выходное сопротивле­ ние каскада. Перед каскадом поставлен ограничитель на диодах Д101А, предотвращающий насыщение последующих каскадов при больших сигналах. После входного каскада необходимое усиление по' напряжению и мощности достигается с помощью усилителя на транзисторах ТЗ—Т5. Последний каскад усиления имеет трансфор­ маторный выход. Трансформатор Трі является одновременно фазоинвертором и согласующим элементом для усилителя мощности, который выполнен на мощных транзисторах Тб, Т7 по двухтактной схеме с трансформатором Тр2. На вторичную обмотку последнего включена обмотка управления ОУ двигателя АДП-362.

В качестве датчика угла поворота золотника <р применен сель­ син БД-405, с которого снимается сигнал в виде переменного напря­ жения. Коэффициенты обратной связи регулируются сопротивле­ нием R1. Напряжение обратной связи по скорости вращения двига­ теля получается с помощью тахометрического моста, состоящего из сопротивлений R6 и емкостей С1, С2. Коэффициенты обратной связи регулируются сопротивлением R7. Напряжение обратной связи по скорости вводится на вход транзистора Т4. Наличие двух обрат­ ных связей дает возможность осуществить следящую систему, опти­ мальную по быстродействию при больших ошибках рассогласования. Следящая система обеспечивает быстрое перекрытие золотника при аварийных режимах. При малых ошибках рассогласования система является обыкновенной линейной следящей системой. Угол ср = 60° отрабатывается следящей системой за 0,2 сек без перерегулирования при усилии 10 кгс.

Для перемещения золотника сбросных клапанов применена точно такая же следящая система. Следовательно, всего необходимо три унифицированных следящих системы: для регулирующего и двух

режимов турбины и для организации различных защит. Прежде всего необходимо включить пусковое устройство после раскручивания турбины турбодетандером. Пусковое устройство включается реле скорости, после того как скорость вращения турбины достигнет

187

вращения ТВД, регулятор следует переключить на, стабилизацию ско­ рости вращения ТНД. Для этого датчик скорости вращения ТВД следует переключить на датчик скорости вращения ТНД. Переклю­ чение осуществляется реле при скорости вращения ТНД 2800— 3000 об/мин.

Наиболее ответственна защита турбины от превышения скорости вращения, допустим, при сбросах нагрузки. При превышении скорости выше номинальной на 5—7% следует быстро закрыть ре­ гулирующий клапан и открыть сбросные. Эти операции осуще­ ствляются также с помощью реле скорости. Наконец, желательно

wo

иметь и предупредительную сигнализацию. о превышении скорости до открытия сбросных клапанов, чтобы привлечь внимание обслу­ живающего персонала.

Реле скорости построено по принципу сравнения паузы между импульсами датчика скорости ТНД (или ТВД), которая пропорцио­ нальна скорости вращения, и времени задержки ждущего мульти­ вибратора. При совпадении импульсов срабатывает реле скорости (рис. V.11). Импульсы ДОС дифференцируются и поступают на жду­ щий мультивибратор, выполненный на транзисторах Т1 и Т2. Муль­ тивибратор срабатывает от заднего фронта импульсов ДОС. С мультивибратора импульсы поступают на схему сравнения (транзи­ сторы ТЗ и Т4), на второй вход которой подаются импульсы от переднего фронта ДОС через диод Д9Д.

Работа реле скорости показана на диаграммах (рис. V.11, б). Импульсы и л1 и Сд2 получаются после дифференцирования перед­ него и заднего фронтов импульсов Сд0сОт импульсов СД1 срабатывает

188

ждущий мультивибратор, который выдает импульсы UM с длитель­ ностью т. При малой скорости вращения, как видно из левых диа­ грамм, импульсы Uд2 и и ы не совпадают. Поэтому на реле не посту­ пает сигнала и оно не срабатывает. При увеличении скорости враще­ ния частота импульсов Uдос возрастает, а длительность импульсов ждущего мультивибратора остается постоянной. Наступит такой момент, когда импульсы С/д2 и ЕД, начнут совпадать, как это пока­ зано на правых диаграммах.

Совпадение импульсов вызовет срабатывание схемы сравнения, на выходе которой появится серия импульсов, которая далее интегрируется с помощью накопителя (Д103, С1) и усиливается

Рлс. V.10. Прин­ ципиальная схема следящей системы, преобразующей напряжение ^ в угол поворота зо­ лотника.

транзисторами Тб—T9 до мощности, необходимой для срабатывания реле Р. Порог срабатывания, как видно из диаграмм, можно менять, изменяя задержку, т. е. длительность импульса, ждущего мульти­ вибратора. Для этого служит переменное сопротивление R2. Реле весьма надежно и помехоустойчиво, так как срабатывает не от од­ ного, а только от серии совпадений. Для получения сигналов о до­ стижении определенных скоростей применяется необходимое коли­ чествѣ реле. Срабатывание реле сигнализируется лампами.

Рассмотрев отдельные узлы электронной части, скомпонуем полную схему электрогидравлического регулятора скорости (рис. Ѵ.12). Работа схемы регулирования протекает следующим образом. По сигналу от схемы управления (от реле скорости) вклю­ чается пусковое устройство Б П и начинает изменять эталонное напряжение ЕД по линейному закону таким образом, чтобы разгон турбины происходил за 8—10 мин. Эталонное напряжение сравни­ вается с напряжением обратной связи ЕД. с, которое пропорционально

189

І С л и в

Рис. У .12. Принципиальная схема электрогидравлической системы регулирования скорости вращения газовой турбины.

скорости вращения ТВД. Сигнал ошибки АU преобразуется в угол поворота ф управляющего золотника, который прикрывает слив проточного масла, что вызывает подъем регулирующего клапана

Рпс. V.13. Экспериментальные характеристики разгона турбины ГТК-10 с элсктрогидравлпческпм регулятором.

и увеличение подачи газа в камеру сгорания. Новым в пуске является

ляется постоянное напряжение U3, пропорциональное заданной скорости вращения, и регулятор начи­ нает работать в режиме стабилизации скорости вращения ТНД. Скорость сон поддерживается постоянной при изменении нагрузки

192