Система автоматического регулирования частоты синхронного генератора

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

На рисунке  1 приведена схема САР частоты ЭДС синхронного генератора, в качестве приводной машины которого используется дизельный двигатель 2. В данной системе объектом регулирования является дизельный двигатель, регулируемая величина которого — угловая скорость, однозначно определяющая частоту ЭДС. Регулирование угловой скорости дизеля обеспечивается перемещением рейки 3 топливного насоса 4. При перемещении рейки вниз количество топлива, подаваемого в дизель, уменьшается, что приводит к снижению угловой скорости. Перемещение рейки вверх вызывает обратный эффект. Внешним воздействием, вызывающим изменение угловой скорости, является момент сопротивления

Рисунок 1. Схема САР частоты синхронного генератора

на валу дизеля, значение которого пропорционально току нагрузки генератора.

Угловая скорость контролируется с помощью центров маятника 5, грузы 6 которого за счет центробежных сил, пропорциональных угловой скорости, перемещают через систему рычагов 7, шарнирно связанную с рычагом 9. Рычаг 9 сочленен с золотником 12, который управляет потоком масла под давлением, подавая его в верхнюю или нижнюю полость исполнительного гидроцилиндра 13. С увеличением угловой скорости грузы 6 поднимаются, рычаг 9 смещает вниз плунжер 14 золотника 12. При этом масло от наcoca подается в верхнюю полость гидроцилиндра 13, поршень 5 которого совместно с рейкой 3 перемещается вниз, уменьшая количество топлива, подаваемого в дизель. В результате этого угловая скорость снижается до заданного значения. При снижении скорости втулка 8 под действием силы тяжести грузов и пружины перемещается вниз. В результате этого рычаг 9 смещает плунжер 14 золотника 12 вверх, обеспечивая доступ масла в нижнюю полость цилиндра 13 и, как следствие, перемещение рейки 3 на увеличение количества топлива, подаваемого в двигатель. Вследствие этого скорость увеличивается до заданного значения.

Центробежный маятник в данной САР выполняет функцию воспринимающего, задающего и сравнивающего органов. Он преобразует угловую скорость в перемещение Xвтулки 8. Это перемещение сравнивается с предварительным перемещением Хз втулки 8, которое обеспечивается силой пружины при задании требуемого значения угловой скорости винтом 10, позволяющим изменять силу сжатия пружины. Таким образом достигается сравнение двух величин. Результирующее перемещение есть не что иное, как сигнал рассогласования, который через рычаг 9, золотник 12 и гидроцилиндр 13 управляет рейкой 3 топливного насоса 4.

Динамика элементов САР описывается следующей системой уравнений:

Значения параметров элементов САР

Физический смысл переменных, входящих в уравнения, отражен выше в описании схемы САР. Коэффициент передачи рычага можно трактовать как коэффициент усиления, величина которого определяется отношением к_р = l1\ l2 .

Размерности параметров и их значения по вариантам указаны |в таблице

Заданное значение угловой скорости - 50 рад/с.