Вторичный регулятор топливоподачи дизель-генератора переменного тока Советский патент 1985 года по МПК G05B11/14 

Изобретение относится к релейноимпульсным системам регулирования, в частности к системам с использова нием двухзначных характеристик с от рицательным гистерезисом переменной ширины, и может быть использовано в передвижной энергетике для постро ения вторичных регуляторов топливоподачи дизель-генераторов. Цель изобретения - повышение быстродействия, точности и надежности вторичного регулятора. На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого вторичного регулятора топливоподачи дизель-генератора переменного тока; на фиг,2 - вид управляющего воздействия на серводвигатель для отклонения одного знака; на фиг.З - диаграмма состояний ключа управляемого элемента. Вторичньй регулятор содержит ключ 1 и серводвигатель 2, датчик 3 отклонения регулируемого параметраj ,управляемую интегрирующую RC-цепочку 4, релейный усилитель 5 мощности и элемент 6 с памятью при включении и отключении. Управляемая интегрирующая RC-цепочка содержит резисторы 7 и 8, конденсатор 9 и второй ключ 10. Постоянная времени этой цепочки определяет крутизну роста паузы ме ду импульсами при уменьшении отклонения в зоне опережающей петли, а также время перезаряда конденсатора 9 при смене знака отклонения. Время перезаряда конденсатора интегрирующей цепочки определяет время нечувствительности вторичного регулятора к переходу отклонения через ноль, что важно при построении быстродействующих вторичных регуляторов, не реагирующих на колебания регулируем величины около установившегося значения вследствие колебательности первичного регулятора топливоподачи При этом резистор 7 включает в себя внутреннее сопротивление датчика 3 отклонения. На фиг. 2 диапазон отклонений 0mb соответствует нечувствительности регулятора, шЬ-Ь - наибольшей ширине опережающей петли. На фиг. 3 через Ug обозначено напряжение на элементе с памятью, а через g - проводимость ключа 10 Время tj, равно времени спадания динамического момента дизеля (превышенйя движущего момента над моментом сопротивления) до нуля в зоне нечувствительности регулятора, а время t - минимально допустимой длительности импульса на серводвигатель. Время t t,и не превышает для дизель-генераторов 1 с. Работа вторичного регулятора топливоподачи проходит следующим образом. При скачкообразном возмущении, например при набросе нагрузки на дизель-генератор, на выходе датчика 3 появляется скачок напряжения, конденсатор 9 (фиг.1) быстро заряжается до уровня mb (фиг.2) и на выходе усилителя 5 скачком появляется напряжение и., , от которого открывается ключ, подсоединяя серводвигатель к источнику питания и запитывая элемент 6 с памятью Ugj( (фиг.З). Отклонение начинает уменьшаться. Через t t замыкается ключ 10 и его проводимость скачком увеличивается от О до 1 (фиг.3). Резистор 8 с задержкой, равной постоянной разряда RC -цепочки, увеличивает чувствительность усилителя 5 до величины Ь. При уменьшении х до Ь усилитель 5 закрывается, а ключ 1 размыкается,серводвигатель 2 останавливается. Элемент 6 сохраняет замкнутое состояние ключа 10 еще в течениевремени t2. За это время дизёль-генератор входит в зону 0-шЬ. и его выбег становится равным нулю. После этого ключ 10 размыкается и уровень включения усилителя 5 снова становится равным mb. Таким образом, задавая в элементе с памятью требуемые времена 11. и t можно обеспечить один интервал постоянства управляющего воздействия на серводвигатель при различных дизель-генераторах и серводвигателях. При .этом обеспечиваются максимальные быстродействие, точность и надежность вторичного регулятора. Если значение модуля производной отклонения в пределах mb-b оказывается меньше заданной величины, которая задается времен.ем, то в диапазоне отклонения b-mb вторичный регулятор формирует импульс длительностью Чма t, + к,, X. где К - коэффициент пропорционал ности. После импульса последует пауза длительностью t - 1- 4- 1 J. Ьпауъы 2х где Kg - коэффициент пропорционал ности. Если за время действия импульс и паузы отклонение не выходит в зону 0-mb, то аналогично формируют ся другие импульсы. Импульсное питание серводвигате ля 2 снижает его скорость, т.е. в этом случае он работает как серводвигатель с переменной скоростью, что позволяет всегда обеспечить мо тонную или апериодическую устойчивость. Благодаря выбору времени t тол ко в соответствии с постоянной тро гания серводвигателя исключается режим, когда серводвигатель не реа гирует на импульсы, что повышает точность регулятора и его надежность. Изображеиньй на фиг. 1 вторичны регулятор осуществляет одностороннее регулирование, например разгрузку перегруженного электроагрег та при параллельной работе его с другими недогруженными электроагре гатами .

8ы%.5

t 404 В этом случае уровень отклонения X mb соответствует номинальной нагрузке электроагрегата. Для двунаправленного (трехпозиционного) регулирования топливопода,чи peJ:eйный усилитель 5 мощности должен быть дифференциальным, т.е. иметь выход для управления вторым двухсекционным ключом, реверсирующим серводвигатель, а элемент 6 с памятью долж.ен быть подключен к выходам релейного усилителя 5 мощности .через диодную схему ИЛИ. В качестве датчика 3 отклонения регулируемого параметра может использоваться или аналоговый или цифровой измеритель с цифроаналоговым преобразователем. Настраивается вторичный регулятор следующим образом. Для выставления параметра t, в элементе 6 создают минимальное отклонение , превышающее нечувствительность вторичного регулятора а затем увеличивают t от О до величины,.при которой вал серводвигателя .трогается с места и уменьшает отклонение до зоны нечувствительности. Для настройки параметра t элемен делают наброс нагрузки на дизель-генератор и подбирают- такое время tg, при котором.не происходит повторного включения серводвигателя после его отключения при отклонении, авном в (фиг.2), а отклонение уменьается до нуля.

ВТОРИЧНЫЙ РЕГУЛЯТОР ТОПЛИВОПОДАЧИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий последовательно соединенные ключ и серводвигатель, последовательно соединенные датчик отклонения регулируемого параметра, управляемую интегрирующую RC-цепочку, релейный усилитель мощности и элемент с памятью, выход которого соединен с управляющим входом управляемой интегрирующей RC-цепочки, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, точности и надежности регулятора, управляющий вход ключа соединен с выходом релейного усилителя (Л мощности. СХ) 00 4 О