Вторичный регулятор топливоподачи дизель-генератора переменного тока Советский патент 1986 года по МПК G05B11/14 

3 112 Изобретение относится к релейноимпульсным системам регулирования и может быть использовано при разработке вторичных регуляторов топливоподачи передвижных электроагрегатов и электростанций с автотранспортными двигателями. Целью изобретения является уменьшение динамической ошибки.

На фиг..1 приведена блок-схема вто-Ю быть в зоне +mb. ричного регулятора топливоподачи дизель-генератора переменного тока; на фиг.2-3 - варианты переходных процессов и импульсов питания серводвигателя при отработке единичного ступенчатого изменения активной нагрузки дизель-генератора, переходная характеристика которого имеет одно перерегулирование. На фиг. 2 и 3 приняты следующи:е обозначения: 1 - переходная характеристика дизель-генератора при единичном ступенчатом возмущении; 2 - зеркальное отображение относительно оси t переходной характеристики дизельгенератора при задающем воздействии интегрирующего серводвигателя с целью уменьшения динамической и статической ошибок первичного регулятора} 3 - динамическая ошибка (разность ординат кривых 1 и 2)J X - максимально допустимое значение амплитуды динамической ошибки 2mb и 2b - соответственно зона нечувствительности и максимальное значение зоны опережения канала регулирования .по отклонению t - запаздывание вторичного регулятора, обусловленное наличием люфтов и инерционностью серводвигателя. Вторичный регулятор (фиг.1) содержит датчик 1 отклонения регулируемог параметра и датчик 2 отклонения дизель-генератора, управляемую 3 и диф ференцирующую 4 цепочки, первый 5 и второй 6 релейные усилители мощности первый 7 и второй 8 элементы с памятью, вспомогательный ключ 9. ключ / f 10-10 и 11-11, серводвигатель 12, первый 13 и второй 14 элементы Ю1И, блок 15 разделительных диодов, логический блок 16, прямой 17 и инверсный 18 входы логического блока. Элемент с памятью 7 имеет задержк t, при включении и задержку t при выключении, а элемент с памятью 8 только задержку t при отключении. Задержки t. и J определяются сте пенью колебательности системы первич 56 него регулирования топливоподачи дизель-генератора и равны 0,5-1,5 с. Параметры RC-цепочки 4 и зона нечувствительности блока 6 подбираются так, чтобы длительность импульса на выходе блока 6 примерно соответствовала величине возмуп ения. В идеале статическая ошибка после работы канала регулирования по возмущению должна Вторичный регулятор топливоподачи работает следующим образом. При скачкообразном возмущении, например при мгновенном сбросе нагрузки с дизель-генератора, напряжение на выходе датчика 2 равно нулю. На выходе RC-цепочки 4 образуется импульс напряжения, задний фронт которого будет спадать по экспоненте. В результате на выходе блока 6 формируется импульс напряжения (фиг.26), который поступает, например, через диод 15 на два входа ключа 11, на элемент 7 с памятью через диод 13 сборки, и через диод ,14 сборки на элемент 8 с памятью. Этот импульс открывает ключ 11, серводвигатель 12 начинает вращаться и реализовывать кривую, обратную по знаку кривой 2 (фиг.За), без задержки появляются сигналы на выходе элемента 8, от которых замыкается ключ в управляемой цепочке 3 и размыкается ключ 9 н начнется отсчет задержки t, в элементе 7 (состояние J. элемента 7 при наличии сигнала на выходе блока 6 не имеет значения, так как выход элемента 7 с памятью дублируется выходом элемента 8 с памятью. а задержка t последнего при отключении больше задержки t ввиду большей длительности первого перерегулирования в затухающем переходном процес- се) . После окончания импульса на выходе блока 6 элемент 8 начинает отсчиты- вать вьщержку времени tj, в течение которого ключ 9 продолжает оставаться разомкнутым, а ключ в цепочке 3 - , замкнутым. Поэтому блок 5 в это время не реагирует на перерегулирования (см. кривые 2, 3 на фиг.За), которые к концу отсчета выдержки t, исчезают. Ошибка регулирования уменьшается до зоны 2 Ь. Результирующий переходный процесс характеризуется кривой 3. Ее максимальная амплитуда и время вхождения в зону 2 b должны быть меньше допустимых значений, например 7,5% и 5 с. Аналогично проходит работа и при колебательной форме, кривой 1. Если после окончания выдержки t установившееся .отклонение окажется в зоне опережающей петли, то на выходе блока 5 формируется корректирующий импульс напряжения питания серводвигателя (фиг.36), так как ключ 9 замкнут, а ключ в цепочке 3 разомкнут. После окончания корректирующего импульса появляется сигнал на выходе схемы 16 совпадения, так как сигналы на входе 18 отсутствуют, а на входе 17 присутствуют, Выходной сигнал схемы совпадения переводит ключ 9 в разомкнутое состояние на время отсчета выдержки tj, тем самым вводится запрет на работу канала регулирования по отклонению при перерегулированиях превьшающих по амплитуде ширину петли гистерезиса (см. интервал отклонений К-К на фиг.З). К концу отсчета вьщержки tj отклонение входит в зону 2Ь, т.е. в зону Норма. Таким образом, корректирующим импульсом с выхода блока 5 компенсируется погрешность в формировании импульса блоком 6, которая может возникнуть вследствие дрейфа напряжения питания серводвигателя, технологических разбросов параметров дизель-гене раторов и т.п. Если нагрузка дизель-генератора изменяется скачком во время отсчета выдержек t или tj, то сразу включается в работу канал вторичного регулирования по возмущению. Он включает серводвигатель 12 в соответствующую сторону и прерывает отсчет вьщержек t J или t . Таким образом, комбинированный ре гулятор топливоподачи позволяет умень шить динамическую и статическую ошиб ки первичного регулятора топливопода чи автотранспортного дизеля до требуемых передвижной энергетикой значе ний по амплитуде и длительности при использовании в качестве исполнитель ного органа традиционных интегрирующего серводвигателя постоянного тока и редуктора. Для получения статической характеристики вторичного регулирования при изменении нагрузки дизель-генера тора на вход цепочки 3 нужно подать разность напряжений блоков 1 и 2. В этом случае во вторичном регуляторе используются неисчезающий и исчезающий импульсы по нагрузке, т.е. сигналы по возмущению дизеля, что повышает точность регулирования и уменьшает динамическую ошибку. Формула изобретения Вторичный регулятор топливоподачи дизель-генератора переменного тока по авт. св. Р 1180840, отличающийся тем, что, сцелью уменьшения динамической ошибки, в него введены вспомогательный ключ, логический блок, блок развязьгеающих диодов, первый элемент ИЛИ и последовательно соединенные датчик отклонения нагрузки дизель-генератора переменного тока, дифференцирующая RC-цепочка, второй релейный усилитель мощности, второй элемент РШИ и второй элемент с памятью, причем первый элемент с памятью снабжен вторым выходом, соединенньм с входом логического блока, выход второго релейного усилителя мощности подключен через блок развязывающих диодов к выходу первого релейного усилителя мощности, первый выход первого элемента с памятью, связан с первым выходом второго эле- мента с памятью, соединенного вторым выходом с управляюш 1м входом вспомогательного ключа и выходом логического блока, инверсный вход которого связан с выходом первого релейного усилителя мощности, вспомогательный ключ включен между положительной шиной источника питания и положительной клеммой первого релейного усилителя мощности, положительная и отрицательная шины источника питания подключены к соответствующим входам второго релейного усилителя мощности и логического блока, второй вход втооп--го элемента с памятью соединен с вторым входом первого элемента с памятью, с отрицательным входом первого релейного усилителя мощности и отрицательной шиной источника питания, выход первого релейного усилителя мощности соединен с входом первого элемента с памятью через первый элемент ИЛИ.

Изобретение относится к релейно импульсным системам регулирования, . может быть использовано при разработке вторичных регуляторов топливоотдачи передвижных электроагрегатов и электростанций с автотранспортными дизельными двигателями и является усовершенствованием изобретения по авторскому свидетельству СССР В 1180840. Целью изобретения является уменьшение динамической ошибки. Вторичный регулятор включает в себя релейно-импульсный канал регулирования по отклонению (КРО) с отрицательной петлей гистерезиса, канал регулирования по производной возмущения (КРВ) дизеля, схеМу совпадения и управляемый ключ в цепи питания усилителя КРО. Инверсный вход ключа соединен с выходами КРВ и совпадения. При резком изменении нагрузки дизеля серводвигатель подключается к источнику питания на время, вычисляемое КРВ, после чего следует отключение его на время, достаточное для успокоения колебаний первичного регулятора

11