Система регулирования производительности турбомеханизма Советский патент 1989 года по МПК F24F11/47 

W

Изобретение позволяет повысить надежность путем учета аэродинамических показателей системы. При достижении электродвигателем (ЭД) 1 заданной частоты вращения включается контакт 25. Шиберная заслонка (ШЗ) 7 начинает открываться. Если ток, потребляемый ЭД 1 и регистрируемый датчиком (Д) 19 тока превышает предельный, то на выходе элемента (Э) 11 типа зона нечувствительности появляется сигнал на замыкание ключевого Э 13. Через Э 13 отрицательный сигнал с блока (Б) 4 задания напряжения поступает на вход Б 5 реверса привода 6 ШЗ 7 турбомеханизма 8. Открытие ШЗ 7 прекращается. При уменьшении потребляемого тока ниже предельного значения ШЗ 7 вновь открывается. Таким образом положение ШЗ зависит от потребляемого ЭД 1 тока. Этим достигается стабилизация нагрузки. Схема управления ЭД 1 включает Д 2 частоты вращения, Б 3 регулирования, выпрямитель 16, инвертор 17, Д 19 тока, Э 9 дифференцирования, Э 12 типа зона нечувствительности и ключевой Э 14. 2 ил.

Й/г./

/5 73

15

I Изобретение относится к вентиля- ц)и преимущественно к устройствам управления электроприводом турбоме- хэнизмов,

; Цель изобретения - повышение надежности путем учета аэродинамических показателей системы..

На фиг. 1 представлена блок-схе- f.а предлагаемой системы; на фиго 2 - /гиаграммы тока и угла открытия шиберюй заслонки турбомеханизма.

Система регулирования производительности турбомеханизма содержит флектродвигатель 1 переменного тока, Датчик,2 и блок 3 регулирования час- toTU вращения последнего, блок за- напряжения .и блок 5 реверса Ьривода б шиберной заслонки 7 турбо- 2о Механизма 8, элемент 9 дифференциро- |вания, три элемента. 10, 11 и 12-нелинейности типа Зона нечувствительности, два замыкающих 13 и 1 и один размыкающий 15 ключевых элемента,

при этом электродвигатель 1 снабжен выпрямителем 1б, инверторрм 17 с им- пульсно-фазовым регулятором 18 и включенным между.ними датчиком 19 тока, при этом блок 3 регулирования, выполнен в виде последовательно соединённых регулятора 20 частоты вращения, элемента 21 нелинейности типа Вентиль, регулятора 22 тока и импульсно-фазового регулятора 23, блок 4 задания снабжен положительным и отрицательным контактами 2k и 25, подключенными к входам блока 5 реверса, причем первый выход датчика 19. тока подключен к входу элемента 21 нелинейности типа Вентиль и к входам первого 10 и второго 1 Г элементов типа Зона нечувствительности, которых соединены соответственно с управляющими входами размыкающего 15 и первого замыкающего 13 ключевых элементов, первый из которых включен, последовательно с отрицательным контактом блока задания, д ругой - параллельно его контактам, а второй выход датчика 19 тока через

элемент 9 дифференцирования соединен с входом третьего элемента 12 типа Зона нечувствительности, выход которого связан с управляющим входом второго замыкаюа1его ключевого элемента Ut, подключенного параллельно э.пементу 21 нелинейности типа Вентиль.,

0

25 30

40 Д5

35

50

55

Система работает следующим об. зом.

В исходном положении с помощью привода 6 шиберная заслонка 7 полностью закрывает путь для проходящего воздуха турбомеханизма. Закрытие осуществляется путем, включения контакта 2k на входе блока 5. Угол установки шиберной заслонки зависит от времени включения привода 6. При включенном контакте 2k привод 6 будет открывать шиберную заслонку 7 до ее полного закрытия, пока концевой выключатель привода 6 не разомкнет контакт 2. При ручном управлении положение привода будет определяться конкретным значением, .в частности, не равным предельному.

Разгон осуществляется при подаче на регулятор 20 задающего напряжения (задатчик интенсивности на чертеже не показан). Увеличение скорости осуществляется до заданной, В зави- симости от темпа изменения задающего напряжения, разгон может осуществляться в рем{име насыщения регулятора 22 тока или этого режима. При этом блоки 9, 12 и k на процесс раз- - гона двигателя 1 не влияют.

По достижении установившейся частоты вращения включается контакт 25 (контакт 2k разомкнут) на открывание шиберной заслонки,

Угол-установки шиберной заслонки с постоянной скоростью уменьшается (фиг. 2), а момент на валу примерно с постоянной скоростью возрастает. При этом система привода с турбоме- ханизмом на валу оказывается неустойчивой или на грани устойчивости и в ней возможны незатухающие коле-, бания, постепенно приводящие к отключению системы, что приводит к зна- чительным материальным потерям

На фиг. 2 представлены три значения токов: Idc допустимый; Id, предельный; Id.2 недопустимый. Устройство на значения этих токов реагирует следующим образом.

В интервале ток Id практически переходит от допустимого к предельному и достигает недопустимого. Если ток превышает предельный, то на выходе элемента 11 появляется сигнал на элемент 13, через который отрицательный сигнал поступает на вход блока 5. При этом открытие ши берной заслонки приостанавливается.

Наличие двух сигналов на входах блока 5 снимает напряжение питания с привода 6. Если ток Id начнет уменьшаться, то ключевой элемент 13 разомкнется и угол открытия шиберной заслонки будет опять уменьшаться. Если же ток опять достигнет значения предельного, то процесс открытия приостановится (участок III-IV на фиг. 2 В дальнейшем, если так будет расти и достигнет значения Id появится напряжение на выходе элемента 10, ключевой элемент 15 разомкнется. Так как при этом присутствует напряжение на входе блока 5 (через элемент 13), то блок 5 выдает на привод 6 сигнал на закрытие шиберной заслонки„ Это будет происходить.до тех пор, пока ток будет превышать допустимое значение. В момент времени t закрытие шиберной заслонки приостановится, а в момент f шиберная заслонка начнет опять откр ываться и т „д. Если процессы с током Id будут повторяться, то будет изменяться и положение заслонки.

При полностью открытой заслонке контакт 25 разомкнется. Если скорост изменения выпрямленного тока велика и приближается к предельной, срабатывает ключ И, который обеспечивает перевод двигателя 1 в тормозной режим. Это возможно при амплитуде то- .ка Id, превышающей значение тока статического.

Таким образом, происходит демпфирование колебаний нагрузки. С по- мбщью импульсно-фазового регулятора 23 осуществляется регулирование выпрямленного напряжения выпрямителя 1б. Значение выпрямленного напряжени определяет частоту вращения двигателя 1 . На выходе датчика 19 тока формируется сигнал постоянного тока, который поступает на вход регулятора 22 тока, обеспечивающего величину сигнала от тока Id, равную сигналу, поступающему с регулятора 20.

Формула изобретения.

Система регулирования производительности турбомеханизма, содержащая электродвигатель переменного тока, датчик и блок регулирования частоты вращения последнего, блок задания напряжения и блок реверса 0 привода шиберной заслонки турбомеханизма, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем учета аэродинамических показателей системы, она дополнительно

5 содержит элемент дифференцирования, . три элемента нелинейности типа Зона нечувствительности, два замыкающих и один размыкающий ключевых элемента, при этом электродвигатель снаб20 жен выпрямителем, инвертором с им- пульсно-фазовым регулятором и включенным между ними датчиком тока, при этом блок регулирования выполнен в виде последовательно соединенных

5 регулятора частоты вращения, элемента нелинейности типа Вентиль, регулятора тока и импульсно-фазового регулятора, блок задания снабжен положительным и отрицательным контакта0 ми, подключенными к входу блока реверса, причем первый выход датчика тока подключен к входу элемента нелинейности типа Вентиль и к входам первого и второго элементов типа Зона нечувствительности, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами размыкающего и первого замыкающего ключевых элементов, один из которых включен после Q довательно с отрицательным контактом блока задания, другой - параллельно его контактам, а второй выход датчика тока через элемент дифференцирования соединен с входом третьего эле.- мента типа Зона нечувствительности, выход которого связан с управляющим входом второго замыкающего ключевого элемента, подключенного .параллельно элементу нелинейности типа Вентиль

35

S

taag