Валоповоротное устройство

 

Валоповоротное устройство предназначено для вращения роторов турбомашин. Устройство содержит электродвигатель валоповоротного механизма, блок формирования продолжительности управления, тахогенератор, сочлененный с ротором турбины, анализатор динамических характеристик ротора, включенный в цепь соединения тахогенератора с блоком формирования. Валоповоротное устройство содержит также зубчатую дифференциальную передачу, входной вал которой присоединен к электродвигателю валоповоротного механизма, регулирующий вал - к регулирующей электрической машине, а выходной - к зубчатой передаче, регулирующая электрическая машина подключена к выходу блока управления, один из входов которого подключен к блоку формирования продолжительности управления, задатчик положения, задатчик скорости и задатчик ускорения, выходы которых подключены к входам блока формирования продолжительности управления, три суммирующих элемента, подключенных своими выходами к соответствующим входам блока управления, при этом одни из входов суммирующих элементов подключены к выходам блока формирования продолжительности управления, вторые из входов трех суммирующих элементов присоединены соответственно к выходам датчика угла поворота, тахогенератора и блока дифференцирования, вход блока дифференцирования присоединен к одному из выходов тахогенератора, а датчик угла поворота сочленен с ротором турбины. Такое выполнение валоповоротного устройства позволит повысить его надежность за счет наличия зубчатой дифференциальной передачи, связывающей приводной электродвигатель и ротор турбины, а также повысить точность поворота за счет автоматического регулирования скорости и ускорения при работе устройства. 1 ил.

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано для вращения роторов турбомашин.

Известно валоповоротное устройство, содержащее электродвигатель, размещенную в корпусе червячную пару и две зубчатые передачи [1] .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является валоповоротное устройство, содержащее электродвигатель валоповоротного механизма, к которому подсоединен блок включения, связанный с выходом блока формирования продолжительности управления, и тахогенератор, сочлененный с ротором и подсоединенный своим выходом к входу блока формирования, содержащее также анализатор динамических характеристик ротора, включенный в цепь соединения тахогенератора с блоком формирования, и блок торможения, подсоединенный своим выходом к дополнительному выходу блока формирования, а выходом - к электродвигателю [2] .

Недостатками прототипа является трудность обеспечения безударного зацепления червячной пары и значительные осевые нагрузки на вал червяка при аварийном отключении электропривода, что может явиться причиной поломки устройства; кроме того, отсутствует возможность автоматического изменения, регулирования скорости и ускорения при работе устройства, что может ограничивать точность поворота.

Задачей изобретения является создание валоповоротного устройства, которое обладает повышенной надежностью за счет наличия зубчатой дифференциальной передачи, связывающей приводной электродвигатель и ротор турбины, а также повышенной точностью поворота за счет автоматического регулирования скорости и ускорения при работе устройства.

Поставленная задача решается тем, что устройство содержит электродвигатель валоповоротного механизма, блок формирования продолжительности управления, тахогенератор, сочлененный с ротором турбины, анализатор динамических характеристик ротора, включенный в цепь соединения тахогенератора с блоком формирования.

Новым по сравнению с прототипом является то, что валоповоротное устройство содержит зубчатую дифференциальную передачу, входной вал которой присоединен к электродвигателю валоповоротного механизма, регулирующий вал - к регулирующей электрической машине, а выходной - к зубчатой передаче, регулирующая электрическая машина подключена к выходу блока управления, один из входов которого подключен к блоку формирования продолжительности управления, задатчик положения, задатчик скорости и задатчик ускорения, выходы которых подключены к входам блока формирования продолжительности управления, три суммирующих элемента, подключенных своими выходами к соответствующим входам блока управления, при этом одни из входов суммирующих элементов подключены к выходам блока формирования продолжительности управления, вторые из входов трех суммирующих элементов присоединены соответственно к выходам датчика угла поворота, тахогенератора и блока дифференцирования, вход блока дифференцирования присоединен к одному из выходов тахогенератора, а датчик угла поворота сочленен с ротором турбины.

Новая совокупность указанных признаков необходима и достаточна для получения указанного технического результата, так как введение зубчатой дифференциальной передачи обеспечивает безударное зацепление и увеличивает ресурс устройства, а введение регулирующий электрической машины, блока управления, датчика угла поворота, блока дифференцирования, задатчиков угла поворота, скорости и ускорения, суммирующих элементов и соответствующее их подключение обеспечивает возможность регулирования скорости и ускорения при работе устройства, что увеличивает точность поворота.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит электродвигатель 1, дифференциальную зубчатую передачу 2, входной вал которой присоединен к электродвигателю 1, регулирующий вал - к регулирующей электрической машине 3, а выходной вал - к зубчатой передаче 4, которая соединена с ротором 5 турбины. На валу ротора 5 турбины расположен тахогенератор 6, два из выходов которого подключены соответственно к входу анализатора 7 динамических характеристик и к входу блока 8 дифференцирования. Выход анализатора 7 динамических характеристик подключен к одному из входов блока 9 формирования продолжительности управления. Устройство также содержит суммирующие элементы 10, 11, 12, одни из входов которых подключены к выходам блока 9 формирования продолжительности управления, вторые входы присоединены соответственно к выходу датчика 13 угла поворота, расположенного на валу ротора 5 турбины, к третьему выходу тахогенератора 6 и к выходу блока 8 дифференцирования. Выходы суммирующих элементов 10, 11, 12 подключены к входам блока 14 управления, четвертый из входов которого подключен к одному из выходов блока 9 формирования продолжительности сигнала управления, а выход блока 14 управления подключен к регулирующей машине 3. Устройство содержит также задатчик 15 угла поворота, задатчик 16 скорости, задатчик 17 ускорения, подключенные своими выходами к входам блока 9 формирования продолжительности управления.

Устройство работает следующим образом.

Работа предложенного устройства может осуществляться в двух режимах: 1) ротор 5 турбины периодически поворачивается на 180o с определенным интервалом времени (дискретный режим); 2) ротор 5 турбины вращается непрерывно (непрерывный режим).

Работа устройства в непрерывном режиме осуществляется следующем образом.

При поступлении команды на включение валоповоротного устройства включается электродвигатель 1, одновременно подается сигнал на блок 9 формирования продолжительности управления, срабатывает блок 14 управления, подается напряжение на регулирующую электрическую машину 3.

Сигнал, пропорциональный заданному значению скорости, с блока 9 формирования продолжительности управления поступает на вход суммирующего элемента 11, на другой вход которого подается сигнал с тахогенератора 6. С выхода суммирующего элемента 11 корректирующий сигнал поступает на вход блока 14 управления, который изменяет напряжение, подаваемое на электрическую регулирующую машину 3, скорость ее вращения изменяется, а следовательно, изменяются и скорости вращения выходного вала дифференциальной зубчатой передачи 2 и ротора 5 турбины. Таким образом, при работе валоповоротного устройства в непрерывном режиме имеется возможность корректировать скорость вращения ротора 5 турбины в автоматическом режиме.

Работа валоповоротного устройства в дискретном режиме осуществляется следующим образом.

При вращении ротора 5 турбины появляется сигнал от тахогенератора 6, который подается на анализатор 7 динамических характеристик, вычисляющий по переходной функции динамические характеристики турбины (время запаздывания и постоянную времени). Эти вычисленные характеристики подаются на блок 9 формирования, где вырабатываются команды, определяющие продолжительность включения и время торможения регулирующей машины 3.

По истечение интервала, соответствующего найденной продолжительности включения, на блок 14 управления подается соответствующая команда и блок 14 управления отключает питание от регулирующей электрической машины 3 или осуществляет ее реверсирование.

При отключении питания от регулирующей электрической машины устраняется силовая связь между электродвигателем 1 и ротором 5 турбины, который остановится через определенный блоком 9 формирования интервал времени.

Для обеспечения поворота ротора 5 турбины ровно на заданный угол сигнал с датчика 13 угла поворота и сигнал, пропорциональный заданному углу, от блока 9 формирования подается на суммирующий элемент 10, откуда подается команда коррекции на блок 14 управления.

Для коррекции скорости во время работы валоповоротного устройства сигналы от тахогенератора и от блока 9 формирования поступают на суммирующий элемент 11 и команда коррекции подается на блок 14 управления.

Для коррекции ускорения сигнал от тахогенератора 6 поступает на блок 8 дифференцирования, с выхода которого сигнал, пропорциональный ускорению, поступает на сумматор 12, и от блока 9 формирования поступают на суммирующий элемент 11, на другой вход которого подается сигнал от блока 9 формирования, определяющий заданное ускорение, и команда коррекции с суммирующего элемента 11 подается на блок 14 управления.

Изобретение может быть использовано в системах автоматизации валоповоротных устройств турбоагрегатов.

Источники информации 1. Липатова А. И. Конструкции валоповоротных устройств. Энергетическое оборудование. М. : НИИинформтяжмаш, 1974, 33, с. 15-20.

2. А. с. 638742 на изобретение "Устройство для поворота ротора турбоагрегата". Авторы Куценко Б. Н. и др. Заявка 2485084 от 5.05.1977; опубл. в Бюл. Изобр. 47 25.12.78.

Формула изобретения

Валоповоротное устройство, содержащее электродвигатель валоповоротного механизма, блок формирования продолжительности управления, тахогенератор, сочлененный с ротором турбины, анализатор динамических характеристик ротора, включенный в цепь соединения тахогенератора с блоком формирования, отличающееся тем, что оно содержит зубчатую дифференциальную передачу, входной вал которой присоединен к электродвигателю валоповоротного механизма, регулирующий вал - к регулирующей электрической машине, а выходной - к зубчатой передаче, регулирующая электрическая машина подключена к выходу блока управления, одни из входов которого подключен к блоку формирования продолжительности управления, задатчик положения, задатчик скорости и задатчик ускорения, выходы которых подключены ко входам блока формирования продолжительности управления, три суммирующих элемента, подключенных своими выходами к соответствующим входам блока управления, при этом один из входов суммирующих элементов подключены к выходам блока формирования продолжительности управления, вторые из входов трех суммирующих элементов присоединены соответственно к выходам датчика угла поворота, тахогенератора и блока дифференцирования, вход блока дифференцирования присоединен к одному из выходов тахогенератора, а датчик угла поворота сочленен с ротором турбины.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение касается системы и способа для медленного проворачивания валопровода. Технический результат заключается в обеспечении возможности медленного проворачивания валопровода на электростанции без применения при этом внешнего масляного гидромотора. Система для режима медленного проворачивания турбоагрегата включает в себя электрический генератор, главный возбудитель и вспомогательный возбудитель. Во время номинального режима вспомогательный возбудитель используется в качестве постоянно возбужденной синхронной машины для получения электрического напряжения, а в режиме медленного проворачивания вспомогательный возбудитель служит двигателем для медленного проворачивания. При этом система включает в себя также переключатель, который служит для переключения между номинальным режимом и режимом медленного проворачивания. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Приводное устройство для вращения турбинного валопровода турбогенераторной установки. Приводное устройство содержит главный валоповоротный редуктор с электрическим приводом и вспомогательный валоповоротный механизм (5) с гидравлическим приводом. Вспомогательный валоповоротный механизм (5) выполнен с возможностью управления штоком гидроцилиндра (6) двойного действия. Вспомогательный валоповоротный механизм (5) содержит колесо, выполненное за одно целое с валопроводом (1), и толкатель (8), соединенный со штоком цилиндра (6). Толкатель (8) выполнен с возможностью зацепления со средствами (11) сцепления, расположенными на периферии колеса, и перемещения между втянутым положением, в котором он отсоединен от колеса, и положением зацепления с одним из средств (11) сцепления, в котором выдвижение штока цилиндра (6) поворачивает колесо. Толкатель (8) соединен со штоком цилиндра (6) посредством шарнирного соединения, опирающегося на ползун, который составляет одно целое со штоком цилиндра (6) так, что толкатель (8) может качаться между упомянутым втянутым положением и упомянутым положением зацепления. При перемещении штока цилиндра (6) ползун направляется в поступательном движении посредством направляющих средств, поддерживаемых пластиной (14), которая выполнена за одно целое с цилиндром (6). Достигается более точное линейное перемещение толкателя и вращение вала. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к энергетике. Устройство для приведения в действие нагрузки, содержащее многовальную газовую турбину, содержащую компрессор высокого давления и турбину высокого давления, соединенные друг с другом первым валом, компрессор низкого давления и рабочую турбину, соединенные с обеспечением передачи приводного усилия друг с другом вторым валом, проходящим коаксиально с первым валом. При этом устройство дополнительно содержит нагрузочную муфту, соединяющую рабочую турбину с нагрузкой с обеспечением передачи приводного усилия, а также содержит двухскоростной поворотный редуктор, выполненный с возможностью взаимодействия с указанной нагрузкой с обеспечением передачи приводного усилия и выхода из указанного взаимодействия для медленного вращения нагрузки или для поворота компрессора низкого давления с обеспечением передачи приводного усилия во время промывки в режиме вывода из эксплуатации. Также представлены способ промывки в режиме вывода из эксплуатации многовальной газовой турбины, а также способ медленного вращения многовальной газовой турбины и соединенной с ней нагрузки. Изобретение позволяет повысить эффективность промывки газовой турбины. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх