Электрогидравлический регулятор скорости гидротурбины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респтблик

Зависимое от авт. свидетельства ¹ —

Кл 88а, 6

Заявлено 30. т 11.1965 (№ 1023800/24-6) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 20.Х1.1969. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 20.XI.1970

МПК F 03b

УДК 621.224-531.6 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. А. Пивоваров и С. И. Чайковский

Ленинградский металлический завод им. ХХ11 съезда КПСС

Заявитель

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР СКОРОС Й ГИДРОТУРБИНЫ:

Известны электрогидравлические регуляторы скорости и активной мощности гидроагрегатов ГЭС, содержащие электрический и гидромеханический узлы с преобразователем для их связи и полупроводниковые усилители и модуляторы, включенные в цепи изодромной обратной связи и группового регулирования.

Указанные регуляторы имеют малую выходную мощность усилителей что вызывает возникновение зоны нечувствительности в исполнительной части регулятора.

Усилители постоянного тока усложняют электрическую схему за счет введения различных стабилизирующих цепей, связанных с исключением «дрейфа» нуля.

Во время работы агрегатов происходит изменение параметров изодрома, что вызывает толчки в системе регулирования.

Выявители отклонения частоты с индуктивными катушками имеют ограниченные пределы линейности и запаздывания.

Контактные проволочные потенциометры в цепях обратных связей и механизма изменения скорости, имеют ограниченный срок службы и малонадежны.

Предлагаемый регулятор отличается от известных тем, что вместо электронного или магнитного усилителя постоянного тока, включенного в прямую цепь, применены транзисторные усилители переменного тока как в прямой цепи, так и в цепи изодромной обратной связи. Такие усилители обладают немедленной готовностью к работе и имеют высокую стабильность нуля, В прямую цепь усиления включен транзисторный фазочувствительный усилитель, являющийся усилителем мощности, который позволяет значительно увеличить выходную мощность выявителя, и уменьшить зону нечув 0 ствительности регулятора.

В цепь питания изодромной обратной связи последовательно включены конденсаторы для их предварительного подзаряда с целью исключения толчков в системе регулирования при изменении параметров изодрома.

Перечисленные отличительные особенности обеспечивают предлагаемому регулятору меньшую зону нечувствительности, повышенную надежность и высокую стабильность характе20 p,и сти к.

На чертеже представлена схема предлагаемого регулятора.

Питание регулятора осуществляется от тахогенератора 1, жестко связанного с валом

25 гидроагрегата. Выявитель отклонения частоты представляет собой двойной Т-образный мост

2,,т низких частот, являющийся заградительным фильтром токов. Он задерживает токи резонансной частоты (50 гтрк) и пропускает з0 токи других частот.

258164

Зо

60

С помощью потенциометра 4 производится настройка моста в диапазоне частот 49 — 51 гц.

Отсутствие в схеме выявителя отклонения частоты индуктивных катушек расширяет пределы линейности его характеристик и исключает запаздывание.

Сопротивление 5 нагрузки включено последовательно в цепь датчика б жесткой обратной связи и датчика 7 механизма изменения скорости. Питание датчиков производится от трансформатора 8. Датчики б и 7 представляют собой бесконтактные индукционные датчики (сельсины), работающие в трансформаторном режиме. Они более надежны по сравнению с проволочными, потенциометрами и непосредственно позволяют произвести суммирование сигналов на переменном токе. Ротор датчика б жесткой обратной связи механически связан с сервомотором направляющего аппарата. Глубина обратной связи (статизм) устанавливается потенциометром 9 в пределах от 0 до 10 /О. С помощью датчика 7 механизма изменения скорости задается скорость вращения на холостом ходу, осуществляется синхронизация гидроапрегата с энергосистемой и производится набор нагрузки. Управление ротором датчика 7 осуществляется электродвигателем 10 или маховичком от руки.

Суммарный сигнал от выявителя частоты, датчиков жесткой обратной связи и механизма изменения скорости, включенных последовательно, подается на первичную обмотку трансформатора 11. Вторичная обмотка трансформатора соединена с входом транзисторного усилителя 12 переменного то ка, питаемого от трансформатора 8 через выпрямительный мост 18. Транзисторный усилитель 12 является безынерционным усилителем напряжения переменного тока с высоким коэффициентом усиления. Выходное напряжение усилителя поступает в первичную обмотку суммирующего трансформатора 14, где оно суммируется с напряжением от изодромной обратной связи.

Такая схема прямой цепи усиления напряжения позволяет достигнуть улучшения стабильности характеристик, так как в усилителях переменного тока «дрейф» нуля практически отсутствует, а также позволяет осуществить суммирование малых сигналов с упрощением схемы.

В предлагаемом регуляторе цепь изодромной обратной связи имеет самостоятельное питание от тахогенератора 1 и собственный транзисторный усилитель переменного тока.

Датчик 15 изодромной обратной связи, ротор которого жестко связан с сервомотором направляющего аппарата, питается от тахогенератора 1. Напряжение от этого датчика через выпрямительный мост 1б подается в цепь изодромного устройства, представляющего собой параллельное соединение конденсаторов 17 — 25 и последовательно включенного сопротивления 2б. Конденсаторы 17 — 21 предназначены для изменения постоянной времени изод рома при работе гидроагрегата на холостом ходу, а конденсатора 22 — 25 — при работе под нагрузкой.

Изменение времени изодрома осуществляется переключателями 27 и 28, а изменение режима работы — контактами реле 29. Особенность данной схемы изодромной обратной связи заключается в том, что изменение постоянной времени осуществляется конденсаторами, которые через сопротивление 80 предварительно заряжены напряжением, соответствующим данному положению сервомотора направляющего аппарата, что исключает толчки в системе регулирования при изменении времени изодрома на работающем гидроагрегате.

Напряжение цепи RC подается на транзисторный двухполупериодный модулятор 81, работающий в ключевом режиме. Модулятор преобразует напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока. Питание модулятора осуществляется от трансформатора 8.

Напряжение от модулятора поступает на первичную обмотку трансформатора 11 и через потенциометр 82 подается на вход транзисторного усилителя переменного тока. С выхода усилителя на пряжение.подается на первичную обмотку суммирующего трансформатора 14. где оно суммируется с напряжением прямой цепи усиления Первичные обмотки этого трансфор,матора соединены последовательно. Глубина изодромной обратной связи регулируется потенциометром 82.

Раздельные цепи изодромной обратной связи и прямой цепи усиления с параллельным включением самостоятельных транзисторных усилителей переменного тока и с суммированием сигналов на выходе усилителей позволяют повысить стабильность характеристики выявительных элементов, упростить схему и повысить надежность ее работы.

От трансформатора 14 суммарный сигнал поступает на транзисторный фазочувствительный усилитель 88, который усиливает и преобразует сигнал рассогласования переменного тока в сигнал постоянного тока, необходимый для управления дифференциальной нагрузкой — катушкой 84 электромеханического преобразователя.

Питание фазочувствительного усилителя осуществляется от трансформатора 8 через выпрямители (диоды) 85 — 88. Фазочувствительный усилитель собран по двухполупериодной схеме и представляет собой усилитель мощности с выходом на дифференциальную нагрузку (катушка 84).

Такая схема позволяет зна чительно увеличить выходную мощность усилителя и уменьшить зону нечувствительности исполнительной части регулятора, а также уменьшить

«дрейф» нуля усилителя, так как при отсутствии напряжения на входе фазочувствительного усилителя 88 за два полупериода питающего напряжения суммарный ток, протекаю258164 ший в катушке 84, не зависит от параметров транзисторов усилителя, а зависит лишь от разности обратных токов групп диодов 85 — 8б и 87 — 88. У кремниевых диодов, которые применены в схеме, разность обратных токов не превышает 0,5О/О.

Катушка 84 электромеханического преобразователя управляет гидромгханической частью регулятора, состоящей из гидроусилителя 89, побудительного золотника 40, главного золотника 41, сервомотора 42 направляющего аппарата, с которым жестко связаны датчики б и 15. Сервомотор управляет открытием направляющего аппарата и мощностью гидроагрегата 48.

Для введения в регулятор управляющих воздействия на постоянном токе предусмотрены цепи группового регулирования, состоящие из транзисторного модулятора 44, одинакового с модулятором 81, трансформатора 45 и контактов реле 4б, осуществляющих переключение режимов работы.

Предмет изобретения

1. Электрогидравлический регулятор скорости гидротурбины с электромеханическими элементами изменения частоты и мощности гидроагрегата и изодромной обратной связью, содержащий электрический и гидромеханический узлы с преобразователем для их связи

6 и полупроводниковые усилители и модуляторы, включенные в цепи изодромной обратной связи и группового регулирования, отличаюи1ийся тем, что, с целью уменьшения зоны нечувствительности и повышения динамических

10 качеств регулятора и надежности, в прямую цепь усиления включены транзисторные усилители переменного тока, к выходным цепям которых подключен суммирующий трансформатор, соединенный через фазочувствительный

15 усилитель мощности с дифференциальной выходной нагрузкой.

2. Регулятор по п. 1 отличающиися тем, что, с целью повышения плавности регулирования при изменении параметров обратной 0 связи, в цепь ее питания последовательно включены конденсаторы для предварительного подзаряда.

3. Регулятор по п. 1, от.гичающийся тем, что, с целью повышения надежности, выходные цепи модулятора группового регулирования через контакты реле соединены последовательно с прямой цепью усиления.

258164

Составитель А. Лазебник

Техред Т. П,. Курилко

Корректор Л. В. Юшина

Редактор Э. Рубаи

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 243/1843 Тираж 480 экз. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, OK-35, Раушская наб., д. 4/5