SU1121649A1

SU1121649A1 - Secondary control of fuel supply to ac diesel-generator

Info

Publication number: SU1121649A1
Application number: SU823481977A
Authority: SU
Inventors: Федор Александрович Широбоков; Фридрих Исаакович Плостак
Priority date: 1982-08-06
Filing date: 1982-08-06
Publication date: 1984-10-30

Abstract

ВТОРИЧНЫЙ РЕГУЛЯТОР ТОШШ- ЮГОДАЧИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий датчик отклонени регулируемого параметра, релейный усилитель МОЩНОСТИ, ;серводви-. гатель, два реле, резистор и конденсатор , причем первый и второй выходы датчика отклонени регулируемого параметра соединены с соответствующими входами релейного усилител МОЩНОСТИ через интегрирующую RC-цепочку, третий и четвертый выходы релейного усилител мощности подключены соответственно к положительной И отрицательной клеммам источника питани , первый выход релейного усилител МОЩНОСТИ подсоединен к первому реле, второй выход релейного усилител МОЩНОСТИ - к второму реле, выходы обоих реле св заны с отрицательной ШИНОЙ источника питани , параллельно третьему и четвертому входам релейного усилител мощности подключены две цепочки, состо ща кажг (Л да ИЗ двух последовательно соединенных нормально разомкнутых контактов, ОДИН ИЗ которых принадлежит первому, а другой - второму реле, одна клемма обмотки серводвигател подсоединена между нормально разомкнутыми контактами первой цепочки, друга клемма между нормально разомкнутыми контактами втдрой цепочки, отличаюГО щийс тем, что, с целью повышени быстродействи и снижени колеО ) бательности прсщесса регулировани , 4 СО параллельно первому и второму входам релейного усилител мощности подключены последовательно соединенные второй резистор И два параллельно соединенных нормально разомкнутых контакта первого И второго реле.SECONDARY ACCESSORATOR TOYSH OF YOUR DIESEL-ALTERNATING CURRENT, containing an adjustable parameter deviation sensor, POWER relay amplifier,; servo-. galer, two relays, a resistor and a capacitor, the first and second outputs of the variable deviation sensor are connected to the corresponding inputs of the POWER relay amplifier via an integrating RC-chain, the third and fourth outputs of the relay power amplifier are connected respectively to the positive And negative power supply terminals, the first output the POWER relay amplifier is connected to the first relay, the second output of the POWER relay amplifier is connected to the second relay, the outputs of both relays are connected to the negative BUS power supply, parallel to the third and fourth inputs of the relay power amplifier, two chains are connected, consisting of each (L yes OUT two serially connected normally open contacts, ONE OF which belongs to the first, and the other to the second relay, one winding terminal of the servomotor is connected between normally open contacts the first chain, another terminal between the normally open contacts of the second chain, characterized in that, in order to improve speed and reduce the number of fingers, With the adjustment control, 4 CO in parallel with the first and second inputs of the relay power amplifier are connected in series a second resistor AND two parallel-connected normally open contacts of the first AND of the second relay.

Description

Изобретение относитс к автоматическому регулированию, в частности, частоты или активной мощности синхронных генераторов передвижных электростанций , имеющих электрический серводвигатель дл изменени уставки регул тора скорости вращени вала дизел , т.е. дл вторичного регулировани .The invention relates to the automatic regulation, in particular, of the frequency or active power of synchronous generators of mobile power stations having an electric servo motor for changing the setpoint of the diesel shaft rotation speed controller, i.e. for secondary regulation.

Известны автоматические регул торы дизель-генераторов переменного тока, которые осуществл ют загрузку генератора соответствующей частью общей активной нагрузки при параллельной работе генераторов между собой путем смещени параллельно самой себе характеристики первичного результата топливоподачи дизел . Серводвигатель Др дизел включаетс на напр жение питани с помощью реле РУВН, РУМН, управл емых реле РУВ, РУМ, которые наход тс в блоке УРАМ 1 . и 2.Automatic regulators of alternating current diesel generators are known, which load the generator with a corresponding part of the total resistive load when the generators work in parallel with each other by displacing, parallel to itself, the characteristics of the primary result of the diesel fuel injection. The servo motor DR diesel is turned on for the supply voltage by means of the RUVN, RUVN relay, controlled by the RUV, RUM relay, which are located in the URAM 1 block. and 2.

Чтобы не бьшо автоколебаний при регулировании, управление серводвигател ми делают импульсным. Однако эти импульсы неизменш 1 по дпительности . Поэтому скорость отработки отклонени не зависит от величины отклонени регулируемого параметра и врем регулировани относительно велико.In order to avoid self-oscillations during regulation, the control of servomotors is impulsive. However, these pulses are unchanged at 1. Therefore, the rate of deviation testing does not depend on the magnitude of the deviation of the controlled parameter and the regulation time is relatively large.

Известен также вторичный регул тор топливоподачи дизель-генератора используемый как стабилизатор частоты напр жени Автономно работающего электроагрегата З.Also known is the secondary fuel supply regulator of a diesel generator used as a voltage frequency stabilizer for an autonomously operating electrical unit Z.

В таком регул торе длительность импульсов управлени серводвигателем пропорциональна величине от ,клонени частоты генератора от но минального значени . Поэтому врем отработки отклонени относительно мала. Однако и эта скорость неоптимальна , так как часть времени тратитс на паузы ме у импульсами.In such a controller, the duration of the servomotor control pulses is proportional to the value of the oscillator frequency deviation from the nominal value. Therefore, the deviation time is relatively short. However, this speed is also not optimal, since some of the time is spent on pauses by me pulses.

Мезвду тем, сокращение времени отработки отклонени регулируемого параметра от заданного значени имеет существенное значение при стабилизации номинальной частоты шлрабатываемого напр жени , при выводе дизел на номинальные обороты холостого хода перед синхронизацией, при наборе нагрузки на электроагрегат после синхронизации и т.п.However, reducing the time required to test the deviation of the controlled parameter from the setpoint is essential when the nominal frequency of the driven voltage stabilizes, when the diesel goes to nominal idling speed before synchronization, when the load on the electrical unit is adjusted after synchronization, etc.

При малых величинах отклонени воможен случай, когда цепь питани интегрирующей RC-цепочки разрываетс , а цепь питани серводвигател не замыкаетс (из-за наличи разницы по времени между размыканием размыканицих контактов и замыканием замыкающих контактов силовых реле, за которое конденсатор RC-цепочки успевает разр дитьс до напр жени отпускани дифференциального релейного усилител мощности в схеме регул тора . Это приводит к увеличению зоны нечувствительности вторичного регул тора, т.е. к снижению точности регулировани . Кроме того, посто нна разр да RC-цепочки определ етд сопротивлением входа релейного усилител мощности и не рег1глируетс . Поэтому иногда, чтойл избавитьс от колебаний при регулировании , приходитс увеличивать зону нечувствительности .At small deviations, it is possible that the power supply circuit of the integrating RC chain is broken and the servomotor power supply circuit does not close (due to the difference in time between opening the contacts and closing the closing contacts of the power relays, for which the RC circuit capacitor has time to discharge to the release voltage of the differential relay power amplifier in the regulator circuit. This leads to an increase in the dead zone of the secondary regulator, i.e., to a decrease in the control accuracy. of constant discharge RC-chain determines ETD input impedance relay power amplifier and reg1gliruets. Therefore, sometimes chtoyl dispose of the oscillations in the regulation, increase prihodits deadband.

В известном вторичном регул торе не учитываетс вли ние возвратной пружины первичного регул тора топггивоподачи пр мого действи на выбег дидизель-генератора после прекращени в вторичного регулировани . Следствием этого, а также неучета разброса времени срабатывани силовых реле и возможного неодинакового наклона противоположных по знаку участков характеристики датчика ш швител отклонени , могут быть колебани и увеличение длительности отработки отклонени .The known secondary regulator does not take into account the effect of the return spring of the primary regulator of the top end of the direct feed to the after-run of the diesel diesel generator after termination of the secondary regulation. The consequence of this, as well as the neglect of the variation in the response time of the power relays and the possible unequal inclination of the opposite in sign sections of the characteristic of the bias deviation sensor, can be fluctuations and an increase in the duration of the deviation testing.

Цель изобретени - повышение быстродействи и снижение колебательности процесса регулировани .The purpose of the invention is to increase speed and reduce the oscillation of the regulation process.

Поставленна цепь достигаетс тем, что в схеме вторичного регул тора , содержащего датчик отклонени регулируемого параметра, релейный усилитель мощности, серводвигатель, два реле, резистор и конденсатор, причем первый и второй клходы датчика отклонени регулируемого параметра соединены с соответствующими входами релейного усилител мощности через интегрирующую RC-цепочку, третий и четвертьй входы релейного уси- , лител мощности подключены соответственно к положительной и отрицательной клеммам источника питани , первый выход релейного усилител мощносTK подсоединен к первому реле, второй выход релейного усилител мощности к второму реле, выходы обоих реле св заны с отрицательной шиной источника питани , параллельно третьему и четвертому входам релейного усилител М01ЦНОСТИ подключены две цепочки , состо 1цие кажда из двух последовательно соединенных нормально разомкнутых контактов, один из которых принадлежит первому, а другой - второму реле, одна клемма обмотки серво двигател подсоединена между нормаль но разомкнутыми контактами первой цепочки, друга клемма - между нормально разомкнутыми контактами цепочки, параллельно первому и второму входам релейного усилител мощности подключены последовательно соединенные второй резистор и два параллельно соединенных нормально разомкнутых контакта первого и второго реле. Благодар указанному включению : второго резистора отключение серводв гател от источника питани происходит с опережением (упреждением), пропорциональным инерционности-дизель-гене ратора. Вторичный регул тор становитс релейно-импульсным. При малых отклонени х регулируемого параметра вторичный регул тор работает в импульсном режиме, при больших отклонени х - в репейном. На фиг. I приведена принципиальна схема вторичного регул тора топливоподачи дизель-генератора переме ного тока; на фиг. 2 - напр жени на элементах схемы и характеристика вход-выход релейного элемента вто ричного регул тора. Регул тор содержит датчик 1 отклонени регулируемого параметра, интегрирующую RC-цепочку , 2, состо щую из первого резистора 3 и конден сатора 4, релейный усилитель 5 мощности , первое и второе реле 6 и 7, первый, второй и третий нормально разомкнутые контакты 8, 9 и 10 первого реле, первый вторсй и третий н мапьно разомкнутые контакты 11, 12 и 13 второго реле, серводвигатель 1 положительную и отрицательную шины и 16 источника питани , второй резистор 17. На фиг. 2 приведены: а - характе ристика датчика отклонени ; б - изменение напр жени на конденсаторе Ъ- характер напр жени на серводви гателе с учетом его динамического торможени ; г - характеристика вторичного регул тора с форсирующей петлей (отрицательным гистерезисом) Вторичный регул тор работает еле дуюцим образом. Если отклонение регулируемого параметра намного больше Ъ (фиг.2г, то на выходе датчика I по ап етс большой сигнал 1фиг,2а) и, например , в момент времени t(фиг.2 в) в включаетс реле ), которое подключает к напр жению питани серводвигатель 14, воздействующий на дизель в сторону уменьшени отклонени . Одновременно замыкаетс контакт 12(13 и резистор 17 подключаетс параллельно конденсатору 4.Из резис-.торов 3 и 17 образуетс делитель напр жени . При этом напр жение на резисторе 17, т.е. между первым и вторым входами релейного усилител is мощности начинает уменьшатьс сначала вследствие разр да конденсатора 4 на резистор 17, а затем вследствие отработки отклонени (фиг.2б). В момент времени tj напр жение на резисторе 17 равно напр жению закрывани релейного усилител 5 мощности и, в соответствии со своей характеристикой с запаздывающей петлей, резистор закрываетс . Реле 6(7 ) обесточиваетс и в момент времени t, 1фиг.2 в) размыкает свои контакты. Серводвигатель 14 тормозитс естественно .или принудительно , например, динамическим торможением ). | 1зель-генератор , посто нна времени которого значительно больше, по инерции продолжает уменьшать отклонение. С момента времениt, (фиг. 2в конденсатор 4 вновь подзар жаетс . Однако сумма времени зар да конденсатора 4, определ емого посто нной RC-цепочки 3, 4 до уровн отК1Я 1вани релейного усилител 5 мощности, и времени срабатывани реле 6(7) выбрана такой, чтобы она была больше времени вхождени отклонени регулируемого параметра в заданную зону нечувствительности tnio (фкг.2г) вследствие инерционности дизель-генератора. Следовательно, при величине отклонени , намного большей Ъ l4iir 2r), на серводвигатель 14 выдаетс только один импульс напр жени длительностью tj-t (фиг. 2в , а импульс даительностью tj-t не формируетс . Если отклонение больше тЬ но меньше Ъ (фиг.2 I, например, в I момент времени t, то формируетс короткий импульс напр жени t,.-t, равный по длительности сумме времеЮ1 разр да конденсатора 4 до уровн закрывани релейного усилител 5 мощности и времени ofпадани реле 617). Под действием этого импуль са управл ющего воздействи отклонение регулируемого параметра входит в зону HeqyBctBHTenbHocTH без перерегулировок. При длительности импульса tg-t,, соизмеримого с посто нной разгона серводвигател и св занных с его ва лом движущихс частей {шестерни редуктора , т ги и T.n.jja также наличии принудительного торможени перемещение рычага первичного регул тора дизел происходит с меныпей скоростью, чем при воздействии на . серводвигатель импульса t|.-t3. Образуетс как бы ползуча скорость перемещени рычага первичного регул тора дизел при малых отклонени х, что способствует увеличению зайаса устойчивости системы вторичного регулировани . Если величина отклонени ненамно го больше Ъ , то, вследствие инерционности дизель-генератора могут быть сформированы импульсы t короче, чем в вьпперассмотренном случае ) и импульс tj-t,. Пауза между импульсами будет равна сумме вре мени зар да конденсатора 4 до уровн включени усилител .5 и времени включени реле 6(7). Нечувствительность mt (фиг. 2г) вторичного регул тора равна нечувствительности релейного усилител 5 мощности при его включении. Величина упрелодени Ъ- тЬ отклю чени серводвигател при отработке 96 отклонени , больщего Ъ 1ширина опережающей петли ), выбираетс соответствующей инерционности дизель-генератора и темпу регулировани и регулируетс сопротивление резистора 17. Величина Ъ соответствует напр жению закрывани релейного усилител мощности при подключенном к конденсатору 4 резисторе 17. Наличие задержек при включении и отключении реле 6(7) как за счет RC-цепочек 3,4 ,и 17,10,так и за счет, собственных времен срабатывани и отпускани не поЪвол ет реле работать в.режиме дребезга на участке b - twb (фиг. 2г). На этом участке вторичный регул тор работает (если это.необходимо ) в импульсном режиме , причем длительность импульсов уменьщаетс с уменыпением отклонени , как и в прототипе. Параллельно резистору I7 можно включить через диод еще один резистор , который при соответствующей пол рности включени диода помогает обеспечить одинаковый процесс отработки отклонеии при несимметричных моменте нагрузки серводвигател , характеристике датчика отклонени и т. п. Работу вторичного регул тора можно сделать и такой, чтобы импульс tf - t, формировалс при переходе отклонени через точку равновеси (ноль). Тогда можно уменьшить ширину опережающей петли Ъ - mb и тем самым еще более увеличить быстродей-. ствие регулировки. Серводвигатель 14 может быть и с Другим типом возбуждени . В этом случае его подключение соответствующим образом измен етс при сохранении реверсивной схемы включени и динамического торможени .The delivered circuit is achieved by the fact that in the secondary regulator circuit comprising an adjustable parameter deviation sensor, a relay power amplifier, a servomotor, two relays, a resistor and a capacitor, the first and second deviations of the adjustable parameter sensor are connected to the corresponding inputs of the relay power amplifier via an integrating RC the chain, the third and fourth inputs of the relay power amplifier, the power amplifier are connected to the positive and negative terminals of the power supply, the first output of the relay The power amplifier TK is connected to the first relay, the second output of the relay power amplifier to the second relay, the outputs of both relays are connected to the negative power supply bus, and two chains are connected in parallel to the third and fourth inputs of the M01TsNA amplifier; each of the two normally-connected contacts connected in series one of which belongs to the first and the other to the second relay, one terminal of the servo motor winding is connected between the normally open contacts of the first chain, the other to EMMA - between the normally open contacts chains, parallel to the first and second inputs of the relay power amplifier connected serially connected second resistor and two parallel-connected normally open contact of the first and second relay. Due to the indicated inclusion: of the second resistor, the disconnection of the servo drive from the power source occurs ahead of time, proportional to the inertia of the diesel generator. The secondary controller becomes a pulse relay. With small deviations of the controlled parameter, the secondary regulator operates in a pulsed mode, with large deviations in a burdock. FIG. I shows a schematic diagram of the secondary fuel supply controller of a diesel generator of alternating current; in fig. 2 - voltage on the circuit elements and the input-output characteristic of the relay element of the secondary regulator. The controller contains an adjustable parameter deviation sensor 1, integrating an RC-chain, 2, consisting of the first resistor 3 and capacitor 4, a relay power amplifier 5, the first and second relays 6 and 7, the first, second and third normally open contacts 8, 9 and 10 of the first relay, the first and the third and third open contacts 11, 12 and 13 of the second relay, the servomotor 1 positive and negative busbars and 16 power supplies, the second resistor 17. In FIG. 2 shows: a - characteristics of the deviation sensor; b - voltage variation on the capacitor b - the nature of the voltage on the servo motor, taking into account its dynamic braking; d - characteristic of the secondary regulator with a forcing loop (negative hysteresis). The secondary regulator operates in a dull manner. If the deviation of the controlled parameter is much greater than b (fig.2g, then a large signal 1fig, 2a) is applied at the output of sensor i and, for example, at time t (fig.2c) the relay is turned on), which connects to the voltage power servomotor 14, acting on the diesel in the direction of reducing the deviation. At the same time, contact 12 is closed (13 and resistor 17 is connected parallel to capacitor 4. A voltage divider is formed from resistors 3 and 17. At this, the voltage on resistor 17, i.e., between the first and second inputs of the relay amplifier is, the power begins to decrease first due to the discharge of the capacitor 4 to the resistor 17, and then due to the testing of the deviation (Fig. 2b). At time tj the voltage across the resistor 17 is equal to the closing voltage of the relay power amplifier 5 and, in accordance with its characteristic with a delayed loop, p The resistor closes. Relay 6 (7) is de-energized and at time t, 1F.2 c) opens its contacts. The servomotor 14 is decelerated naturally. Or forcibly, for example, by dynamic braking). | The 1sel generator, whose constant time is much longer, continues to reduce the deviation by inertia. From the time t, (Fig. 2c, the capacitor 4 is recharged again. However, the sum of the charging time of the capacitor 4 defined by the RC circuit 3, 4 to the level of the relay power amplifier 5, and the response time of the 6 (7) is selected such that it is greater than the time the deviation of the controlled parameter enters the specified deadband tnio (fkg.2g) due to the inertia of the diesel generator. Therefore, when the deviation value is much greater than b l4iir 2r), only one pulse of dura- tion is output to the servo motor 14 by tj-t (Fig. 2c, and a pulse with a duration of tj-t is not formed. If the deviation is greater than tb but less than b (fig.2 I, for example, at I time t, a short voltage pulse t is generated, .- t equal in duration to the sum of the time of discharge of capacitor 4 to the closing level of the relay amplifier 5 power and the time of the fallout of the relay 617. Under the influence of this control impulse, the deviation of the controlled parameter enters the HeqyBctBHTenbHocTH zone without overshoot. With a pulse duration tg-t, a servo motor comparable with a constant acceleration and moving parts associated with its shaft {gear reducer gears, thrust and Tnjja also have forced braking, the movement of the primary diesel controller lever occurs at a speed of more than on . servo motor impulse t |.-t3. As if creeping, the speed of movement of the lever of the primary diesel regulator with small deviations is formed, which contributes to an increase in the stability of the secondary regulation system. If the deviation is not much greater than b, then, due to the inertia of the diesel generator, impulses t can be formed shorter than in the case considered) and impulse tj-t ,. The pause between pulses will be equal to the sum of the charging time of capacitor 4 to the level of switching on the amplifier .5 and the switching time of relay 6 (7). The mt sensitivity (fig. 2d) of the secondary regulator is equal to the insensitivity of the relay power amplifier 5 when it is turned on. The magnitude of the unblocking of the servo motor disconnecting when testing 96 deviations greater than the leading loop) is selected according to the inertia of the diesel generator and the regulation rate and the resistance of the resistor 17 is adjusted. The magnitude b corresponds to the closing voltage of the relay power amplifier when the resistor 4 is connected to the capacitor 17. The presence of delays in switching on and off the relay 6 (7), both due to RC chains 3.4, and 17.10, and due to the own tripping and releasing times does not allow the relay to work. the chattering mode in the area b - twb (Fig. 2d). In this region, the secondary regulator operates (if necessary) in a pulsed mode, with the pulse duration decreasing with decreasing deflection, as in the prototype. Parallel to resistor I7, another resistor can be connected through the diode, which, with the appropriate polarity of the diode switching on, helps to ensure the same deviation testing process when the servomotor is unbalanced, the characteristic of the deviation sensor, etc. The operation of the secondary regulator can be made so that the pulse tf - t, formed when the deviation passes through the equilibrium point (zero). Then it is possible to reduce the width of the forward loop b - mb and thereby increase the speed-even more. effect adjustment. Servo motor 14 may be with another type of drive. In this case, its connection is appropriately changed while maintaining the reverse switching circuit and dynamic braking.

Claims

A SECONDARY REGULATOR OF SUPPLY OF THE AC DIESEL-GENERATOR, comprising a variable deviation sensor, a relay power amplifier, a servomotor, two relays, a resistor and a capacitor, the first and second outputs of the variable-voltage deviation sensor being connected to the corresponding inputs of the relay power amplifier via an integrating RC -chain, the third and fourth outputs of the relay power amplifier are connected respectively to the positive and negative terminals of the power source, the first relay output of the power amplifier is connected to the first relay, the second output of the relay power amplifier is connected to the second relay, the outputs of both relays are connected to the negative bus of the power supply, two chains are connected parallel to the third and fourth inputs of the relay power amplifier, each of which consists of two normally open contacts connected in series, I one of which belongs to the first, To the other to the second relay, one terminal If of the servo motor winding is connected 1 ^ between the normally open contacts q of the first circuit, the other a terminal between normally open contacts of a second circuit, characterized in that, in order to increase speed and reduce the oscillation of the control process, a second resistor and two parallel-connected normally open contacts of the first and second relays are connected in parallel to the first and second inputs of the relay power amplifier .

1 1121649