Механический регулятор скорости вращения

Механический регулятор скорости вращения

Механические регуляторы скорости

Механические датчики целесообразно применять только в том случае, если привод главного масляного насоса выбирается электрическим, а не от вала турбины. По сравнению с описанной выше системой гидродинамического регулирования добавляется еще один вращающийся элемент с подвижными, а во многих конструкциях и упругими элементами. Как бы надежен ни был этот регулятор, но введение дополнительного вращающегося элемента снижает надежность регулирования.
За рубежом некоторые турбостроительные фирмы применяют электрические датчики с последующим преобразованием электрического импульса в гидравлический. Наличие двух источников питания (электрического и гидравлического), необходимость дополнительного преобразователя электрической энергии в гидравлическую снижает надежность системы регулирования, не давая существенных преимуществ по сравнению с чисто гидравлической системой. Поэтому применение смешанных систем регулирования в практике паротурбостроения целесообразно только при условии решения специальных задач (системных, пуска).
Подчеркнем, что вопрос ставится только о датчике. Использование электрических импульсов в системе регулирования, особенно при решении задач устойчивости энергетических систем, безусловно необходимо. Для этой цели заводы применяют (и это правильно) специальные электрогидравличеокие преобразователи, позволяющие ввести импульс в сервомотор первого усиления [Л. 4]. При такой схеме отказ в работе электрической части схемы регулирования не лишает ее возможности выполнения защитных функций. Применение электрического датчика при отказе электрической части полностью выводит из строя систему регулирования.
При использовании привода главного масляного насоса непосредственно от вала турбины повышается надежность маслоснабжения. В случае отказа в работе резервных масляных насосов при остановке агрегата подшипники могут обеспечиваться в какой-то степени маслом от главного масляного насоса. При электрическом приводе насоса остановка агрегата в случае обесточения системы питания собственных нужд приведет к немедленному расплавлению подшипников, если только не включится насос с приводом от .мотора постоянного тока.
Разобранный случай не представляет собой наложения двух аварий: остановка агрегата и отсутствие питания в линии собственных нужд. При исчезновении тока в линии собственных нужд остановка агрегата вынуждена как следствие аварии. Надежность работы подшипников в аварийных условиях может быть значительно повышена применением резервных емкостей в крышках подшипников [Л. 5,]. Это мероприятие, проверенное на турбине ХТГЗ мощностью 100 Мет, применено сейчас на турбинах К-300-240 ЛМЗ и ХТГЗ.
При применении аварийных емкостей в крышках подшипников сохранность последних обеспечивается даже более надежно, чем при использовании привода насоса от вала агрегата. В то же время надежность работы главного масляного насоса повышается из-за того, что насос располагается ниже уровня масла в баке. И масляный бак можно отнести на отметку пола конденсационного помещения, отдалив от горячих частей турбины. Улучшается слив масла из картеров «подшипников. Уменьшается мощность, потребляемая масляным насосом (не требуется инжектор подпора, который имеет к. п. д. меньше 20%).
Использование главного масляного насоса с электрическим приводом лишает основы применение гидродинамического регулирования. Гидродинамическое регулирование надежней любого механического датчика потому, что не требуется никакого дополнительного датчика. Насос, диск которого насажен на вал турбины, не требует какой-либо передачи, что также повышает его надежность. Осевое перемещение насосного диска в довольно широких пределах не сказывается на его работе [Л. 6], что позволяет применять его и в тех случаях, когда насос приходится располагать с противоположной стороны цилиндра турбины по отношению к упорному подшипнику агрегата.
Несмотря на все отмеченные преимущества, использование насоса только в качестве датчика бессмысленно. Как датчик он уступает механическому из-за, хотя бы и небольшой, пульсации давления в условиях нормальной эксплуатации; необходима бесцельная затрата мощности, его работа в некоторой степени зависит от параметров среды. В гидродинамической системе все это окупалось повышением надежности, использованием готового насоса смазки в «качестве датчика. Поэтому переход к электроприводу масляного насоса практически исключает целесообразность применения гидродинамического датчика.
Можно, конечно, применить водяной насос для системы водяного регулирования с приводом от вала турбины, и тогда вновь возникли бы основания для создания водяной гидродинамической системы. Но в этом случае пришлось бы использовать мощный насос, который ® нормальных условиях эксплуатации работал бы с малой производительностью и значит неэкономично. Применить для этой цели питательный насос с приводом от вала турбины (такие решения имеются в зарубежной практике) также нельзя. Напор питательного насоса в значительной степени зависит от режима работы котла и шоэтому его нельзя применить в качестве импульса угловой скорости. Выделить специальный диск в качестве импульсного по существу сведет решение к использованию насоса только в качестве датчика, потому что его производительность не может быть полезно использована.
В (настоящее время имеется большое число различных конструкций механических датчиков угловой скорости. В СССР наибольшее распространение получили упругие датчики МЭИ и ЛМЗ [Л. 7]. Большим преимуществом этих датчиков является то, что в -них нет трущихся деталей и это делает их высоконадежными. Недостатки таких датчиков сводятся к большим напряжениям в упругих элементах, относительно малым частотам собственных колебаний, что снижает устойчивость их работы и, наконец, зависимость импульса, передаваемого от датчика, от положения вала, к которому крепится датчик. Так, смещение датчика ЛМЗ в осевом направлении на 0,7 мм вызывает изменение нагрузки от максимальной до холостого хода.
В современных крупных паровых турбинах упорный «подшипник располагается между первым и вторым (по ходу пара) цилиндрами. Поэтому конец вала в переднем стуле турбины имеет большие относительные смещения в осевом направлении. Применение упругих регуляторов в этих условиях вынуждает иметь специальный валик в особых подшипниках, на котором и укрепляется упругий датчик. Этот валик связывается с валом турбины упругой или шестеренчатой муфтами или шлицевым валиком. Любое из этих решений значительно снижает надежность датчика. В турбинах К-200-130 ЛМЗ на том же валу датчика располагается масляный насос, что усложняет работу соединительной муфты, поскольку с ее помощью передается относительно большая мощность, потребляемая насосом. Вал турбины всплывает на масляном клине примерно на 0,2 мм. Это приводит к существенной расцентровке вала турбины и валика датчика, что вызывает износ соединительной муфты. Опыт показывает, что зубцы соединительной муфты часто подвергаются разъеданию блуждающими токами. Перечисленные причины способствуют возникновению заеданий в муфте, что в свою очередь приводит к передаче усилий от расширяющегося вала турбины (под действием изменения температурного режима ротора) к упорным подшипникам валика датчика. В таких условиях происходит быстрый износ упорных подшипников насоса, появляется осевой разбег валика датчика и как следствие броски нагрузки агрегата.

Источник: steam-turbines.ru

Механический регулятор скорости вращения

Номер патента: 873212

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сеез Советик Социалистически Республик(22) Заявлено 2913.79 (2 с присоединением заявки МУ 2843050/18-24 О 3 О Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий23) ПриоритетОпубликовано 15.10,81.Дата опубликования опи летемь Й 9 38,Морозо Заявитель 54 ) МЕХАНИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯ СКОРОСТИ ВРИЯЕНИЯ Изобретение относится к устройствам, регулирующим скорость, движенияИзвестно техническое решение, вкотором регулирование на средних скоростях обеспечивается использованиемцентробежных регуляторов, состоящихиз торсионного привода, редуктора ицентробежного датчика скорости 1 .Недостатком устройства являетсяиспользование редуктора для облегчеия работы центробежного регуляторари малых и средних скоростях,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является механический регулятор скорости вращения,. содержащий корпус с установлен-.ным в нем валом, связанным с инерци-.онным элементом (2,ле- ерО н п тора является ение на-,ается тем,образный 25возможннерцион- . повыш остипилжен снему нт выпол3 элемия. Недостатком регуля малая инерционность,Цель изобретения дежности регулятора,Поставленная цель что в корпусе выполне паз, в .котором распол ностью перемещения по ный элемент,Причем инерционный нен в виде тела вращеНа чертеже. изображен механическийрегулятор скорости .вращения в разрезе.Регулятор содержит корпус 1, котоый в сборе с проставкой 2 образует замкнутый пилообразный паз 3. В этом пазу расположен с зазором опорный э мент 4 с поверхностью качения на ин ционном элементе 5. Инерционный элемент 5 вращается вокруг качающегося вала б, который вращается относительно промежуточного зала 7 . Промежуточный вал 7 вращается относительно вала 8, который закреплен в корпусе 1.Регулятор работает следующим образом. При вращении вала 8 тангенциальиа сила передается через промежуточный вал 7 и качающийся вал б на опорный элемент 4 инерционного элемента 5. Инерционный элемент 5 под действием силы начинает двигаться по наклонной поверхности паза. Опорный элемент 4 организует вращательное движение инер ционного элемента 5. Двигаясь под действием силы, инерционный элемент 5 достигает конца наклонной поверхности паза и попадает на следующую поверхность; Для движения по следующей наклонной поверхности инерционный эле873212 А раж 943 аз 9042/7 И дписно илиалППП фПатентф, г. Уж ул.Проектная,4 мент 5 должен вращаться в другую сторону, вследствие чего он гасит свою энергию, накопленную при движении по предыдущей поверхности, его скорость падает до нуля. После этдго инерцион» ный элемент 5 под действием тангенциальной силы начинает двигаться по следующей наклонной поверхности и т.д, Регулирование скорости вращения производится изменением массы и/ или момента инерции инерционного элемента 5,Предложенный механический регуля» тор скорости вращения можно использовать для регулирования скоростей движения средних между скоростями регу» лирования центробежных регуляторов и скоростями регулирования маятниковых регуляторов с достаточной точностью.формула изобретения1. Механический регулятор скорости вращения, содержащий корпус с установленным .в нем валом, связанным синерционным элементом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью понышениянадежности регулятора, в корпусе выполнен пилообразный паз, в которомрасположен с возможностью перемещенияпо нему инерционный элемент. 2. Регулятор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что инерционный о элемент. выполнен в виде тела вращения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США 9 3706320,кл. 236-19, опублик. 197 2.

Читать еще:  Цветная маркировка транзисторов кт3102

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4805

ШАГИН АНАТОЛИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, БАКЛАНОВ АЛЕКСАНДР БОРИСОВИЧ, МОРОЗОВ ЕВГЕНИЙ ВИКТОРОВИЧ

МПК / Метки

Код ссылки

Инструмент для обработки отверстий

Номер патента: 1569098

. износа первого режущего элемента, при условии равенства величины износа второго режущего элемента бр 2 половине величины размерного износа первого элемента бр 1. Диаметр отверстия, обработанного данным инструментом, не изменяется при соблюдении условиябр 1=2 Ьр 2, (3) где бр — размерный износ первого режущего элемента; бр 2 — размерный износ второго режущего элемента.Величина износа по задней поверхности определяется по следующей зависимости:ТРб Ряб пб Рб где Сб — постоянная, учитывающая материал инструмента и детали; Т — время работы инструмента; 1 — скорость резания; 5 — осевая подача; 1 — глубина резания; рб, тб, пЬ, дб — коэффициенты, учитывающие влияние на величину износа по задней поверхности времени работы, скорости.

Опорно-центрирующий элемент бурильной колонны

Номер патента: 1601317

. поверхности опорных втулок 2, связанных с корпусом 1 штифтами 4, снижает разработку стенки ствола скважины,Формула изобретения 20 Опорно-центрирующий элемент бурильной колонны, включающий трубчатый корпус с жестко закрепленными по его концам опорными втулками, образующими с наружной поверхностью корпуса продольные каналы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, корпус в поперечном сечении выполнен в виде равностороннего треугольника, причем диаметр окружности, описанной по вершинам треугольника в средней части корпуса, равен диаметру наружной поверхности опорной втулки, а по концам корпуса на длине установки опорной втулки — диаметру внутренней поверхности последней. г,2 йЫЗ и 1 ель В. РодинКравчук СостаРедактор В.

Механический чувствительный элемент скорости дизеля

Номер патента: 1815374

. регуляторной характеристики. Последние Исследования,проведенные рядомавторов, показывают,что изменение наклона статической характеристики дизеля в области экономической работы на неустановившихся режимах работы позволяет обеспечить работу с максимальной экономичностью. Эту подачу призван обеспечить и противопоставляемый регулятор по патенту ГДР Мт 226933 кл. Г 02 В 1/10, но конструкция ега менее совершенна и коррекция носит только линейный характер, что уменьшает возможное повышение экономичности.Цель предлагаемого изобретения — повысить точность регулирования дизеля,Указанная цель достигается тем, чта грузы чувствительного элемента находятся под воздействием одновременно двух пружин; рабочей и корректирующей, Таким образом.

Устройство для регулирования скорости вращения вала турбобура

Номер патента: 876969

. вращения вала 2 турбобура, менее или равной предельно30 установленной скорости, сбросные отверстия 10 и 11 соответственно в .корпусе 1 и втулке 6 разобщены.В этом положении вся рабочая жидкость поступает в турбину, и на валу турбобура обеспечивается максимальный крутящий момент, что очень важно при запуске турбобура, При превышении предельно установленной скорости вращения вала турбобура вследствие малого крутящего момента чувствительный элемент 5 под действием центробежной силы воздействует на наклонную поверхность втулки 6 и, преодолеваясопротивление пружины 7 и .гидравлическую силу от перепада давления в полости корпуса 1 и подвижной втулки 6,перемещает последнюю до совмеще ния сбросных отверстий 10 и 11 соответственно в корпусе 1.

Сигнализатор скорости вращения вала и его варианты

Номер патента: 1015349

. элеэлектромагнит, подключенный к источ- . мент 4 узла 2 коммутации под дейстнику постоянного тока, вием центробежнЬй силы быстро переНа фиг, 1 изображен сигнализатор мещается в радиальном направлениискорости вращения вала;на фиг.2 и 3- к периферии, преодолен действието же, варианты; удерживающего его магнитного поля,Сигнализатор состоит из диска 1, создаваемого магнитом 9 .фиг, 1 и 2)жестко связанного с валом вращения. . или электромагнитом 22, фиг. 3 )на диске 1 расположены узел 2 ком- Зо настроенных на заданную скоростьмутации цепи электропитания двига- стабилизации вращения. При этом про-.теля, второй радиальный канал 3 и исходит коммутация цепи электропиинерционный элемент 4. тания двигателя отключение двигаНа фиг. 1 изображен.

Источник: patents.su

Механический регулятор скорости вращения

Республик (n) 873212 (61) Дополмитвльмое к ает. сеид-ау (22) Заявлено 2911.79 (2! ) 2843050/18-24

Р11М. К.э с присоединением заявки МУ

СССР но делам изобретений и открытий (23) Г)риоритет

Опубликовано 15.10.81. Ьюллетемь й9 38 (53) УДК 621. 316. 566 (088.8) Дата опубликования описамия 15. 10. 81 (72) Авторы изобретения

Читать еще:  Лучшая фирма роботов пылесосов

A.A.Ûàãèí, A.Á.Áàêëàâîâ и E.Â.Êîðîçîâ (71) Заявитель (54 ) МЕХАНИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯ УОР

СКОРОС 1 И БРИЯЕНИЙ

Изобретение относится к устройствам, регулирующим скорость, движения ° Известно техническое решение, в котором регулирование на средних скоростях обеспечивается использованием центробежных регуляторов, состоящих из торсионного привода, редуктора и центробежного датчика скорости (1) .

Недостатком устройства является ! использование редуктора для облегче- 1О ния работы центробежного регулятора при малых и средних скоростях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является механический регулятор скорости вращения,. содержащий корпус с установлен-. ным в нем валом, связанным с инерци-. онным элементом (2) .

Недостатком регулятора является. 26 малая инерционность.

Цель изобретения — повышение на-, дежности регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что s корпусе выполнен пилообразный 25 паз, в .котором расположен с возможностью перемещения по нему ннерцион» . ный элемент, Причем инерционный элемент выполнен в виде тела вращения. 30

На чертеже. изображен механический регулятор скорости .вращения в разрезе.

Регулятор содержит корпус 1, который в сборе с проставкой 2 образует замкнутый пилообразный паз 3. B этом пазу расположен с зазором опорный элемент 4 с поверхностью качения на инер« ционном элементе 5. Инерционный элемент 5 вращается вокруг качающегося вала 6, который вращается относительно промежуточного зала 7 . Промежуточный вал 7 вращается относительно вала 8, который закреплен в корпусе 1.

Регулятор работает следующим образом.

При вращении вала 8 тангенциальиая сила передается через промежуточный вал 7 и качающийся вал 6 на опорный элемент 4 инерционного элемента 5.

Инерционный элемент 5 под действием силы начинает двигаться по наклонной поверхности паза. Опорный элемент 4 организует вращательное движение инерционного элемента 5. Двигаясь под действием силы, инерционный элемент 5 достигает конца наклонной поверхности паза и попадает на следующую поверхность; Для движения по следующей наклонной поверхности инерционный эле873212

ВИИИПИ Заказ 9042/73 Тираж 943 Подписное

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул.Проектная,4 мент 5 должен вращаться в другую сторону, вследствие чего он гасит свою энергию, накопленную при движении по предыдущей поверхности, его скорость падает до нуля. После этдго инерционный элемент 5 под действием тангенциальной силы начинает двигаться по следующей наклонной поверхности и т.д, Регулирование скорости вращения производится изменением массы и/ или момента инерции инерционного элеменга 5.

Предложенный механический регулятор скорости вращения можно использовать для регулирования скоростей движения средних между скоростями регулирования центробежных регуляторов и скоростями регулирования маятниковых регуляторов с достаточной точностью.

1. Механический регулятор скорости вращения, содержащий корпус с установленным .в нем валом, связанным с инерционным элементом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью понышения надежности регулятора, в корпусе выполнен пилообразный паз, в котором расположен с возможностью перемещения по нему инерционный элемент.

2. Регулятор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что инерционный

fQ элемент. выполнен в виде тела вращения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3706320, кл. 236-19, опублик. 197 2.

2. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. М., Наука, 1976, т. 5, с. 695 (прототип).

Источник: findpatent.ru

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО РЕГУЛЯТОРА ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

Однорежимный регулятор. Действие этого регулятора основано на равновесии центробежной силы Рс и силы пружины Рпр (рис. 9.2,I). При равенстве момента двигателя и момента сопротивления (Мк = Мс), со = const, эти две силы уравновешивают друг друга, удерживая рычаг 3 в положении I, а рейку — в положении 0. В этом случае подача насоса qlV При уменьшении нагрузки (АМ> 0) частота вращения увеличивается (Дсо > 0). Соответственно увеличивается центробежная сила Рс2 (рис. 9.2, II), грузы 1 расходятся, через муфту 2 перемещают рычаг 3, ас ним и рейку 5 вправо, уменьшая подачу. Перемещение рычага 3 растягивает пружину 4. Когда сила пружины сравняется с силой грузов пр2 = Рс2)> рычаг остановится (положение II), рейка переместится на величину Д/*р, цикловая подача станет qjT Меньшая цикловая подача снизит момент двигателя, он станет меньше момента сопротивления. Двигатель снизит частоту вращения и вернется к прежней частоте вращения. При увеличении нагрузки система сработает также, но в обратном направлении. Поддерживаемая частота вращения зависит от соотношения сил пружины и центробежной грузов. Такой регулятор называется однорежимным.

Всережимный регулятор. Чтобы изменить частоту вращения, которую поддерживает регулятор, нужно изменить соотношение сил Рс и Рпр. Этого можно достичь, изменяя массу грузов, или длину их рычагов, или силу пружины. Силу пружины изменяют рычагом 3, который соединен с рычагом (педалью) акселератора в кабине (см. рис. 9.2,1). Чтобы удержать рычажную систему 3 в положении / при большом натяжении пружины, требуется большая центробежная сила, т.е. регулятор будет поддерживать большую частоту вращения.

Таким образом, водитель в кабине, изменяя положение педали (рычага) акселератора, изменяет натяжение главной пружины, т.е. дает регулятору команду поддерживать новый скоростной режим. Регулятор, перемещая рейку топливного насоса, обеспечивает постоянную заданную частоту вращения. Сам водитель рейкой не управляет.

Рассмотрим действие регулятора на основных режимах работы.

На номинальном режиме рычаг 3 лишь касается штифта 7 корректора (рис. 9.2, III). Рейка при этом находится в положении номи-

Рис. 9.2. Схема работы центробежного регулятора:

I, III— положения рычагов при номинальной частоте вращения (номинальной нагрузке); II— положение рычагов при увеличении частоты вращения; IV— положение рычагов при частоте вращения меньше номинальной (при перегрузке); V — положение рычагов при пуске; 7 — груз; 2 — муфта; 3 — главный рычаг; 4 — главная пружина; 5 — рейка; 6 — плунжер; 7 — штифт корректора; 8 — упор обогатителя; 9— пружина корректора

нальной подачи. На холостом ходу рычаг регулятора занимает крайнее правое положение, обеспечивая минимальную цикловую подачу (см. табл. 9.1).

При перегрузке частота вращения падает, центробежная сила становится меньше силы пружины, которая перемещает рычаг влево, сжимая пружину корректора 9. Рейка перемещается влево, обеспечивая увеличение подачи больше номинальной. Корректор — это часть регулятора, предназначенная для увеличения цикловой подачи при временной перегрузке.

При пуске частота вращения и центробежная сила незначительны. Если убрать из-под штифта корректора упор, то пружина 4 передвинет рычаг 3 и рейку 5 еще дальше влево, обеспечивая максимально возможную подачу. Обогатитель — это также часть регулятора, обеспечивающая пусковую цикловую подачу топлива.

Регуляторная характеристика топливного насоса высокого давления. Характеристика и показатели дизеля практически полностью зависят от характеристики ТНВД. Для обеспечения эффективной работы дизеля на всех режимах ТНВД вместе с регулятором должен обеспечить определенную закономерность изменения цикловой подачи. Эту закономерность называют регуляторной характеристикой ТНВД, представляющей собой зависимость цикловой подачи от частоты вращения (рис. 9.3).

Рис. 9.3. Регуляторная характеристика ТНВД с всережимным регулятором

В характеристике можно выделить три зоны: / (вправо от номинальной частоты вращения пн) — регуляторная ветвь; II (влево от л ) — корректорная ветвь; III (влево от частоты вращения при пуске пп) — зона работы обогатителя.

Читать еще:  Krrqd12a блок плавного пуска двигателя

Регуляторная ветвь — основная во время работы двигателя. Двигатель почти все время работает на ней. При пн цикловая подача топлива номинальная — дн (точка А). При увеличении частоты вращения лд > пн регулятор уменьшает подачу вплоть до полного ее прекрашения. На холостом ходу работы двигателя регулятор обеспечивает подачу qxx = (0,25—0,30) qH (точка Б), при нагрузке 50% номинальной (Ng = 0,5NgH) — qcp (точка В) и т.д.

При перегрузке частота вращения становится меньше номинальной (п

Источник: studref.com

Система регулирования скорости вращения двигателей

Классический регулятор Уатта для паровой машины

Примеры систем автоматического управления

Паровая машина, созданная Уаттом, характеризуется практически постоянным крутящим моментом на выходном валу, не зависящим от скорости вращения вала. В результате при повышении нагрузки машина может остановиться, а при уменьшении нагрузки скорость вращения вала может превысить допустимую. Это обстоятельство приводит к необходимости постоянного регулирования подачи пара в машину так, чтобы поддерживать скорость вращения вала машины примерно постоянной независимо от нагрузки на валу.


Чтобы устранить необходимость ручного регулирования скорости вращения вала машины, Уатт создал автоматический регулятор скорости вращения вала, упрощенная принципиальная схема которого показана на рис. 4.

Пар, необходимый для работы машины, подаётся по трубопроводу 1 через клапан 2, с помощью которого можно изменять расход пара, поступающего в машину. От расхода пара зависит скорость вращения вала машины (при прочих равных условиях). Паровая машина вращает выходной вал 10, соединённый с нагрузкой, с угловой скоростью w(t). При изменении нагрузки на вал скорость его вращения произвольно изменяется.

Для поддержания скорости вращения вала неизменной служит центробежный регулятор скорости вращения. Через зубчатую передачу 11 вращение вала 10 машины передается на чувствительный элемент регулятора. Чувствительный элемент состоит из вертикального валика 7, вращающегося в подшипнике 9, и центробежных грузов 4, закреплённых на концах рычагов 5. С помощью шарнира 6 рычаги 5 соединены с валиком 7 чувствительного элемента. Шарнир 6 позволяет рычагам 5 поворачиваться в вертикальной плоскости. При повороте рычагов изменяется угол a между рычагом и вертикальным валиком.

При повороте рычаги 5 через промежуточные тяги 8 передвигают муфту, скользящую по валику 7. Если валик 7 не вращается, то под действием силы тяжести центробежных грузов рычаги 5 опускаются и занимают положение, близкое к вертикальному. Муфта в этом случае находится в крайнем нижнем положении. При вращении валика 7 возникает центробежная сила, заставляющая грузы 4 расходиться в стороны. Чем выше скорость вращения, тем больше центробежная сила и тем сильнее расходятся грузы.

Угол a будет тем больше, чем выше скорость вращения вала паровой машины. Увеличение угла a приводит к перемещению скользящей муфты вверх. Положение муфты по вертикали будет определяться скоростью вращения вала паровой машины. Таким образом, чувствительный элемент представляет собой механический центробежный датчик скорости (тахометр). Входом для датчика будет угловая скорость вращения вала машины w(t), а выходом – перемещение x(t) муфты по вертикали.

Вертикальные перемещения муфты с помощью рычага 3 передаются клапану 2, изменяющему подачу пара в машину. Положение клапана (перемещение y(t)), таким образом, будет зависеть от скорости вращения вала машины.

При установившемся вращении вала 10 машины центробежные грузы 4 занимают определённое положение, обусловленное номинальной скоростью вращения вала. При изменении скорости вращения вала машины, вследствие, например, изменения нагрузки, центробежная сила, действующая на грузы 4, также изменится и грузы переместятся в новое положение.

При этом переместится скользящая муфта. При увеличении скорости вращения вала муфта будет перемещаться вверх, а при уменьшении — вниз. Движение муфты передаётся клапану 2, который будет уменьшать подачу пара в машину при увеличении скорости вращения её вала 10 и увеличивать подачу пара при уменьшении скорости вращения вала.

При уменьшении угловой скорости вращения грузы 4 сходятся и открывают клапан 2, увеличивая подачу пара в машину, что восстанавливает исходное значение угловой скорости вращения.

В результате все изменения скорости вращения вала машины вследствие внешних причин будут компенсированы изменением подачи пара в машину. Скорость вращения вала машины при этом будет оставаться примерно постоянной, независимо от нагрузки на вал.

Объектом управления в рассматриваемой системе является паровая машина, состояние которой определяется скоростью вращения её вала. Скорость w(t) вращения вала – выходная или управляемая величина паровой машины.

Целью управления паровой машиной является стабилизация её выходной величины (скорости вращения вала). Нагрузка на вал машины, изменяющаяся непредсказуемым образом, будет нарушать требуемое состояние паровой машины, изменяя скорость вращения вала нежелательным образом.

Нагрузку можно рассматривать как возмущение — внешнее воздействие, изменяющее управляемую величину объекта управления нежелательным образом.

Для изменения состояния паровой машины (скорости вращения её вала) нужно изменить подачу пара в машину. При увеличении подачи пара скорость вращения вала будет увеличиваться. Расход подаваемого в машину пара является управляющим воздействием на паровую машину. Управляющее воздействие формируется устройством управления (регулятором скорости вращения).

Регулятор скорости вращения включает: центробежный чувствительный элемент (центробежный датчик скорости вращения вала), клапан, изменяющий расход подаваемого в машину пара (исполнительный механизм), и промежуточный рычаг 3.

Рычаг 3 определяет связь между изменением скорости вращения вала машины и изменением подачи пара в машину, т.е. выполняет важную функцию задания закона управления. Таким образом, в рассматриваемом случае рычаг реализует логическое устройство регулятора.

Перечисленные компоненты устройства управления являются типовыми для построения любого устройства управления (регулятора). Рассмотренная схема регулятора может использоваться для регулирования скорости вращения других машин и двигателей. При этом компоненты регулятора могут быть реализованы с использованием самых разнообразных технических решений.


На рис. 5 показана упрощенная обобщённая схема регулирования скорости вращения вала некоторого двигателя. Скорость вращения воспринимается датчиком скорости (тахометром) и преобразуется в измерительный сигнал, поступающий в логическое устройство управление, которое на основе оценки состояния объекта управления определяет необходимое управляющее воздействие. Управляющее воздействие подаётся на исполнительный механизм, который имеет в своём составе регулирующий подачу рабочего тела или топлива клапан и его привод, обеспечивающий необходимые перемещения клапана.

Система обеспечивает автоматическую стабилизацию скорости вращения выходного вала двигателя независимо от нагрузки на валу. Регулирование происходит за счет соответствующего изменения подачи топлива (или рабочего тела) в двигатель. Подобные системы используются для двигателей внутреннего сгорания, для газовых турбин (например, реактивный двигатель самолёта, для гидравлических турбин и др.).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9299 — | 7285 — или читать все.

Источник: studopedia.ru

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector