63249 (597581), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

ПРИЛОЖЕНИЕ

Задание 1

1. Провести исследование системы автоматического регулирования частоты вращения гидроагрегата, работающего в режиме холостого хода

2. Исходные данные.

2.1. Структурная схема

1 - генератор;

2 - гидротурбина;

3 - регулятор;

с- момент сопротивления, (о.е.);

_г - момент, развиваемый турбиной, (о.е.);

- степень открытия регулирующего клапана турбины, (о.е.);

- частота вращения турбины, (о.е.).

2.2. Передаточные функции элементов структурной схемы

(p) 1

W₁(р) =----------------- = ----------- ;

_изб(р) Т_ар

_г (p) -0.1Т₀р+1

W₂(р) = ----------------- = ------------------------ ;

(р) 0.05Т₀р+1

(p) К_р(1+К’р+К’’р²)

W₃(р) = ----------------- = ------------------------------------------- ,

(р) Т_рр+1

где Та - постоянная инерции агрегата, отнесенная к базисной (номинальной) мощности, (с);

Т₀ - постоянная времени водовода при номинальной частоте вращения, соответствующая номинальной нагрузке агрегата, (с);

Т_р - постоянная времени регулятора, (с);

Кр, К’, К’’ - коэффициенты передачи регулятора.

2.3. Параметры элементов структурной схемы

3. Содержание задания.

3.1. Составить структурную схему и найти эквивалентные передаточные функции САУ по воздействиям _с и _зад.

3.2. Выбрать значение К_р.расч., при котором обеспечивается статизм регулирования К_с 0.04 (по возмущающему воздействию _с).

Построить статическую (внешнюю) характеристику САУ = f(_с). Определить установившееся значение управляемой величины и статическую ошибку при _с = 1.0.

3.3. Рассчитать и построить переходную характеристику системы =f(t) при выбранном значении К_р = К_р.расч. и различных значениях К’ и К” (для входных воздействий _зад = 1.0 и _с = 1.0.

Выбрать значения К’ = К’_расч. и К” = К”_расч., при которых переходные процессы имеют затухающий и, по возможности, монотонный (без перерегулирования) характер. Определить время переходного процесса t_п и, при необходимости, перерегулирование и колебательность G.

Значения К” целесообразно принимать в диапазоне

0.5 Т_аТ_р

0< К’’ < -----------------------

К_р

3.4. Рассчитать и построить КЧХ, АЧХ, ФЧХ и ВЧХ системы в замкнутом состоянии, оценить частотные свойства ее и показатели качества регулирования (t_п, , G). Сравнить полученные значения показателей качества с соответствующими значениями пункта 3.3.

3.5. Определить показатели качества регулирования (t_п, G) по расположению нулей и полюсов передаточной функции системы в комплексной плоскости и сравнить их с соответствующими значениями пунктов 3.3 и 3.4.

3.6. Рассчитать и построить область устойчивости системы в плоскости параметров К_р, К’ при К” = К”_расч. Окончательно выбрать значения К_р.расч. и К’_расч.

3.7. Определить запас устойчивости системы по модулю и фазе (по Найквисту).

Задание 2

1. Провести исследование системы автоматического регулирования частоты вращения гидроагрегата, работающего на выделенную нагрузку.

2. Исходные данные.

2.1. Структурная схема

1 - генератор, работающий на выделенную нагрузку;

2 - гидротурбина;

3 - регулятор;

с- момент сопротивления, (о.е.);

_г - момент, развиваемый турбиной, (о.е.);

- степень открытия регулирующего клапана турбины, (о.е.);

- частота вращения турбины, (о.е.).

2.2. Передаточные функции элементов структурной схемы:

(p) К_а

W₁(р) =----------------- = --------------;

_изб(р) Т_ар+1

_г(p) -0.1Т₀р+1

W₂(р) =--------------- = ------------------------;

(р) 0.05Т₀р+1

(p) К_р(1+К’р+К’’р² )

W₃(р) =--------------- = -------------------------------------,

(р) Т_рP+1

где Т_а - постоянная инерции агрегата с учетом нагрузки, отнесенная к базисной (номинальной) мощности, (с);

Т₀ - постоянная времени водовода при номинальной частоте вращения, соответствующая номинальной нагрузке агрегата, (с);

Т_р - постоянная времени регулятора, (с);

К_а, К_р, К’, К’’ - коэффициенты передачи.

2.3. Параметры элементов структурной схемы

3. Содержание задания.

3.1. Составить структурную схему и найти эквивалентные передаточные функции САУ по воздействиям _с и _зад.

3.2. Выбрать значение К_р.расч., при котором обеспечивается статизм регулирования К_с 0.05 (по возмущающему воздействию _с).

3.3. Рассчитать и построить переходные характеристики системы =f(t) при выбранном значении К_р=К_р.расч. и различных значениях К’ и К” (для входных воздействий _зад = 1.0 и _с = 1.0.

Выбрать значения К’ = К’_расч. и К” = К”_расч., при которых переходные процессы имеют затухающий и, по возможности, монотонный (без перерегулирования) характер. Определить время переходного процесса t_п и, при необходимости, перерегулирование и колебательность G.

Значения К” целесообразно принимать в диапазоне

0.5 Т_аТ_р

0< К’’ <-----------------

К_аК_р

3.4. Рассчитать и построить КЧХ, АЧХ, ФЧХ и ВЧХ системы в замкнутом состоянии, оценить частотные свойства и показатели качества регулирования (t_п, , G). Сравнить полученные значения показателей качества с соответствующими значениями пункта 3.3.

3.5. Определить показатели качества регулирования (t_п, G) по расположению нулей и полюсов передаточной функции системы в комплексной плоскости и сравнить их с соответствующими значениями пунктов 3.3 и 3.4.

3.6. Рассчитать и построить область устойчивости системы в плоскости параметров К_р, К’ при К” = К”_расч.

Окончательно выбрать значения К_р.расч. и К’_расч.

3.7. Определить запас устойчивости системы по модулю и фазе (по Найквисту).

Задание 3

1. Провести исследование системы автоматического регулирования активной мощности ГЭС.

2. Исходные данные.

2.1. Структурная схема

1- регулятор мощности;

2 - серводвигатель;

3 - гидравлическая турбина;

4 - звено, моделирующее изменение частоты вращения эквивалентного гидроагрегата от изменения момента;

5 - звено, моделирующее изменение угла от изменения частоты вращения ;

6 - звено, моделирующее изменение электрической мощности эквивалентного гидрогенератора от изменения угла ;

Р_зад - задание по мощности, (о.е.);

Р_э - электрическая мощность эквивалентного гидрогенератора, (о.е.);

G - регулирующее воздействие на входе серводвигателя, (о.е.);

- степень открытия направляющего аппарата, (о.е.);

- момент на валу турбины, (о.е.);

- угловая частота вращения, (о.е.);

- угол между векторами ЭДС эквивалентного гидрогенератора ГЭС и эквивалентного генератора приемной энергетической системы.

2.2. Передаточные функции элементов структурной схемы

G(p) (р) К’p + 1

W₁(р) =-------- = К_р ; Р = Р_зад - Р_э; W₂(р) =-------- = ---------------;

P(р) G(p) Т_рр

(p) 1 - ₀Т₀р (р) 1

W₃(р) =----------- = ------------------- ; W ₄(р) =--------------- = --------- ;

(р) 1 + 0.5₀Т₀р (p) Т_ар

(р) 1 Р_э

W ₅(р) = ----------- = ----------- ; W ₆(р) = ----------- = К _х + К ‘_х P,

(p) Тр (р)

где К_р - коэффициент передачи регулятора мощности;

К’ - коэффициент передачи по скорости изменения мощности;

Т_р - постоянная времени регулятора, (с);

₀ - исходная нагрузка эквивалентного гидроагрегата, (о.е.);

Т₀ - постоянная времени водовода при номинальной частоте вращения, соответствующая номинальной нагрузке агрегата, (с);

Т_а - постоянная инерции эквивалентного гидроагрегата, отнесенная к базисной (номинальной) мощности, (с); Т = 0.00318 с (при _ном = 314 рад/с);

К _х , К ‘_х - коэффициенты передачи эквивалентного гидроагрегата.

2.3. Параметры элементов структурной схемы

3. Содержание задания.

3.1. Рассчитать и построить переходную характеристику системы Р_э = f(t) для ₀ = 1.0 и ₀ = 0.1 (холостой ход) при Р_зад = 1.0, К_р = К_р,_расч. и различных значениях К_р и К’.

Выбрать значение К_р,_расч и К’_расч., при которых переходный процесс имеет затухающий и, по возможности, монотонный (без перерегулирования) характер.

3.2. Рассчитать и построить КЧХ, АЧХ и ФЧХ системы в замкнутом состоянии, оценить частотные свойства (при ₀ = 1.0) и качество регулирования.

3.3. Определить показатели качества регулирования по расположению нулей и полюсов передаточной функции системы в комплексной плоскости.

3.4. Рассчитать и построить область устойчивости системы в плоскости параметров К_р и К’ при ₀ = 1.0 и ₀ = 0.1.

3.5. Определить запас устойчивости системы по модулю и фазе (по Найквисту).

Задание 4

1. Провести исследование системы автоматического регулирования частоты вращения турбоагрегата (без промежуточного перегрева пара), работающего на выделенную (изолированную) электрическую нагрузку.

2. Исходные данные.

2.1. Структурная схема

1-турбогенератор;

2 - звено, моделирующее регулирующий эффект электрической нагрузки;

3 - паровая турбина;

4 - гидравлический серводвигатель;

5 - регулятор частоты вращения;

- угловая частота вращения, (о.е.);

Р - потребляемая электрическая мощность (нагрузки), (о.е.);

Р_т - механическая мощность на валу турбины, (о.е.);

Р_н - изменение мощности, обусловленное регулирующим эффектом нагрузки, (о.е.);

Н - степень открытия регулирующего клапана турбины, (о.е.);

- регулирующее воздействие на выходе регулятора, (о.е.).

2.2. Передаточные функции элементов структурной схемы

(p) 1 Рн(р)

W₁(р) =---------------- = ------- ; W₂(р) =-------------- = К _н ;

P_изб(р) T_JP (p)

Р_т(p) 1 Н(р) 1

W₃(р) =------------- = --------------- ; W₄(р) =--------------- = --------------- ;

Н(р) Т_п р + 1 (p) Т_д р + 1

(р)

W₅(р) = -------------- = К_р (1 + К`р) ,

(p)

где Т_J - постоянная времени механической инерции, (с);

К_н - коэффициент регулирующего эффекта нагрузки;

Т_п - постоянная времени паропровода, (с);

К_р, К’- коэффициенты передачи.

2.3. Параметры элементов структурной схемы

3. Содержание задания.

3.1. Выбрать значение К_р,_расч., при котором обеспечивается статизм регулирования К_с 0.04.

3.2. Рассчитать и построить переходную характеристику системы =f(t) при Р = 1.0, К_р = К_р.расч. и различных значениях К’.

Выбрать значение К’_расч., при котором переходный процесс имеет затухающий и, по возможности, монотонный (без перерегулирования) характер.

3.3. Рассчитать и построить КЧХ, АЧХ и ФЧХ системы в замкнутом состоянии, оценить частотные свойства и качество регулирования.

3.4. Определить показатели качества регулирования по расположению нулей и полюсов передаточной функции системы в комплексной плоскости.

3.5. Рассчитать и построить область устойчивости системы в плоскости параметров К_р, К’.

Окончательно выбрать значения К_р.расч. и К’_расч.

3.6. Определить запас устойчивости системы по модулю и фазе (по Найквисту).

Задание 5

1. Провести исследование системы автоматического регулирования возбуждения синхронного генератора с электромашинным возбудителем.

2. Исходные данные.

2.1. Структурная схема

1- генератор;

2 - возбудитель;

3 - звено, моделирующее цепь самовозбуждения возбудителя;

4 - звено, моделирующее цепь независимого возбуждения возбудителя;

5 - усилительный орган регулятора;

6 - измерительный орган регулятора;

7 - звено гибкой обратной связи по напряжению возбуждения генератора;

8 - звено, моделирующее влияние тока нагрузки на изменение напряжения генератора;

U - напряжение генератора, (о.е.);

I - ток нагрузки генератора, (о.е.);

Eq - ЭДС генератора, (о.е.);

E_B - ЭДС возбудителя;

I_вв - ток возбуждения возбудителя, (о.е.);

I_св - ток самовозбуждения возбудителя, (о.е.);

I_нв - ток независимого возбуждения возбудителя, приведенный к обмотке самовозбуждения, (о.е.);

I_Р - ток выхода регулятора, (о.е.);

U_у - напряжение управления усилительным органом регулятора, (о.е.);

U_з - предписанное (заданное) значение напряжения генератора, (о.е.).

2.2. Передаточные функции элементов структурной схемы

Eq(p) K_г E_В(р)

W₁(р) =-------------- = ---------------; W₂(р) =------------ = К ₀ ;

E_в(р) T_вр + 1 I_вв(p)

I_св(p) К_св I_нв(р) К_нв

W₃(р) = -------------- = ---------------- ; W ₄(р) = -------------- = ---------------- ;

E_В(р) Т_свр + 1 I_р(p) Т_нвр + 1

I_р(p) К_у U_у(р)

W ₅(р) = -------------- = -------------- ; W ₆(р) = -------------- = Ки ;

U_у(р) Т_ур + 1 U(p)

U_у(p) Eq(р)

W₇(р) = -------------- = Кос P; W₈(р) = -------------- = Xd sin ;

E_В(р) I(p)

где К_г - коэффициент передачи генератора;

Т_в - постоянная времени обмотки возбуждения генератора, (с);

К₀ - коэффициент передачи возбудителя;

К_св - коэффициент передачи цепи самовозбуждения возбудителя;

Т_св - постоянная времени цепи самовозбуждения, (с);

К_нв - коэффициент передачи цепи независимого возбуждения возбудителя;

Т_нв - постоянная времени цепи независимого возбуждения возбудителя, (с);

К_у - коэффициент передачи усилительного органа регулятора;

Т_у - постоянная времени усилительного органа регулятора, (с);

К_u - коэффициент передачи измерительного органа регулятора;

К_ос - коэффициент передачи звена обратной связи;

Xd - синхронное сопротивление генератора, (о.е.);

cos - коэффициент мощности генератора.

2.3. Параметры элементов структурной схемы

К_г = 1.0; К_нв = 1.0; К_св = 0.7; К_и = 1.0; cos = 0.8.

3. Содержание задания.

3.1. Выбрать значение К_у,_расч., при котором обеспечивается статизм регулирования К_с 0.05.

3.2. Рассчитать и построить переходную характеристику системы U = f(t) при I = 1.0, К_у = К_у,расч. и различных значениях К_ос.

Выбрать значение К_{ос,расч.}, при котором переходный процесс имеет затухающий и, по возможности, монотонный (без перерегулирования) характер.

3.3. Рассчитать и построить КЧХ, АЧХ и ФЧХ системы в замкнутом состоянии, оценить частотные свойства и качество регулирования.

3.4. Определить показатели качества регулирования по расположению нулей и полюсов передаточной функции системы в комплексной плоскости.

3.5. Рассчитать и построить область устойчивости системы в плоскости параметров Ку, Кос.

Окончательно выбрать значения К_у.расч. и К_{ос.расч.}

3.6. Определить запас устойчивости системы по модулю и фазе (по Найквисту).

Характеристики

Список файлов книги