Содержание материала

Автоколебания сервомоторных устройств вследствие динамической положительной обратной связи по напорному давлению
Конструктивными мероприятиями и установкой индивидуальных устройств, стабилизирующих давление питания гидроусилителя регулятора, удаётся существенно уменьшить влияние напорного давления [22, 36]. Однако и после значительного уменьшения влияния напорного давления на положение чувствительного элемента регулятора или управляющего органа (в АСР ЛМЗ - это золотник регулятора скорости и золотник электро- гидравлического преобразователя) в системах регулирования с односторонним пружинным сервомотором, золотник которого управляется проточной линией (рис. 1.4), колебания всё же возникали. Для их устранения была установлена ограничительная диафрагма на подводе масла под поршень сервомотора, т. е. снижено быстродействие системы регулирования. 
пружинный сервомотор с проточным золотником
Рис. 1.4. Односторонний пружинный сервомотор с проточным золотником
При этом выяснилось, что допустимое быстродействие системы может существенно зависеть от размеров управляющих и напорных маслопроводов.
Например, в турбине К-300-240 ЛМЗ, где возникали такого типа автоколебания при значительном возмущении от механизма управления на “прибавить”, удалось вдвое увеличить диаметр ограничительной диафрагмы благодаря уменьшению длины и диаметра трубопровода проточной линии (длины - с 10 до 5 м, диаметра - с 50 до 32 мм), а также благодаря изменению места присоединения к напорному коллектору маслопроводов, подающих масло в проточную линию и под поршень сервомотора.
Проведенные исследования [37] для различных схем подвода напорного давления показали, что автоколебания порождены положительной обратной связью по напорному давлению (см. рис. 1.4). Устойчивость системы существенно зависит от давления подвода напорного масла р3 в управляющую линию. Анализ условий положительности коэффициентов характеристического уравнения рассматриваемого сервомотора показал, что для устранения колебаний необходимо

  1. исключить влияние напорного давления на положение управляющего органа (УО) или выполнить УО таким образом, чтобы падение напорного давления воздействовало на УО, замедляя движение сервомотора;
  2. иметь определённую крутизну характеристики насоса, зависящую от заданных длин и диаметров напорного и управляющего трубопроводов;
  3. уменьшать сжимаемость масла в управляющей линии и массу масла в подводящем трубопроводе.

 

Рис. 1.5. Схема маслоснабжения АСР турбины:
1 - насос системы регулирования, 2 - обратный клапан, 3 - линия нестабилизированного давления, 4 - линия стабилизированного давления, 5 - дроссельная диафрагма

Анализ уравнений показал также, что устранить вредное влияние подводящих трубопроводов можно поддержанием постоянного давления рабочей жидкости перед впускными окнами в проточную управляющую линию. Реализовать это довольно трудно, так как требуется быстродействующий регулятор.
В системах регулирования турбин К-500-166, К-800-240 и других турбин Дм3 была применена схема (рис. 1.5) подвода напорного масла от насоса под поршень сервомотора и в управляющую линию по различным трубопроводам [38]. При этом, несмотря на достигнутое высокое быстродействие в сторону открытия, автоколебаний подобного типа не возникало.
Как показал опыт наладочных работ, автоколебания в системе регулирования могут возникнуть при креплении импульсных и напорных трубопроводов в общих кронштейнах.