|
Двигатели, оборудованные механическими регуляторами, во многих случаях включают в параллельную работу.
Экономичность подобной силовой установки повышается, если суммарная нагрузка распределяется между двигателями определенным образом. Например, при одинаковых двигателях в установке суммарная нагрузка в известном диапазоне ее изменения должна быть распределена между ними равномерно.
На рис. 164 показаны внешние 1, 4, 6 и регуляторные 2, 5 и 7 характеристики трех двигателей, включенных в синхронную параллельную работу. При угловой скорости установки ?у’ каждый из двигателей вырабатывает крутящий момент соответственно MI’, MII’ и MIII’ Таким образом нагрузка всей установки
М'? = MI’ + MII’ + MIII’.
При увеличении нагрузки в работу включается каждый из регуляторов установки, поэтому на новом, несколько большем нагрузочном режиме M?” угловая скорость системы окажется несколько меньшей, например, равной ?у”. В соответствии с регуляторными характеристиками 2, 5 и 7 на новом режиме
М'? = MI” + MII” + MIII”.
причем третий двигатель оказывается полностью нагруженным (точка А3 на внешней характеристике 6), а второй и первый — недогруженными. При дальнейшем росте нагрузки установки двигатель III, а затем и двигатель I будут работать на внешней характеристике (их регуляторы выключаются из работы), и только двигатель II разовьет полную нагрузку при угловой скорости ?у.
Неравномерное распределение нагрузки между двигателями снижает экономичность работы установки, а выключение двух регуляторов из трех резко ухудшит устойчивость режима работы, поэтому выход двигателей на внешние характеристики должен происходить при одной и той же частоте вращения, например при ? = ?у. С этой целью регуляторы двигателей I и II должны быть перенастроены так, чтобы они включались в работу в точках С1 и С3 (регуляторные характеристики 3 и 8).
Двигатели, оборудованные механическими регуляторами, во многих случаях включают в параллельную работу.
Экономичность подобной силовой установки повышается, если суммарная нагрузка распределяется между двигателями определенным образом. Например, при одинаковых двигателях в установке суммарная нагрузка в известном диапазоне ее изменения должна быть распределена между ними равномерно.
На рис. 164 показаны внешние 1, 4, 6 и регуляторные 2, 5 и 7 характеристики трех двигателей, включенных в синхронную параллельную работу. При угловой скорости установки ?у’ каждый из двигателей вырабатывает крутящий момент соответственно MI’, MII’ и MIII’ Таким образом нагрузка всей установки
М'? = MI’ + MII’ + MIII’.
При увеличении нагрузки в работу включается каждый из регуляторов установки, поэтому на новом, несколько большем нагрузочном режиме M?” угловая скорость системы окажется несколько меньшей, например, равной ?у”. В соответствии с регуляторными характеристиками 2, 5 и 7 на новом режиме
М'? = MI” + MII” + MIII”.
причем третий двигатель оказывается полностью нагруженным (точка А3 на внешней характеристике 6), а второй и первый — недогруженными. При дальнейшем росте нагрузки установки двигатель III, а затем и двигатель I будут работать на внешней характеристике (их регуляторы выключаются из работы), и только двигатель II разовьет полную нагрузку при угловой скорости ?у.
Неравномерное распределение нагрузки между двигателями снижает экономичность работы установки, а выключение двух регуляторов из трех резко ухудшит устойчивость режима работы, поэтому выход двигателей на внешние характеристики должен происходить при одной и той же частоте вращения, например при ? = ?у. С этой целью регуляторы двигателей I и II должны быть перенастроены так, чтобы они включались в работу в точках С1 и С3 (регуляторные характеристики 3 и 8).
При параллельной работе двигателей наибольшие допустимые значения у колеблются в пределах от 0,3% (при ? ? 2%) до 0,2% (при ? > 3%).
В ряде случаев параллельная работа двигателей должна быть обеспечена при работе установки не только на номинальном скоростном режиме, но и при меньших скоростных режимах. Чтобы на частичных скоростных режимах настройка двигателей на параллельную работу на нарушалась, следует предусматривать такую конструкцию всережимного регулятора, при которой наклон регуляторных характеристик у всех двигателей установки при уменьшении регулируемого скоростного режима не изменяется или изменяется одинаково.
Для обеспечения такой работы регулятора необходимо предусмотреть определенный закон изменения неравномерности ?p от выбираемого скоростного режима
?p = а (?p.cp) (350)
обусловленный формой внешней характеристики двигателя (рис. 167).
Если на номинальном режиме (точка С) заданы Mном, ?ном и ?ном то для обеспечения одинакового наклона регуляторных характеристик (СD\\C1D1) следует найти ? из подобия треугольников (?C1D1L ~ ?АВL).
Так как
И затем по соотношению (350) построить зависимость (350). По зависимости ? от угловой скорости вала двигателя можно определить желаемый характер изменения степени неравномерности для различных регулируемых скоростных режимов или таких параметров регуляторов, как, например, rп или br обеспечивающих желательную всережимность при одинаковом наклоне регуляторных характеристик.
Существенное значение для точности распределения нагрузки между параллельно работающими двигателями имеет степень нечувствительности ?р. Чем больше зона нечувствительности (см. рис. 74), тем труднее обеспечить нужное распределение нагрузки. В связи с этим установлено, что степень нечувствительности регуляторов, устанавливаемых на параллельно работающих двигателях, должна быть обеспечена в пределах 0,2—0,5%, причем для большинства регуляторов степень нечувствительности составляет 0,3%.
При параллельной работе двигателей к конструкции автоматических регуляторов должны быть предъявлены следующие требования:
1) регулятор должен быть всережимным (или с широкой зоной настройки скоростных режимов);
2) регулятор должен обеспечивать допустимые значения степени нечувствительности и иметь устройство для изменения (настройки) степени неравномерности;
3) степень непрямолинейности у регуляторной характеристики не должна превышать допустимого значения;
4) при смене регулируемого скоростного режима наклон регуляторных характеристик по возможности не должен изменяться.
Все перечисленные требования к конструкции автоматических регуляторов должны обеспечить определенную точность распределения нагрузки между двигателями, оцениваемую степенью рассогласования ?Ni, причем
поминальные мощности i-го двигателя и всей силовой установки.
Распределение нагрузки между параллельно работающими двигателями принимают удовлетворительным, если значения степени рассогласования нагрузки ?Ni составляют 7 (±3,5%) (высокие требования) и 25 (±12,5%) (пониженные требования).
Для нормальных требований ?Ni < 20 (±10%). Вопросы параллельной работы дизель-генераторных установок детально рассмотрены В. И. Толшиным.
|
Автоматическое регулирование двигателей 