Работа по созданию двухимпульсных регуляторов скорости и нагрузки была начата в Советском Союзе в конце 40-х годов. В Ленинградском политехническом институте (ЛПИ) имени М. И. Калинина был разработан ряд оригинальных двухимпульс­ных регуляторов для турбин и двигателей.

Одним из них был регулятор с исчезающим импульсом по нагрузке (рис. 190). При увеличении нагрузки на генератор сердечник электромагнита перемещается вверх вместе с поршнем 2. Корпус катаракта 3 следует за поршнем и сжимает верхнюю пружину изодрома 4. Точка А в связи с этим поднимается, рычаг АВ поворачивается относительно точки В и перемещает рейку 5 топливного насоса в положение большей цикловой подачи топлива. Однако посте­пенно под действием пружины корпус катаракта 3 возвращается в исходное положение, и цикловая подача топлива восстанав­ливается.

В связи с этим такой регулятор получил название регулятора с исчезающим импульсом по нагрузке. Правая часть регуля­тора 7 является обычным регулятором частоты вращения пря­мого (как на схеме) или непрямого действия.

Схема другого двухимпульсного регулятора, созданного в Ленинградском политехническом институте, показана на рис. 191.

Импульс изменения угловой скорости валиком 13 передается чувствительному элементу, состоящему из грузов 16 и пру­жины 14.

Импульс, предназначенный для компенсации изменения на­грузки, вырабатывается фазочувствительным мостом. При изме­нении нагрузки в сети генератора изменяется ток, замеряемый трансформатором тока 32. К резис­тору 3 моста подается сигнал, нару­шающий равновесие плеч фазочувствительного моста. Это приводит к появлению в электромагнитах 6 усилия, пропорционального измене­нию активной мощности в сети. Зо­лотник 7, кинематически жестко связанный с электромагнитом, полу­чает перемещение, после чего всту­пает в работу серводвигатель 28.

При увеличении нагрузки золотник 7 опускается, и поршень серводвигателя 28 под действием высокого давления масла под­нимается, деформируя пружину 26 и перемещая рейку топлив­ного насоса в сторону увеличения подачи топлива. Это движение специальным рычагом передается сельсину 29, вырабатываю­щему электрический импульс обратной связи, который компенси­рует импульс нагрузки и возвращает золотник 7 в исходное по­ложение.

Перемещения поршней серводвигателями 24 и 28 суммируются рычагом 27, поэтому рейка 8 топливного насоса получает резуль­тирующее перемещение под действием обоих импульсов регулятора.

Суммарная неравномерность регулятора зависит от располо­жения точки С на рычаге 27. Приближение этой точки к серво­двигателю 24 уменьшает статизм регуляторной характеристики.

Недостатками предложенной схемы регулятора являются на­личие двух исполнительных серводвигателей 24 и 28, увеличиваю­щих габаритные размеры регулятора, а также зависимость точ­ности работы регулятора от точности работы автоматических ре­гуляторов напряжения, устанавливаемых на генераторах, и симметричность нагружения фаз.

В схеме двухимпульсных регуляторов с одним серводвига­телем (рис. 192) импульс изменения угловой скорости ?? приводом 1 передается чувствительному элементу 4. При увеличении угловой скорости золотник 6 перемещается влево, а поршень 8 серводвигателя в сторону уменьшения подачи топлива.

Стабилизация работы регуляторов обеспечивается жесткими обратными связями. Обратная кинематическая связь на схеме, изображенной на рис. 192, а, осуществляется рычагом 12, пере­мещающим по мере движения поршня 8 подвижную буксу 7; на схеме, приведенной на рис. 192, б, эту задачу выполняет ры­чаг 5, возвращающий золотник 6 в положение, при котором пе­рекрывается доступ масла к серводвигателю.

Импульс изменения электрической нагрузки воспринимается электромагнитом 9. Особенность приведенных схем заключается в том, что импульсы по скорости и нагрузке суммируются перед исполнительным серводвигателем.

В схемах, показанных на рис. 192, в и г, жесткая обратная связь электрическая. Перемещение поршня серводвигателя 8 специальным рычагом передается сельсину 11, поворот которого обеспечивает выработку электрического импульса, восприни­маемого электромагнитом 10 обратной связи. При соответствую­щем подборе импульсов чувствительного элемента 9 нагрузки и электрической обратной связи 10 обеспечивается быстрое восста­новление нарушенного режима работы двигателя.

Анализ, проведенный в ЦНИДИ, показал определенные пре­имущества схем регуляторов с электрической обратной связью, поэтому схема, приведенная на рис. 192, г, была принята в ка­честве основы для разработки промышленного регулятора Р-23.

Современные двухимпульсные регуляторы по скорости и на­грузке имеют электрическую схему измерения нагрузки, свобод­ную от отмеченных выше недостатков.

В качестве примера при­ведем электрическую схему двухимпульсного регулятора угло­вой скорости коленчатого вала стационарных дизель-электрических агрегатов типа 16Д100 (рис. 193). Импульс, пропорцио­нальный мощности генератора, трансформаторами тока и про­межуточными трансформаторами Тр1 и Тр2 преобразуется в на­пряжение и поступает на вход сглаживающего фильтра, собран­ного на диодах Д1—Д6. Фильтр связан с первичной обмоткой трансформаторов ТрЗ и Тр4, вторичные обмотки которых вклю­чены на вход триггерных устройств. Один из них реагирует на увеличение, другой на уменьшение нагрузки генератора. Выходы триггерных устройств связаны с обмотками подвижной системы электродинамического преобразователя (см. также 3 на рис. 169).

Дифференцирующие трансформаторы ТрЗ и Тр4 при изме­нении нагрузки на генератор (см. рис. 193) вырабатывают им­пульс соответствующего знака. Высота такого импульса вначале пропорциональна изменению мощности, а затем затухает по экспоненте. Если высота импульса превышает порог напряжения триггерного устройства, то соответствующий триггер подает в катушку подвижной системы электродинамического преобра­зователя импульс тока, продолжительность которого опреде­ляется значением изменения мощности. Это приводит к переме­щению специального золотника 1 (см. рис. 169), связанного с сер­дечником электромагнита 3, и передаче импульса на силовой поршень 2 серводвигателя регулятора.

После прекращения действия импульса нагрузки пружина, установленная в верхней части электродинамического преобра­зователя, возвращает золотник 1 в исходное положение.

Применение двухимпульсных регуляторов на дизель-генера­торных установках повышает динамические качества систем авто­матического регулирования.

Так, продолжительность переходных процессов дизель-ге­нераторных установок типа 16Д100 после введения в регулятор импульса по нагрузке уменьшилась с 6,3 до 5,4 с. Особенно за­метно уменьшилось снижение частоты вращения при набросе нагрузки (с 10 до 2,4%).