FR2485103A1 - Regulateur de la frequence de rotation d'un groupe hydraulique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES DISPOSITIFS DE COMMANDE DES GROUPES ELECTROGENES. LE REGULATEUR FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST CARACTERISE EN CE QU'IL COMPREND UN LIMITEUR 5 DONT L'ENTREE EST RELIEE A LA SORTIE DU MOYEN 1 DE DELIVRANCE D'UN SIGNAL D'ERREUR, ET LA SORTIE, A L'ENTREE DU CIRCUIT INTEGRATEUR 2 EN VUE DE LIMITER LA VALEUR MAXIMALE DU SIGNAL D'ENTREE DU CIRCUIT INTEGRATEUR 2 A UNE CERTAINE VALEUR EGALE A LA PLUS FAIBLE DES VALEURS DU SIGNAL A L'ENTREE DU CIRCUIT INTEGRATEUR 2 QUI ASSURENT LA VITESSE MAXIMALE ADMISSIBLE DE VARIATION DU DEGRE D'OUVERTURE DU DISTRIBUTEUR. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA COMMANDE AUTOMATIQUE DU FONCTIONNEMENT DES CENTRALES HYDRO-ELECTRIQUES.

Description

La prdsente invention concerne les dispositifs de commande du fonctionnement des groupes électrogènes et a notamment pour objet un régulateur de la fréquence de rotation d'un groupe hydraulique.

L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans des systèmes de commande automatique du fonctionnement des centrales hydro-électriques.

On sait que le réglage de la fréquence de rotation des groupes hydrauliques est effectué en commandant le degré d'ouverture du distributeur et en faisant varier ainsi la quantité d'eau arrivant à la roue d'aubage. Pour obtenir la valeur requise de la fréquence de rotation du groupe hydraulique, on introduit dans le circuit de commanda du degré d'ouverture du distributeur un élément intégrateur qui assure le réglage suivant une loi astatique.

Gn connaît un régulateur de la fréquence de rotation conçu pour commander un groupe hydraulique comprenant une turbine hydraulique équipée d'un distributeur servant å régler le courant d'eau arrivant à la roue d'aubage de ladite turbine hydraulique, ce régulateur comportant un moyen pour délivrer un signal d'erreur indicatif de l'écart de la fréquence de rotation du groupe hydraulique par rapport la valeur requise, un circuit intégrateur dont 1 'entrée est reliée à la sortie dudit moyen pour délivrer un signal d'erreur et un moyen pour commander l'ouverture du distributeur, ce dernier moyen étant connecté à la sortie dudit circuit intégrateur en vue de régler le degré d'ouverture du distributeur en fonction de la valeur du signal à la sortie du circuit intégrateur (voir, par exemple, le Bulletin NO 07058 "Electric Governor for Hydraulic Turbines" de la Société "Woodward Governor
Company").

Pour une certaine valeur choisie de la constante de temps du circuit intégrateur, la vitesse de variation du signal de commande arrivant fourni par le circuit intégrateur au moyen de commande de l'ouverture du distributeur croit avec la croissance du signal d'erreur, autrement dit, de l'écart de la fréquence de rotation du groupe hydraulique par rapport à la valeur requise. On sait que la vitesse de déplacement des aubes du distributeur d'une turbine hydraulique pendant la variation du degré d'ouverture du distributeur ne peut pas dépasser une certaine valeur maximale admissible, que l'on choisit de manière à éviter une variation brutale de la pression dans la conduite d'eau forcée ou en charge du groupe hydraulique, variation qui est due à un coup de bélier. De cette façon, en cas de faibles écarts de la fréquence de rotation du groupe hydraulique par rapport à la valeur requise, lorsque le signal de sortie du circuit intégrateur ne dépasse pas une certaine valeur, la vitesse de déplacement des aubes du distributeur croît avec l'augmentation de la vitesse de variation du signal de commande à la sortie du circuit intégrateur, si bien que, plus l'écart de la fréquence de rotation est important, plus la vitesse de déplacement des aubes du distributeur est élevée. Dans ce cas, la variation du degré d'ouverture du distributeur est en retard sur la variation du signal de commande d'un temps qui est déterminé par l'inertie du moyen de commande de l'ouverture du distributeur. Cependant, en cas d'importants écarts de la fréquence de rotation, quand le signal de sortie du circuit intégrateur dépasse la valeur mentionnée plus haut, une augmentation de la vitesse de variation du signal de commande à la sortie du circuit intégrateur ne staccompagne plus d'une augmentation de la vitesse de déplacement des aubes du distributeur,laquelle demeure égale à la valeur maximale admissible, de sorte que le retard mentionné de la variation du degré s'ouverture du distributeur par rapport à la variation du signal de commande croit, cette croissance du retard étant d'autant plus importante que l'écart de la fréquence de rotation est plus grand.

Il s'ensuit une erreur dynamique de réglage accrue et une réduction de la rapidité de fonctionnement du régulateur lorsque se produisent d'importants écarts de la fréquence de rotation.

On pourrait éviter une telle discordance entre les vitesses de variation du signal de sortie du circuit intégrateur et du degré d'ouverture du distributeur en cas d'importants écarts de la fréquence de rotation en augmentant la constante de temps du circuit intégrateur. Or, une telle augmentation est très indésirable, car elle entraîne une réduction de la rapidité de fonctionnement du régulateur en cas de faibles écarts de la fréquence de rotation.

L'invention vise donc un régulateur de la fréquence de rotation d'un groupe hydraulique qui serait réalisé de façon à diminuer, en cas d'importants écarts de la fréquence de rotation, l'erreur dynamique de réglage en supprimant le désaccord entre la vitesse de variation du signal intégral commandant le degré d'ouverture du distributeur de la turbine et la vitesse de variation du degré d'ouverture du distributeur sans réduire la rapidité de fonctionnement du régulateur lors de faibles écarts de la fréquence de rotation.

A cet effet, un régulateur de la fréquence de rotation d'un groupe hydraulique comprenant une turbine hydraulique équipée dUn distributeur servant à régler le courant d'eau arrivant à la roue d'aubage de ladite turbine hydraulique, ledit régulateur étant du type comprenant un moyen de délivrance d'un signal d'erreur indicatif de l'écart de la fréquence de rotation du groupe hydraulique par rapport à la valeur requise, un circuit intégrateur dont l'entrée est électriquement reliée à la sortie dudit moyen de délivrance d'un signal d'erreur et un moyen de commande de l'ouverture du distributeur, ce dernier moyen étant connecté à la sortie dudit circuit intégrateur en vue de régler le degré d'ouverture du distributeur en fonction de la valeur du signal à la sortie du circuit intégrateur, et étant caractérisé, selon l'invention en ce qu'il comporte un limiteur dont l'entrée est reliée à la sortie dudit moyen de délivrance d'un signal d'erreur, et sa sortie, à l'entrée dudit circuit intégrateur en vue de limiter la valeur maximale du signal d'entrée du circuit intégrateur à une certaine valeur égale à la plus faible des valeurs du signal à l'entrée du circuit intégrateur qui assurent la vitesse maximale admissible de variation du degré d'ouverture du distributeur.

fnc )gtr.r-rose', un léger écart de la fréquence de rotation de la valeur requise entraîne, tout comme dans les régulateurs antérieurs, une variation du signal de commande à la sortie du circuit intégrateur à une vitesse proportionnelle audit écart de la fréquence de rotation. Cependant, contrairement à ce qui se passe dans les régulateurs connus, la vitesse de variation du signal de sortie du circuit intégrateur ne croit, avec la croissance de l'écart de la fréquence de rotation, que jusqu'au moment où ladite vitesse atteint la valeur assurant le déplacement des aubes du distributeur à la vitesse maximale.

L'augmentation ultérieure de l'écart de la fréquence de rotation ne provoque plus une augmentation de la vitesse de variation du signal de sortie du circuit intégrateur, laquelle reste égale à la valeur minimale assurant la vitesse maximale de déplacement des aubes du distributeur. On supprime ainsi la discordance entre la vitesse de variation du signal de commande fourni par le circuit intégrateur au moyen de commande de l'ouverture du distributeur et la vitesse de variation du degré d'ouverture du distributeur en cas de grands écarts de la fréquence de rotation, de sorte que le retard de la variation du degré d'ouverture du distributeur sur la variation du signal de commande est déterminé uniquement par l'inertie du moyen de commande de l'ouverture du distributeur.

En conséquence, on obtient une réduction de l'erreur dynamique de réglage et une élévation de la rapidité de fonctionnement du régulateur pendant les écarts importants de la fréquence de rotation sans réduire cette rapidité de fonctionnement en cas de faibles écarts de la fréquence.

Il est avantageux d'équiper ledit limiteur d'un amplificateur saturable dont l'entrée est branchée, à travers une résistance, sur la sortie dudit moyen de délivrance d'un signal d'erreur et d'un potentiomètre dont l'élément résistif est connecté en parallèle sur la sortie dudit amplificateur saturable et dont le contact mobile est relié à l'entrée dudit circuit intégrateur et, à travers une autre résistance à l'entrée dudit amplificateur saturable de façon à former un circuit de contre-réaction pour ledit amplificateur saturable.

Avec un tel limiteur, l'ajustage du régulateur est simplifié puisqu'on peut alors faire varier la vitesse raximale de vari;rtica de h i càe sortie du circuit intégrateur sans variation de la constante d'intégration pour le signal d'erreur.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails et avantages de celleci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exempies non limita-tifs, avec référance aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente le schéma synoptique du régulateur de la fréquence de rotation d'un groupe hydraulique, objet de l'intion;
- les figures 2a à 2e donnent les courbes de variation du degré d'ouverture du distributeur et de la fréquence de rotation du groupe hydraulique ainsi que les formes d'onde observées en divers points du circuit du régulateur.

Comme le montre la figure 1, le régulateur de la fréquence de rotation d'un groupe hydraulique (ce dernier n'est pas représenté) comprend un moyen 1 de délivrance d'un signal d'erreur, un circuit intégrateur 2, un moyen 3 de commande de l'ouverture du distributeur 4, ce moyen étant relié à la sortie du circuit intégrateur 2, et un limiteur 5 dont l'entrée est raccordée à la sortie du moyen 1 de délivrance d'un signal d'erreur et dont la sortie est reliée à l'entrée du circuit intégrateur 2.

Le moyen 1 de délivrance d'un signal d'erreur comporte un élément 6 sensible à la fréquence de rotation, un dispositif sélecteur 7 et un additionneur 8 dont l'entrée 9 est reliée à l'élément 6 sensible à la fréquence de rotation et dont l'entrée 10 est connectée audit dispositif sélecteur 7, alors que sa sortie constitue la sortie du moyen 1 de délivrance d'un signal d'erreur.

L'élément sensible 6 réagit aux écarts de la fréquance de rotation du groupe hydraulique en fournissant un signal proportionnel à l'écart de la fréquence de rotation par rapport à la valeur correspondant à la fréquence nominale du réseau d'énergie dans lequel fonctionne le groupe (50 hertz par exemple) . Le dispositif sélecteur 7 délivre un signal proportionnel à la différence entre a valeur requise de la fréquence de rotation du groupe hydraulique et la valeur de celle-ci correspondant à la fréquence nominale dans le réseau d'energie . Ainsi , le signal fourni par
le moyen 1 est proportionnel à l'écart de la fréquence de rotation du groupe hydraulique par rapport à sa valeur requise.

L'additionneur 8 comprend un amplificateur 11 comportant une résistance insérée dans le circuit de contre-réaction de cet amplificateur et recevant à son entrée, via des résistances d'entrée , les signaux appliqués aux entrées 9 et 10.

Le circuit intégrateur 2 comporte un amplificateur 12 pourvu d'un condensateur inséré dans le circuit de contre-réaction de cet amplificateur, et recevant à son entrée, via une résistance d'entrée, le signal appliqué à l'entrée du circuit intégrateur 2.

Le distributeur 4 commande le courant d'eau arrivant à la roue d'aubage (non représentée) de la turbine hydraulique (non représentée) du groupe hydraulique, par changement de la position des aubes du distributeur 4 et par conséquent du degré d'ouverture dudit distributeur.

Le moyen 3 de commande de l'ouverture du distributeur est destiné à orienter les aubes du distributeur 4 en fonction de la valeur du signal de commande arrivant audit moyen 3 à partir de la sortie du circuit intégrateur 2 et comporte un additionneur 13, un convertisseur électrohydraulique 14 branché sur la sortie de l'additionneur 13 et servant à transformer le signal électrique apparaissant à la sortie de l'additionneur 13 en effort mécanique de déplacement des aubes du distributeur 4, ainsi qu'un élément 15 sensible à la position des aubes du distributeur 4. L'une des entrées de l'additionneur 13, notamment son entrée 16, constitue l'entrée du moyen 3 de commande de l'ouverture du distributeur et est reliée à la sortie de l'amplificateur 12, alors que son autre entrée, désignée par le chiffre de référence 17, est reliée à travers un circuit de contre-réaction à l'élément sensible 15.

Le limiteur 15 comprend un amplificateur saturable 18 dont l'entrée d'inversion est connectée à travers une résistance d'entrée 19 à la sortie de l'amplificateur 11 et un potentiomètre 20 dont l'élément résistif 21 est branché en parallèle sur la sortie de l'amplificateur 18 et dont le contact mobile 22 est relié, via une résistance 23, à l'entrée d'inversion de l'amplificateur 18, en formant ainsi un circuit de contre-réaction sur ledit amplificateur 18. Le contact mobile 22 du potentiomètre 20 constitue la borne de sortie du limiteur 5 et est relié à la borne d'entrée du circuit intégrateur 2.

L'additionneur 8 faisant partie du moyen 1 de délivrance d'un signal d'erreur peut être doté d'une entrée supplémentaire (non représentée), à laquelle est appliqué le signal de sortie d'un dispositif à contre-réaction (non représenté) dont le facteur de transmission est établi en conformité avec la valeur imposée de statisme du régulateur, l'entrée de ce dispositif à oontreréactionpc're re]Âe soit à l'élément 15 sensible à la position des aubes, soit à la sortie du circuit intégrateur 2. Dans ce cas, la valeur imposée de la fréquence de rotation est déterminée par la somme du signal attaquant l'entrée 10 de l'additionneur 8 et du signal de contre-réaction.

Le fonctionnement du régulateur décrit est le suivant.

En régime stationnaire, lorsque la fréquence de rotation du groupe hydraulique est égale à la valeur requise, les signaux présents aux entrées 9 et 10 de l'additionneur 8 se compensent mutuellement et les tensions de sortie de l'additionneur 8 et du limiteur 5 sont nulles.

La tension de sortie du circuit intégrateur 2 présente une valeur qui correspond au degré d'ouverture du distributeur 4 assurant la fréquence requise de rotation du groupe. Dans ces conditions, la tension appliquée par le circuit intégrateur 2 à l'entrée 16 de l'additionneur 13 est compensée par la tension appliquée à son autre entrée 17 par l'élément 15 sensible à la position des aubes, de sorte que le signal de sortie de l'additionneur 13 est nul.

En cas d'écart de la fréquence de rotation par rapport à la valeur requise, l'équilibre entre les signaux attaquant les entrées 9 et 10 de l'additionneur 8 est perturbé, ce qui fait apparaître à la sortie de l'additionneur 8 un signal dont la valeur est proportionnelle à celle de l'écart de la fréquence de rotation. Ce signal est appliqué à l'entrée du limiteur 5.

Si l'écart de la fréquence de rotation n'est pas considérable, de sorte que le signal arrivant à l'entrée du limiteur 5 est relativement peu important et ne peut pas causer la saturation de I'amplificateur 18, il se forme à la sortie du limiteur 5 une tension proportionnelle à celle présente à son entrée, c'est-à-dire, à l'écart de la fréquence de rotation. Etant donné que la tension de sortie est prélevée non pas sur la sortie de l'amplificateur 18, mais sur le contact mobile du potentiomètre 20, le facteur de transmission du limiteur 5 ne dépend pas de la position du contact mobile 22 et est défini par le rapport entre les valeurs des résistances 19 et 23
R1 K = ,
R2 où K est le facteur de transmission du limiteur 5,
R1 est la valeur de la résistance 23,
R2 est la valeur de la résistance 19.

De cette façon, la tension de sortie du circuit intégrateur 2 varie, en cas de faibles écarts de la fréquence de rotation, à une vitesse proportionnelle à l'importance de l'écart. Cette variation de la tension de sortie du circuit intégrateur 2 provoque l'apparition d'un signal à la sortie de l'additionneur 13, signal qui est transformé dans le convertisseur électro-hydraulique 14 en un effort mécanique qui déplace les aubes du distributeur 4 et modifie ainsi le degré d'ouverture de ce dernier. En conséquence, il se produit une variation du signal de sortie de l'élément sensible 15 qui compense la variation du signal attaquant l'entrée 16 de l'additionneur 13 en provenance de la sortie du circuit intégrateur 2. Le déplacement des aubes du distributeur 4 a lieu jusqu'à la cessation de la variation de la tension de sortie du circuit intégrateur 2, autrement dit, jusqu'à ce que la fréquence de rotation du groupe en régime statior.- naire atteigne sa valeur prescrite et que la tension de sortie de l'additionneur 8 devienne, par conséquent, nulle.

La vitesse de déplacement des aubes du distributeur 4 est limitée, ne pouvant pas dépasser une certaine valeur maximale admissible choisie de manière à éviter une variation brutale de la pression dans la conduite forcée (non représentée) du groupe hydraulique, laquelle variation est due à un coup de bélier. Ainsi, si la vitesse de variation de la tension de sortie du circuit intégrateur 2 est inférieure à une certaine valeur correspondant à la vitesse maximale de déplacement des aubes du distributeur 4, une augmentation ou une diminution de la vitesse de variation de la tension de sortie du circuit intégrateur 2 donne lieu à une augmentation ou une diminution, respectivement, de la vitesse de déplacement des aubes du distributeur 4. Par contre, une augmentation de la vitesse de variation de la tension de sortie du circuit intégrateur 2 au-delà de la valeur précitée correspondant à la vitesse maximale de déplacement des aubes du distributeur 4, ne peut entraîner une augmentation de la vitesse de déplacement des aubes, cette dernière restant alors inchangée indépendamment de la vitesse de variation de la tension.

La constante d'intégration pour le signal appliqué par le moyen 1 de délivrance d'un signal d'erreur à l'entrée du limiteur 5 est choisie de façon à obtenir entre l'écart de la fréquence de rotation et la vitesse de déplacement des aubes du distributeur 4 une relation assurant une rapidité de fonctionnement maximale tout en préservant la stabilité voulue du système de réglage. Une telle constante d'intégration peut etre obtenue en faisant varier la constante de temps du circuit intégrateur 2 ou le rapport des valeurs des résistances 19 et 23. Le contact mobile 22 du potentiomètre 20 est positionné de sorte que, lorsque l'amplificateur 18 est à l'état saturé, la tension appliquée à l'entrée du circuit intégrateur 2 en provenance du contact mobile 22 soit égale à la plus petite des valeurs provoquant une variation de la tension de sortie du circuit intégrateur 2 à une vitesse assurant le déplacement le plus rapide des aubes du distributeur 4. Avec un tel positionnement du contact mobile 22, des écarts importants de la fréquence de rotation du groupe, supérieurs à la plus petite des valeurs pour lesquelles le déplacement des aubes du distributeur 4 doit se produire à la vitesse maximale, portent l'amplificateur 18 à saturation, alors que de faibles écarts de la fréquence de rotation, inférieurs à ladite valeur, ne portent pas l'amplificateur 18 à l'état de e saturation. Or, quand l'amplificateur 18 n'est pas à l'état de saturation, la position du contact mobile 22 n'exerce, comme indiqué plus haut, aucune influence sur le facteur de transmission du limiteur 5 et, donc, sur la constante d'intégration pour le signal d'erreur. Ainsi, la position du contact mobile 22 n'affecte pas le fonctionnement du régulateur en cas de faibles écarts de la fréquence de rotation, c'est-à-dire d'écarts dont les valeurs sont inférieures à celle provoquant le déplacement des aubes du distributeur 4 à la vitesse maximale.

Le fonctionnement du régulateur lors d'écarts importants de la fréquence de rotation est illustré à l'aide de la figure 2, sur laquelle sont donndes des courbes de variation du degré d'ouverture du distributeur 4 (figure 1) et de la fréquence de rotation du groupe hydraulique, ainsi que les formes d'onde observées en divers points du circuit du régulateur.

Comme on le voit sur la figure 2, l'écart de la fréquence de rotation du groupe hydraulique par rapport à la valeur requise correspond à l'instant t1 . S'il n'y avait pas de limiteur 5 (figure 1), la variation de la tension d'entrée du circuit intégrateur 2 à ce moment serait proportionnelle à l'écart de la fréquence de rotation. La variation de la tension d'entrée du circuit intégrateur 2 en l'absence de limiteur 5 est montrée sur la figure 2a par le trait tireté. Par contre, en cas d'utilisation du limiteur 5 (figure 1), un grand écart de la fréquence de rotation conduit à la saturation de l'amplificateur 18. Lorsque l'amplificateur 18 est à l'état saturé, sa tension de sortie n'est déterminée que par sa tension d'alimentation et par son agencement. Ainsi, en cas d'écarts importants de la fréquence de rotation, la tension d'entrée du circuit intégrateur 2 ne dépend pas de la valeur de l'écart de la fréquence de rotation et a une valeur limitée qui est fonction uniquement de la position du contact mobile 22. La variation de la tension attaquant l'entrée du circuit intégrateur 2 en provenance de la sortie du limiteur 5 est indiquée par le trait plein sur la figure 2a, où la tension d'entrée du circuit intégrateur 2 (figure 1) à l'instant t1 (figure 2) a une valeur égale à la valeur limite UO.

Tant que la différence entre la fréquence de rotation réelle et sa valeur requise reste suffisamment grande pour maintenir l'amplificateur 18 (figure 1) à l'état saturé, la tension d'entrée du circuit intégrateur 2 demeure inchangée (voir la figure 2a) et provoque une variation de la tension de sortie du circuit intégrateur 2 (figure 1) à une vitesse constante. La variation de la tension de sortie du circuit intégrateur 2 est indiquée sur la figure 2b par le trait plein.

Une variation de la tension de sortie du circuit intégrateur 2 (figure 1) cause un désiquilibre des signaux aux entrées 16 et 17 de l'additionneur 13 faisant partie du moyen 3 de commande de l'ouverture du distributeur, en donnant ainsi naissance à un signal à la sortie de l'additionneur 13 et en provoquant une variation du degré d'ouverture du distributeur 4, variation qui sera quelque peu en retard sur celle de la tension de sortie du corcuit intégrateur 2 étantfoor. l'mGrtied mqyen 3. La variation du signal à la sortie de l'additionneur 13 est montrée par le trait plein de la figure 2c, et la variation du degré d'ouverture du distributeur 4 (figure 1), par le trait plein de la figure 2d. Si l'on positionne le contact mobile 22 (figure 1) du potentiomètre 20 de la manière décrite plus haut, la variation du degré d'ouverture du distributeur 4 se produit à une vitesse maximale tant que l'amplificateur 18 est à l'état saturé.

Une variation du degré d'ouverture du distributeur 4 donne lieu à une variation correspondante de la fréquence de rotation du groupe hydraulique. Cette dernière variation se produit avec un retard sensible par apport au deplacement des aubes du distributeur 4, ce qui est illustré à l'aide du trait plein de la figure 2e.

A l'instant t2 , lorsque la différence entre la fréquence réelle de rotation du groupe hydraulique et sa valeur requise diminue à un tel point que l'amplificateur 18 (figure 1) cesse d'être à l'état saturé, la tension d'entrée du circuit intégrateur 2 commence à diminuer proportionnellement à la diminution de la différence mentionnée (voir la figure 2a), de sorte que la vitesse de variation de la tension de sortie du circuit intégrateur 2 (figure 1) diminue elle aussi (figure 2b). A l'instant t3 , quand la valeur réelle de la fréquence de rotation devient égale à la valeur requise, la tension d'entrée du circuit intégrateur 2 (figure 1) et la vitesse de variation de la tension à sa sortie sont nulles (figures 2a et 2b). Etant donné l'inertie du moyen 3 de commande de l'ouverture du distributeur (figure 1), le signal de sortie de l'additionneur 13 devient nul, alors que le degré d'ouverture du distributeur 4 atteint une valeur extrémale un peu plus tard que l'instant t3 (figure 2), plus précisément à l'instant t4. Comme la variation de la fréquence de rotation du groupe hydraulique s'effectue avec retard, le degré d'ouverture du distributeur 4 (figure 1) à l'instant t4 (figure 2d) diffère de la valeur assurant l'égalité entre la fréquence de rotation du groupe hydraulique en régime stationnaire et sa valeur prescrite, par suite de quoi la variation de la fréquence de rotation continue jusqu'au moment où les aubes du distributeur 4 (figure 1) prennent la position correspondant au régime stationnaire de fonctionnement du groupe hydraulique, à l'instant t5 (figure 2).

S'il n'y avait pas de limiteur 5 (figure 1), un écart important de la fréquence de rotation du groupe hydraulique provoquerait une forte variation de la tension d'entrée du circuit intégrateur 2, comme indiqué par la ligne tiretée de la figure 2a, par suite de quoi la variation de la tension à la sortie du circuit intégrateur 2 (figure 1) se produirait à une vitesse plus élevée, comme le montre le trait tireté de la figure 2b. Cependant, la vitesse de déplacement des aubes du distributeur 4 (figure 1) pendant le laps de temps séparant l'instant t2 (figure 2) de l'instant t1 resterait égale à la valeur maximale admissible. De cette façon, la variation du degré d'ouverture du distributeur 4 (figure 1), ainsi que celle de la fréquence de rotation entre l'instant t1 (figure 2) et l'instant t2, s'effectueraient conformément aux traits pleins des figures 2d et 2e, de sorte que le degré d'ouverture du distributeur 4 (figure 1) et la fréquence de rotation auraient à l'instant t2 (figure 2) les mêmes valeurs que dans le cas d'emploi du limiteur 5 (figure 1).

Ceci provoquerait un accroissement de la différence entre la tension de sortie du circuit intégrateur 2 et la tension de sortie de l'élément 15 sensible à la position des aubes du distributeur à instant t2 (figure 2), car ladite différence serait due non seulement à l'inertie du moyen 3 do commande de l'ouverture du distributeur (figure 1), mais ausie au désaccord entre la vitesse de variation de la tension de sortie du circuit intégrateur 2 et la vitesse de déplacement des aubes du distributeur 4, un tel accroissement de ladite différence étant d'autant plus marqué que la valeur de l'écart de la fréquence de rotation est plus importante. E/conséquence, le signal de sortie de l'additionneur 13 ne deviendrait nul que vers l'instant t4 comme le montre le trait tireté de la figure 2c, tandis que l'écart du degré d'ouverture du distributeur 4 (figure 1) par rapport à la valeur correspondant au régime stationnaire serait vers ce moment supérieur à l'écart maximal du degré d'ouverture du distributeur 4 par rapport à la valeur stationnaire en cas d'utilisation du limiteur 5, comme on peut le voir sur la figure 2d où la variation du degré d'ouverture du distributeur 4 (figure 1) en cas d'absence du limiteur 5 est indiquée par le trait tireté.

Cela donnerait lieu, à son tour, à une augmentation de l'erreur dynamique au cours de la variation de la fréquence de rotation, comme montré sur la figure 2e, où la variation de la fréquence de rotation du groupe hydraulique en cas d'absence du limiteur 5 (figure 1) est indiquée par la ligne tiretée ainsi qu a un accroissement de la durée du processus transitoire, qui ne s'échèverait que vers l'instant t5 (figure 2L
Une réduction de la durée du processus transitoire en cas d'écarts importants de la fréquence de rotation peut être obtenue en utilisant divers circuits assurant la limitation de la valeur maximale du signal de sortie à condition que le niveau de limitation ait une valeur égale à la plus petite des valeurs du signal d'entrée du circuit intégrateur 2 (figure 1) qui assurent la vitesse maximale de variation du degré d'ouverture du distributeur 4 et que la constante d'intégration pour le signal d'erreur assure la rapidité requise de fonctionnement du régulateur et le fonctionnement stable du système de réglage lors de faibles écarts de la fréquence de rotation. Cependant, l'emploi du limiteur 5 réalisé en conformité avec le schéma de la figure 1 et permettant, par déplacement du contact mobile 22 du potentiomètre 20, de faire varier la vitesse maximale de variation de la tension de sortie du circuit intégrateur 2 sans changer la constante d'intégration pour le signal d'erreur, facilite suivant la vitesse maximale de déplacement des aubes du distributeur 4 ne nécessite aucune retouche ultérieure de la constante d'intégration.

On voitserr çe 12 pisente invention offre l'avantage de réduire l'erreur dynamique et d'élever la rapidité de fonctionnement d'un régulateur de la fréquence de rotation d'un groupe hydraulique en cas d'écarts importants de la vitesse de rotation sans pour autant réduire la rapidité de fonctionnement lors de faibles écarts de cette fréquence de rotation.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier , elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée.

Claims (2)

REVENDICATIONS

1.- Régulateur de la fréquence de rotation d'un groupe hydraulique comprenant une turbine hydraulique équipée d'un distributeur servant à régler le courant d'eau arrivant à la roue d'aubage de ladite turbine hydraulique, ledit régulateur étant du type comportant un moyen de délivrance d'un signal d'erreur indicatif de l'écart de la fréquence de rotation du groupe hydraulique par rapport à sa valeur requise, un circuit intégrateur dont l'entrée est électriquement reliée à la sortie dudit moyen de délivrance d'un signal d'erreur et un cmoyen de commande de l'ouverture du distributeur, ledit moyen de commande étant connecté à la sortie dudit circuit intégrateur en vue du réglage du degré d'ouverture du distributeur en fonction de la valeur du signal à la sortie du circuit intégrateur, caractérisé en ce qu'il comprend un limiteur dont l'entrée est reliée à la sortie du moyen de délivrance d'un signal d'erreur, et la sortie, à l'entrée du circuit intégrateur en vue de limiter la valeur maximale du signal d'entrée du circuit intégrateur à une certaine valeur égale à la plus faible des valeurs du signalàltentrée du circuit intégrateur qui assurent la vitesse maximale admissible de variation du degré d'ouverture du distributeur.

2.- Régulateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit limiteur comporte un amplificateur saturable dont l'entrée est branchée, à travers une résistance, sur la sortie dudit moyen de délivrance d'un signal d'erreur, ainsi qu'un potentiomètre dont l'élément résistif est connecté en parallèle sur la sortie dudit amplificateur saturable et dont le contact mobile est relié à l'entrée dudit circuit intégrateur, ledit contact mobile de potentiomètre étant en outre connecté, à travers une autre résistance, à l'entrée dudit amplificateur saturable de façon à former un circuit de contre-réaction pour ledit amplificateur sa turable.