RU185322U1 - HYDROTURBINE ROTATION REGULATOR - Google Patents
HYDROTURBINE ROTATION REGULATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU185322U1 RU185322U1 RU2018127784U RU2018127784U RU185322U1 RU 185322 U1 RU185322 U1 RU 185322U1 RU 2018127784 U RU2018127784 U RU 2018127784U RU 2018127784 U RU2018127784 U RU 2018127784U RU 185322 U1 RU185322 U1 RU 185322U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- adder
- amplifier
- servomotor
- hydraulic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B15/00—Controlling
- F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
- F03B15/04—Controlling by varying liquid flow of turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Abstract
Полезная модель касается усовершенствования электрогидравлического регулятора частоты вращения гидротурбины. Технический результат заключается в повышении точности и качества регулирования частоты вращения гидротурбины, снижении частоты и амплитуды колебаний регулирующих органов гидротурбины в установившихся режимах работы гидроагрегата, увеличении периодов включения маслонасосов маслонапорной установки. Предложен регулятор частоты вращения гидротурбины, содержащий датчик частоты вращения, датчик ускорения, интегратор, механизм управления, выходы которых соединены через сумматор с усилителем и блоком адаптации, обеспечивающим изменение коэффициента усиления сигнала рассогласования, поступающего в усилитель, блок коррекции, распределительный золотник, соединенный с серводвигателем, датчик обратной связи положения штока серводвигателя, выход которого соединен с сумматором. Сигнал интегратора комбинируется на сумматоре с сигналом отклонения частоты, сигналом ускорения, сигналом механизма управления и сигналом постоянного статизма. Результирующий сигнал с сумматора, усиленный усилителем и измененный блоком коррекции, приводит в действие распределительный золотник, управляющий серводвигателем системы клапанов. Положение серводвигателя системы клапанов определяет расход воды через гидротурбину, частота вращения которой определяется величиной расхода. The utility model relates to the improvement of the electro-hydraulic speed controller of a turbine. The technical result consists in increasing the accuracy and quality of regulating the frequency of rotation of a hydraulic turbine, reducing the frequency and amplitude of oscillations of the regulating organs of a hydraulic turbine in steady-state modes of operation of a hydraulic unit, and increasing the periods of inclusion of oil pumps of an oil-pressure unit. A speed turbine speed controller is proposed, comprising a speed sensor, an acceleration sensor, an integrator, a control mechanism, the outputs of which are connected through an adder to an amplifier and an adaptation unit that provides a change in the gain of the error signal entering the amplifier, a correction unit, a distribution valve connected to a servomotor , a feedback sensor for the position of the servo motor rod, the output of which is connected to the adder. The integrator signal is combined on the adder with a frequency deviation signal, an acceleration signal, a control mechanism signal, and a constant static signal. The resulting signal from the adder, amplified by the amplifier and changed by the correction unit, actuates the distribution valve, controlling the servomotor of the valve system. The position of the servomotor of the valve system determines the flow rate of water through a hydraulic turbine, the speed of which is determined by the flow rate.
Description
Заявленная полезная модель относится к регуляторам частоты вращения гидротурбин. Полезная модель может использоваться в системах управления гидротурбин любого типа.The claimed utility model relates to speed controllers of hydraulic turbines. The utility model can be used in any type of hydraulic turbine control system.
Известен регулятор частоты вращения гидротурбины (патент на полезную модель RU 51680 U1, МПК F03B 15/04, опубл. 27.02.2006), содержащий датчик частоты вращения, датчик ускорения, интегратор, механизм управления, выходы которых соединены через сумматор с усилителем, блок коррекции, распределительный золотник, соединенный с серводвигателем, датчик обратной связи положения штока серводвигателя, выход которого соединен с сумматором.A known speed controller of a hydraulic turbine (patent for utility model RU 51680 U1, IPC F03B 15/04, publ. 02.27.2006), comprising a speed sensor, acceleration sensor, integrator, control mechanism, the outputs of which are connected through an adder to an amplifier, a correction unit , a spool valve connected to the servomotor, a feedback sensor for the position of the servomotor rod, the output of which is connected to the adder.
Основным недостатком регулятора является снижение в процессе эксплуатации гидроагрегата точности стабилизации положения серводвигателя регулирующего органа гидротурбины, связанного с постепенным износом и увеличением протечек между рабочими полостями серводвигателя.The main disadvantage of the regulator is the decrease in the operation of the hydraulic unit, the accuracy of stabilization of the position of the servomotor of the regulating body of the turbine associated with the gradual wear and increase of leaks between the working cavities of the servomotor.
Задачей, на выполнение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание регулятора скорости гидротурбины, обладающего значительно большими регулирующими возможностями по сравнению с известным, что позволит использовать в регуляторе золотниковые устройства и серводвигатели с пониженными техническими характеристиками по сравнению с заданными и при этом обеспечить стабильную работу регулирующих органов гидротурбины на всем ее жизненном цикле и сократить частоту включения маслонасосов маслонапорной установки.The task to which the claimed technical solution is directed is to create a hydraulic turbine speed controller that has significantly greater regulatory capabilities compared to the known one, which will allow the use of spool devices and servomotors with reduced technical characteristics compared to the specified ones, and at the same time ensure the stable operation of the control hydroturbine organs throughout its entire life cycle and reduce the frequency of inclusion of oil pumps of an oil-pressure plant.
Технический результат заключается в повышении точности и качества регулирования частоты вращения гидротурбины, снижении частоты и амплитуды колебаний регулирующих органов гидротурбины и повышении ресурса маслонапорной установки.The technical result consists in increasing the accuracy and quality of regulating the frequency of rotation of a hydraulic turbine, reducing the frequency and amplitude of fluctuations of the regulating organs of a hydraulic turbine, and increasing the life of an oil pressure unit.
Для повышения эффективности отработки регулятора с характеристиками распределительных золотников и серводвигателей, отличающихся от заданных, авторы предлагают управляющий сигнал с сумматора 9 известного регулятора [1], показанного на фиг. 1, подать в блок адаптации 11, вычислить в нем требуемый коэффициент усиления в соответствии с предлагаемым алгоритмом и передать в усилитель 5.To increase the efficiency of testing a regulator with characteristics of distribution spools and servomotors that differ from the set ones, the authors propose a control signal from the
Суть заявляемого технического решения заключается в том, что в известном регуляторе, показанном на фиг. 1, содержащем датчик частоты вращения, датчик ускорения, интегратор, механизм управления, выходы которых соединены через сумматор с усилителем, блок коррекции, распределительный золотник, соединенный с серводвигателем, датчик обратной связи положения штока серводвигателя, выход которого соединен с сумматором, дополнительно введен блок адаптации, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - к усилителю.The essence of the claimed technical solution lies in the fact that in the known controller shown in FIG. 1, comprising a speed sensor, acceleration sensor, integrator, control mechanism, the outputs of which are connected through an adder to an amplifier, a correction unit, a spool valve connected to a servomotor, a feedback sensor for the position of the servomotor rod, the output of which is connected to the adder, an adaptation unit is additionally introduced whose input is connected to the output of the adder, and the output to the amplifier.
На фиг. 1 показан регулятор в соответствии с заявляемым техническим решением, где:In FIG. 1 shows the regulator in accordance with the claimed technical solution, where:
1 - датчик частоты вращения гидротурбины;1 - speed sensor of a turbine;
2 - датчик ускорения;2 - acceleration sensor;
3 - интегратор;3 - integrator;
4 - механизм управления;4 - control mechanism;
5 - усилитель;5 - amplifier;
6 - распределительный золотник;6 - distribution valve;
7 - серводвигатель системы клапанов;7 - a servomotor of the valve system;
8 - постоянный статизм;8 - constant statism;
9 - сумматор;9 - adder;
10 - блок коррекции;10 - correction block;
11 - блок адаптации.11 - block adaptation.
Функционально блок адаптации 11 должен быть таким, чтобы в зависимости от управляющего сигнала на входе блока, в совокупности с реальными характеристиками распределительного золотника 6 и серводвигателя 7, обеспечить заданную характеристику расхода рабочей жидкости, т.е. такую характеристику, при которой обеспечивается необходимое соотношение между точностью регулирования частоты вращения, частотой и амплитудой колебаний регулирующих органов гидротурбины.Functionally, the
На фиг. 2 представлены графики определения функциональной зависимости блока коррекции, где:In FIG. 2 presents graphs of determining the functional dependence of the correction block, where:
ΔS - сигнал отклонения (рассогласования) текущего положения привода ГТ от заданного, сформированный сумматором обратной связи 9.ΔS is the signal of deviation (mismatch) of the current position of the GT drive from the specified one, formed by the
- величина изменения коэффициента усиления, формирующаяся блоком адаптации 11 только в установившихся режимах работы гидроагрегата и изменяющаяся с некоторой заданной скоростью от 0 до максимального значения (). - the magnitude of the change in gain, formed by the
Ку - коэффициент усиления усилителя 5, динамически меняющийся на величину To y - the gain of the
Действие блока адаптации обеспечивает:The action of the adaptation unit provides:
- изменение коэффициента усиления (Ку) усилителя 5 с заданной скоростью до заданного максимального значения при вхождении сигнала |ΔS| со стороны внешней границы диапазона (точка ⎜ΔS3⎜) в заданный диапазон (отрезок ⎜ΔS3⎜ - ⎜ΔS1⎜) с задержкой по времени tзад (отрезки 3-5; 12-14 фиг. 2);- change in the gain (K y ) of the
- при выходе сигнала ΔS через заданный диапазон (отрезок ⎜ΔS3⎜ - ⎜ΔS1⎜) - скачкообразное изменение коэффициента усиления усилителя 5 до начального значения Ку0 (отрезки 5-6; 8-9; 14-15 фиг. 2);- when the signal ΔS passes through a given range (segment отрезΔS3⎜ - ⎜ΔS1⎜), an abrupt change in the gain of
- при возвращении сигнала ⎜ΔS⎜ со стороны внутренней границы диапазона (точка ⎜ΔS1⎜) в заданный диапазон (отрезок ⎜ΔS3⎜ - ⎜ΔS1⎜) и прохождении точки гистерезиса (точка ⎜ΔS2⎜) - повторное изменение коэффициента усиления усилителя с заданной скоростью до заданного максимального значения с задержкой по времени tзад (отрезки 6-8; 9-11 фиг. 2);- when the signal ⎜ΔS⎜ returns from the inner boundary of the range (point ⎜ΔS1⎜) to the specified range (segment ⎜ΔS3⎜ - ⎜ΔS1⎜) and the hysteresis point passes through (point ⎜ΔS2⎜), the amplifier gain is changed again at a given speed to a predetermined maximum value with a time delay t ass (segments 6-8; 9-11 of Fig. 2);
- при выходе сигнала ⎜ΔS⎜ со стороны внешней границы диапазона (точка ⎜ΔS3⎜) из заданного диапазона (отрезок ⎜ΔS3⎜ - ⎜ΔS1⎜) - скачкообразное изменение коэффициента усиления усилителя 5 до начального значения Ку0 (отрезок 11-12 фиг. 2).- when the signal ⎜ΔS⎜ exits from the outside of the range (point ⎜ΔS3⎜) from the specified range (segment ⎜ΔS3⎜ - ⎜ΔS1⎜), an abrupt change in the gain of
Необходимость введения блока адаптации возникла по результатам промышленной эксплуатации регуляторов частоты вращения на гидроагрегатах Чирюртской ГЭС-2, Зарамагской ГЭС и ГЭС «Нам На 2», имеющих поворотно-лопастные гидротурбины. В связи с увеличением в процессе эксплуатации величины протечек между полостями серводвигателя рабочего колеса гидротурбины не удавалось достичь требуемой точности стабилизации положения лопастей рабочего колеса, являющегося функцией (комбинаторная зависимость) от положения серводвигателя направляющего аппарата и действующего напора. Для повышения точности стабилизации положения лопастей рабочего колеса в известном регуляторе, показанном на фиг. 1, имеется только один способ - это увеличение, постоянно действующего, коэффициента усиления сигнала рассогласования, задаваемого в усилителе 5, что приводило к резкому увеличению частоты колебаний серводвигателя рабочего колеса 7, повышению расхода масла через распределительный золотник 6, частому включению маслонасосов и сильному нагреву масла.The need for the introduction of the adaptation unit arose from the results of the industrial operation of speed controllers at the hydraulic units of the Chiryurt HPP-2, Zaramagskaya HPP and the Nam Na 2 HPP, with rotary-vane hydraulic turbines. Due to the increase in the amount of leakage between the cavities of the hydraulic turbine impeller servomotor during operation, it was not possible to achieve the required accuracy of stabilization of the position of the impeller blades, which is a function (combinatorial dependence) on the position of the servomotor of the guide apparatus and the acting pressure. To increase the accuracy of stabilization of the position of the impeller blades in the known controller shown in FIG. 1, there is only one way - this is an increase in the constantly acting gain of the error signal set in the
Попытки достичь требуемого результата, без введения блока адаптации, не увенчались успехом. Оптимального значения, постоянно действующего, коэффициента усиления, обеспечивающего требуемую точность и качество регулирования, подобрать не удавалось. К тому же, значительное изменение коэффициента усиления усилителя 5 приводило к необходимости перенастройки всех коэффициентов ПИД-регулятора гидротурбины и проведению полномасштабных испытаний.Attempts to achieve the desired result, without the introduction of an adaptation unit, were unsuccessful. It was not possible to select the optimal value, permanent, gain, providing the required accuracy and quality of regulation,. In addition, a significant change in the gain of
Применение блоков адаптации 11 с алгоритмами, обеспечивающими изменение в установившемся режиме работы гидроагрегата коэффициента усиления усилителя 5 в зависимости от величины сигнала рассогласования в течение заданного времени, позволило получить необходимую точность и качество регулирования этих гидроагрегатов с теми же коэффициентами регулятора и сервопривода, которые были изначально определены при вводе гидроагрегата в эксплуатацию.The use of adaptation blocks 11 with algorithms that provide a change in the steady state operating mode of the hydraulic unit of the gain of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018127784U RU185322U1 (en) | 2018-07-27 | 2018-07-27 | HYDROTURBINE ROTATION REGULATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018127784U RU185322U1 (en) | 2018-07-27 | 2018-07-27 | HYDROTURBINE ROTATION REGULATOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU185322U1 true RU185322U1 (en) | 2018-11-30 |
Family
ID=64577254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018127784U RU185322U1 (en) | 2018-07-27 | 2018-07-27 | HYDROTURBINE ROTATION REGULATOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU185322U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117728439A (en) * | 2023-11-06 | 2024-03-19 | 西南交通大学 | On-line evaluation method for frequency oscillation inhibition capability of hydroelectric generating set |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU51680U1 (en) * | 2005-10-10 | 2006-02-27 | ОАО "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") | HYDROTURBINE ROTATION REGULATOR |
RU68604U1 (en) * | 2007-07-02 | 2007-11-27 | ОАО "Ульяновское конструктосркое бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") | HYDROTURBINE ROTATION REGULATOR |
RU129162U1 (en) * | 2012-12-18 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") | HYDRO TURBINE SPEED CONTROLLER WITH Idle Issue |
RU138951U1 (en) * | 2013-11-19 | 2014-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-внедренческая фирма "Сенсоры, Модули, Системы" (ООО НВФ "СМС") | HYDROTURBINE DIGITAL FREQUENCY REGULATOR |
CN205594067U (en) * | 2016-03-30 | 2016-09-21 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | Intelligence frequency signal conversion device suitable for hydraulic turbine speed control system |
-
2018
- 2018-07-27 RU RU2018127784U patent/RU185322U1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU51680U1 (en) * | 2005-10-10 | 2006-02-27 | ОАО "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") | HYDROTURBINE ROTATION REGULATOR |
RU68604U1 (en) * | 2007-07-02 | 2007-11-27 | ОАО "Ульяновское конструктосркое бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") | HYDROTURBINE ROTATION REGULATOR |
RU129162U1 (en) * | 2012-12-18 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") | HYDRO TURBINE SPEED CONTROLLER WITH Idle Issue |
RU138951U1 (en) * | 2013-11-19 | 2014-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-внедренческая фирма "Сенсоры, Модули, Системы" (ООО НВФ "СМС") | HYDROTURBINE DIGITAL FREQUENCY REGULATOR |
CN205594067U (en) * | 2016-03-30 | 2016-09-21 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | Intelligence frequency signal conversion device suitable for hydraulic turbine speed control system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117728439A (en) * | 2023-11-06 | 2024-03-19 | 西南交通大学 | On-line evaluation method for frequency oscillation inhibition capability of hydroelectric generating set |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9803637B2 (en) | Variable displacement hydraulic pump control | |
RU2016150712A (en) | METHOD (OPTIONS) AND FUEL PRESSURE MANAGEMENT SYSTEM | |
RU185322U1 (en) | HYDROTURBINE ROTATION REGULATOR | |
CN101871477A (en) | Intermediate-pressure control two-position variable axial plunger hydraulic motor | |
EP2250379A1 (en) | Hydraulic system having multiple actuators and an associated control method | |
RU2016112526A (en) | FUEL SYSTEM WITH MULTI-CHANNEL NOZZLES FOR A GAS-TURBINE ENGINE AND AN APPROPRIATE METHOD OF REGULATION | |
CN106640809B (en) | Variable displacement and variable power adjusts load matched electro-hydraulic position tracking and controlling method | |
CN104314696A (en) | Fuel metering valve control system and fuel regulator | |
JP5668419B2 (en) | Hydraulic control device | |
JP2003186543A (en) | Position adjustment method for operation valve | |
CN108431424B (en) | Method for regulating the rotational speed of a compressor according to the available gas flow of a source and regulation applied thereby | |
JP5608252B2 (en) | Actuator | |
CN103488184A (en) | Positioner | |
CN208858545U (en) | A kind of Electro-hydraulic Proportional Control pump jointly controlled using proportioning valve, miniature high-speed digital valve | |
CN110307203B (en) | Servo variable mechanism for hydraulic pump motor | |
CN116428232A (en) | Triangular groove overflow hole type hydraulic distributor | |
CN203430757U (en) | Constant pressure digital variable pump | |
CN114087149B (en) | Variable control loop of plunger pump with double-cavity independent control and multi-mode switching control method | |
JP2020064387A (en) | Duplexing control device | |
RU2653262C2 (en) | Method of management of a gas turbine engine and system for its implementation | |
CN203770155U (en) | Control device of impeller front clearance of centrifugal pump | |
RU2614232C2 (en) | Control method of adjustable-blade turbine impeller by servomotor | |
RU129162U1 (en) | HYDRO TURBINE SPEED CONTROLLER WITH Idle Issue | |
Fil et al. | Digital control system of gas pressure regulator | |
RU171014U1 (en) | CONTROL DEVICE FOR ADJUSTING BLADES OF THE ADJUSTABLE DIRECTOR |