ДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГІДРОПРИВОДУ РОБОЧОГО КОЛЕСА ПОВОРОТНОЛОПАТЕВОЇ ГІДРОТУРБІН
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
У статті досліджується робочий процес мехатронного гідроприводу робочого колеса поворотно-лопатевої гідротурбіни на основі удосконаленої математичної моделі. Поліпшення показників якості динамічних характеристик забезпечено введенням в пристрій управління двох ПІД-регуляторів з диференціальним ізодромним каналом налаштування. Відпрацювання малих переміщень поршня сервомотора (малих кутів повороту лопатей) з достатньою для практики точністю досягнуте шляхом постановки і вирішення задачі динамічного синтезу коригувального пристрою. Значення отриманої кривої вводяться в програмне забезпечення системи управління і в процесі роботи надходять в пропорційний канал ПІД-регулятора, перетворюючи його в коригувальний пристрій. При цьому одночасно досягнута інваріантність робочого процесу, в тому числі, в режимі малих кутів повороту лопатей гідротурбіни. Дана оцінка впливу збільшення газовмісту в двофазній робочій рідині до 15 %. Отримані результати підтверджують необхідність зниження газовмісту в робочій рідині, що викликає коливання тиску в об'ємному гідроприводі, причому двофазна робоча рідина викликає більш суттєві коливання, ніж однофазна. Результати проведених досліджень можуть бути використані при розробці нових об'ємних гідроприводів та дозволяють аналізувати динамічні характеристики гідроприводів різного призначення. Оптимізація проводилася методом проб і помилок та методом Polak Ribiere пакета VisSim для здобуття синтезованої нелінійної залежності коефіцієнта розузгодження е. Дослідження динамічних процесів проводилось в пакеті імітаційного моделювання VisSim і дана оцінка показникам якості перехідних процесів для забезпечення заданої точності при малих переміщеннях сервомотора.
Блок інформації про статтю
Посилання
Sokol Ye., Cherkashenko M., Potetenko O., Drankovs'kyy V., Hasyuk O., Hryb O. Hіdroenerhetyka. Tom 2. Hіdravlіchnі mashyny [Hydropower engineering. Volume 2. Hydraulic machines]. Kharkіv, NTU ''KhPІ'' Publ., 2020. 534 p.
Migushchenko R. P., Cherkashenko M. V., Potetenko O. V., Gasyuk A. I., Doroshenko A. V., Cherkashenko A. Sistemy upravleniya gidroturbin [Hydraulic turbin control systems]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2019. no. 1, pp. 84–97.
Lur'e Z. Ya., Bezdetko V. N., Dmiterko V. N., Zhernyak A. I., Mikhno N. I. Sistemy upravleniya chastotoy vrashcheniya rotora gidroturbiny, puti ee razvitiya [Control systems for rotation speed of a hydraulic turbine rotor, ways of its development]. Problemy mashinostroeniya. 2003, vol. 6, no. 2, pp. 26–36.
Lur'e Z. Ya., Dmiterko V. N. Dinamicheskie kharakteristiki uzla «elektrogidravlicheskiy preobrazovatel'-zolotnik gidroraspredelitelya» sistemy regulirovaniya gidroturbiny [Dynamic characteristics of the unit "electro-hydraulic slide-valve of the hydraulic control valve" of the hydraulic turbine control system]. Vestnik NTU "KhPI" [Bulletin of the National Technical University "KhPI"]. 2002, vol. 2, no. 6, pp. 82–87.
Lur'e Z. Ya., Bulgakov V. A., Dmiterko V. N. Dinamika kompleksa gidroustroystv v sostave sistemy avtomaticheskogo upravleniya i regulirovaniya chastotoy vrashcheniya rotora gidroturbiny [Dynamics of the complex of hydraulic devices as part of the automatic control system and regulation of the rotor speed of the hydraulic turbine]. Vestnik NTU "KhPI" [Bulletin of the National Technical University "KhPI"]. 2004, no. 12, pp. 13–22.
Rukovodstvo po ekspluatatsii regulyatora skorosti ALSTOM radial'no-osevoy gidroturbiny [ALSTOM Speed Controller Operation Manual to the Francis Turbine]. Grenobl', Grenobl' Publ., 2011. 206 p.
Afanas'ev A. M., Baykov G. M., Gavshin V. A. Sistema avtomaticheskogo upravleniya gidroturbin na programmiruemykh kontrollerakh [Automatic control system of hydraulic turbines based on programmable controllers]. Nauchno-tekhnicheskie problemy sovremennogo gidromashinostroeniya i metody ikh resheniya. Trudy mezhdunar. nauchno-tekhnicheskoy konf. (5–7 iyunya 2001 g., Sankt-Peterburg) [Scientific and technical problems of modern hydraulic engineering and methods for their solution. Proc. of the Int. Sci. and Techn. conf. (5–7 June 2001, St. Petersburg)]. St. Petersburg, 2001, pp. 87–91
Balagurov E. V., Bashnin O. I., Gel'fand G. P. Razrabotka i vnedrenie sistem upravleniya gidroagregatami GES [Development and implementation of control systems for hydroelectric units of hydroelectric power plants]. Nauchno-tekhnicheskie problemy sovremennogo gidromashinostroeniya i metody ikh resheniya. Trudy mezhdunar. nauchno-tekhnicheskoy konf. (5–7 iyunya 2001 g., Sankt-Peterburg) [Scientific and technical problems of modern hydraulic engineering and methods for their solution. Proc. of the Int. Sci. and Techn. conf. (5–7 June 2001, St. Petersburg)]. St. Petersburg, 2001, pp. 91–95.
Gorbeshko M. V., Shavlovich Z. A. Sovershenstvovanie ob"emnogo gidroprivoda mekhanizma regulirovaniya gidroturbin [Improvement of the volumetric hydraulic drive of the hydraulic turbine control mechanism]. Konstruktsii i rabochiy protsess gidroturbin. Trudy SPbIMash. 1997, issue 6, pp. 95–96.
Umov V. A., Filatov I. N. Dinamicheskie kharakteristiki gidravlicheskikh agregatov [Dynamic characteristics of hydraulic units]. Leningrad, LPI Publ., 1983. 72 p.
Umov V. A., Filatov I. N. Opredelenie parametrov i dinamicheskikh kharakteristik sistem avtomaticheskogo regulirovaniya gidroagregatov [Determination of parameters and dynamic characteristics of automatic control systems for hydraulic units]. St. Petersburg, SPbGTU Publ., 1995. 84 p.
Pivovarov V. A. Proektirovanie i raschet sistem regulirovaniya gidroturbin [Design and calculation of hydraulic turbine control systems]. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1973. 288 p.
Lychak V. S., Klyavin L. A. Sovremennye sistemy avtomaticheskogo upravleniya i regulirovaniya gidroturbin i nasos turbin [Modern systems of automatic control and regulation of hydraulic turbines and pump-turbines]. Energomashinostroenie. 1986, no. 5, pp. 23–26.
Krivchenko G. I. Optimizatsiya sistem avtomaticheskogo regulirovaniya gidroagregatov [Optimization of automatic control systems for hydraulic units]. Energomashinostroenie. 1986, no. 4, pp. 7–10.
Kalashnikov A. A. Dinamika regulirovaniya turbin [Dynamics of turbine control]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1999. 328 p.
Popov D. N. Dinamika i regulirovanie gidro- i pnevmosistem [Dynamics and regulation of hydraulic and pneumatic systems]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1987. 464 p.
Gamynin N. S. Gidravlicheskiy privod sistem upravleniya [Hydraulic drive control systems]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1972. 376 p.
Bulgakov V. A., Vakhrusheva O. S., Dyachenko E. A. Uravnenie gidroagregata kak elementa sistemy avtomaticheskogo regulirovaniya s uchetom universal'noy kharakteristiki gidroturbiny [The equation of the hydraulic unit as an element of the automatic control system, taking into account the universal characteristics of the hydraulic turbine]. Visnyk Nats. tekhn. un-ta "KhPI". Seriya: Enerhetychni i teplotekhnichni protsesy i ustatkuvannya [Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Energy and heat engineering processes and equipment]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2014, no. 13 (1056), pp. 169–176.
Marbukh V. A. Novaya modifikatsiya elektrogidravlicheskogo regulyatora gidroturbin EGR-2I-1 [New modification of the electro hydraulic regulator EGR-2I-1 of hydraulic turbines]. Energomashinostroenie. 1983, no. 10, pp. 4–7.
Dorf R., Bishop R. Sovremennye sistemy upravleniya [Modern Control Systems]. Moscow, Laboratoriya Bazovykh Znaniy Publ., 2002. 832 p.