Personalcam.ru

Авто Аксессуары
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Регулирование частоты в энергосистемах

Регулирование частоты в энергосистемах

Регулирование частоты в энергосистеме — процесс поддержания частоты переменного тока в энергосистеме в допустимых пределах. Частота является одним из важнейших показателей качества электрической энергии и важнейшим параметром режима энергосистемы. Частота в энергосистеме определяется балансом вырабатываемой и потребляемой активной мощности. При нарушении баланса мощности частота изменяется. Если частота в энергосистеме снижается, то необходимо увеличить вырабатываемую на электростанциях активную мощность для восстановления нормального значения частоты. В соответствии с ГОСТ 32144-2013 частота должна находиться в пределах 50,0±0,2 Гц не менее 95 % времени суток, не выходя за предельно допустимые 50,0±0,4 Гц.

Утвержденные Электроэнергетическим советом СНГ в 2007г. «Правила и рекомендации по регулированию частоты и перетоков» устанавливают более жесткие нормы и более высокие требования к качеству регулирования частоты и перетоков активной мощности энергосистемами. В частности, должно обеспечиваться удержание текущей частоты в пределах 50±0,05 Гц (нормальный уровень) и в пределах 50±0,2 Гц (допустимый уровень) с восстановлением нормального уровня частоты и заданных суммарных внешних перетоков мощности областей регулирования за время не более 15 минут для согласования отклонений частоты с планируемыми запасами пропускной способности транзитных сетей единой энергосистемы (ЕЭС) в нормальных условиях. Таким образом, требования к регулированию частоты в первой синхронной зоне в настоящее время соответствуют [1] стандартам UCTE.

Выделяют три взаимосвязанных вида регулирования частоты:

  • первичное регулирование частоты, которое, в свою очередь, подразделяется на:
    • общее первичное регулирование частоты
    • нормированное первичное регулирование частоты

    В целом за регулирование частоты в ЕЭС России отвечает Системный Оператор ЕЭС (СО ЕЭС) [2] .

    Системный оператор допускает участие энергоблоков и электростанций одновременно во всех видах регулирования при условии выполнения требований по каждому виду регулирования независимо от одновременности участия в других видах регулирования [3] .

    Мощность различных электроприёмников по-разному зависит от частоты. Если мощность, потребляемая активной нагрузкой (лампы накаливания и т. д.), от частоты практически не зависит, то мощность реактивной нагрузки существенно зависит от частоты. В целом мощность комплексной нагрузки в энергосистеме уменьшается при снижении частоты, что облегчает задачу регулирования.

    Нормированное первичное регулирование частоты и автоматическое вторичное регулирование частоты и перетоков мощности являются разновидностями услуг по обеспечению системной надежности на рынке системных услуг в электроэнергетике.

    Содержание

    Первичное регулирование частоты [ править | править код ]

    Первичное регулирование частоты осуществляется автоматическими регуляторами частоты вращения (АРЧВ) турбин (в некоторых источниках используется термин «автоматический регулятор скорости» (АРС)). При изменении частоты вращения турбины такие регуляторы осуществляют воздействие на регулирующие органы турбины (регулирующие клапаны у паровой турбины или направляющий аппарат у гидротурбины), изменяя подачу энергоносителя. При повышении частоты вращения регулятор уменьшает впуск энергоносителя в турбину, а при снижении частоты — увеличивает.

    Назначение первичного регулирования заключается в удержании частоты в допустимых пределах при нарушении баланса активной мощности. При этом частота до номинального значения не восстанавливается, что обусловлено статизмом регуляторов.

    Первичное регулирование осуществляется по пропорциональному закону в соответствии с формулой [4] :

    Общее первичное регулирование частоты (ОПРЧ) [ править | править код ]

    ОПРЧ должно осуществляться всеми электростанциями в меру имеющихся возможностей [4] . В настоящее время в России некоторые генераторы ТЭЦ, работающие по теплофикационному режиму, в ОПРЧ не участвуют. На АЭС ОПРЧ реализовано на втором блоке Ростовской АЭС, готовится реализация ОПРЧ на четвертом блоке Калининской АЭС.

    Для оценки готовности генерирующего оборудования к ОПРЧ проводятся специальные испытания, а для подтверждения готовности к ОПРЧ осуществляются непрерывный мониторинг и контроль участия генерирующего оборудования в ОПРЧ.

    Нормированное первичное регулирование частоты (НПРЧ) [ править | править код ]

    Нормированное первичное регулирование частоты (НПРЧ) — организованная часть первичного регулирования, осуществляемая выбранными для этих целей электростанциями, на которых размещены первичные резервы, подтвердившими свою готовность к участию в НПРЧ процедурой добровольной сертификации [5] и прошедшими ценовой отбор [6] в рамках рынка системных услуг [7] . Нормированное первичное регулирование регламентируется группой стандартов СО ЕЭС [8] [9] [10] [11] [12] .

    Вторичное регулирование частоты (АВРЧМ) [ править | править код ]

    Вторичное регулирование частоты — процесс восстановления планового баланса мощности путём использования вторичной регулирующей мощности для компенсации возникшего небаланса, ликвидации перегрузки транзитных связей, восстановления частоты и использованных при первичном регулировании резервов первичной регулирующей мощности. Вторичное регулирование осуществляется автоматически под воздействием центрального регулятора.

    Вторичное регулирование начинается после действия первичного и предназначено для восстановления номинальной частоты и плановых перетоков мощности между энергосистемами в энергообъединении.

    В основном во вторичном регулировании участвуют гидроэлектростанции (ГЭС) в связи с их маневренностью. Все крупные ГЭС России подключены к системе АВРЧМ для участия во вторичном регулировании и получают в режиме реального времени (характерный цикл информационного обмена — 1 сек) задание вторичной мощности, которое через групповой регулятор активной мощности (ГРАМ) поступает непосредственно на исполнение системами управления гидроагрегатами.

    В период паводка для наиболее экономичного срабатывания паводковой воды в гидротурбинах к АВРЧМ привлекаются и электростанции других типов (ТЭС, ПГУ) [13] . Участие ТЭС, ПГУ в АВРЧМ осуществляется в рамках работы рынка системных услуг.

    Третичное регулирование частоты [ править | править код ]

    Третичное регулирование используется для восстановления резервов первичного и вторичного регулирования и для оказания взаимопомощи энергосистемам при неспособности отдельных энергосистем в составе ОЭС самостоятельно обеспечить вторичное регулирование.

    Мониторинг участия электростанций и отдельных энергоблоков в регулировании частоты [ править | править код ]

    В связи с тем, что участие в ОПРЧ является обязательным для всех электростанций, а другие виды регулирования частоты являются оплачиваемой услугой, необходимо осуществлять мониторинг участия электростанций в регулировании.

    Мониторинг ОПРЧ [ править | править код ]

    В СО ЕЭС контролируется участие генерирующего оборудования в ОПРЧ. Для этого на объектах генерации создаются системы, позволяющие автоматически собирать данные для анализа участия в первичном регулировании, отправлять их в СО ЕЭС, а также производить автоматический анализ участия генерирующего оборудования в первичном регулировании непосредственно на объекте [14] .

    Анализ участия в ОПРЧ производится в соответствии с методикой [15] СО ЕЭС. В СО ЕЭС ведутся работы по автоматизации анализа участия генерирующего оборудования в ОПРЧ, для чего были разработаны формализованные критерии участия генерирующего оборудования в ОПРЧ [16] .

    Мониторинг НПРЧ [ править | править код ]

    Для мониторинга НПРЧ в СО ЕЭС существуют специальные системы, позволяющие контролировать корректность участия генерирующего оборудования в НПРЧ в автоматическом режиме. Для предоставления данных для этих систем на объектах генерации собираются измерения частоты и мощности, а также дополнительные параметры в соответствии с требованиями и отправляются в СО ЕЭС.

    Контроль участия генерирующего оборудования в НПРЧ осуществляется в соответствии со следующими математически формализованными критериями [17] :

    1. Непредоставление информации

    2. Несоответствие шага по времени передаваемых параметров требуемому

    3. Непредоставление диапазона первичного регулирования

    4. Несоответствие дискретности регистрации измерений требуемой

    5. Неавтоматический режим САУМ

    6. Недостаточная точность поддержания мощности

    7. Несоответствие величины мертвой полосы/статизма первичного регулирования требуемой

    8. Отсутствие адекватной/должной реакции при изменении частоты

    9. Наличие колебательного процесса

    Существуют системы для аналогичного анализа участия генерирующего оборудования в НПРЧ непосредственно на объекте [18] .

    Мониторинг АВРЧМ [ править | править код ]

    Для мониторинга АВРЧМ в СО ЕЭС собираются посекундные данные с объектов генерации по выделенным цифровым каналам. В СО ЕЭС эти данные анализируются и делается вывод о корректном или некорректном участии в АВРЧМ.

    Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок АЭС — Регулирование частоты вращения турбогенераторов


    Рис. 8.19. Характеристики регулятора частоты вращения турбины:
    а — характеристика парораспределения, б- зависимость положения сервомотора от частоты вращения, в — зависимость крутящего момента Мкр и момента сопротивления Мс от частоты вращения турбины (режим холостого хода),— б«2,5%. — 6—5%

    Каждая турбина имеет регулятор частоты вращения1 (РЧВ), который поставляется вместе с турбиной. Этот регулятор имеет чувствительный элемент, связанный с валом турбины и вырабатывающий сигнал, пропорциональный отклонению частоты вращения от заданного, причем заданная частота для данного типа турбины всегда постоянна (в СССР принято 3000 или 1500 об/мин). Сигнал отклонения частоты поступает на регулятор, воздействующий на сервомотор ЦВД, который управляет перемещением регулирующих клапанов турбины. При увеличении частоты вращения клапаны прикрываются, а при уменьшении открываются, при этом меняется расход пара на турбину, а следовательно, и ее мощность. Зависимость электрической мощности турбины N от положения вала сервомотора z при номинальном давлении перед турбиной называется характеристикой парораспределения и имеет вид, изображенный на рис. 8.19, а. При отклонении давления от номинального электрическая мощность турбины изменяется приблизительно пропорционально давлению:
    (8.21)
    где N(z,p)—электрическая мощность при положении вала сервомотора z и давлении р NH (z, /?н) — электрическая мощность при номинальном давлении рв.
    К работе РЧВ предъявляется ряд жестких требований, обусловленных режимом работы турбогенераторов:

    1. высокое быстродействие и динамическая точность: при уменьшении электрической нагрузки турбогенератора от номинальной мощности до уровня собственных нужд (около 10% номинальной) регулятор не должен допускать увеличение частоты вращения более чем на 5—10% на время более 1—2 с;
    2. большие развиваемые усилия (до 300000 Н) и быстрое перемещение штоков клапанов, регулирующих расходы пара до 300 кг/с;
    3. малая зона статической нечувствительности, требуемая для качественного регулирования частоты сети: в современных системах она составляет 1,5—5 об/мин (т. е. 0,05—0,15% значения регулируемой величины).

    Этим требованиям удовлетворяют специальные гидравлические или электрогидравлические автоматические системы регулирования, разрабатываемые и поставляемые вместе с турбиной. Привод клапанов осуществляется с помощью гидравлических поршневых сервомоторов, работающих на давлениях рабочей жидкости (масла или воды) до 1 МПа.
    Все регуляторы турбин реализуют пропорциональный закон регулирования, т. е. перемещение вала сервомотора z пропорционально отклонению частоты вращения п от номинала, и следуют линейной зависимости (рис. 8.19,б). Перемещение сервомотора при изменении п может быть рассчитано по уравнению
    (8.22)
    где п3— номинальная частота вращения; б — степень неравномерности, %, zо — номинальное открытие клапана при п=п3.
    Для возможности изменения мощности турбины при неизменном числе ее оборотов п в РЧВ имеется механизм управления турбиной (МУТ) или синхронизатор. При воздействии на МУТ можно изменять в уравнении (8.22) значение п3 (или, что эквивалентно, значение Zo), смещая зависимости рис. 8.19,6 параллельно самим себе Обычно с помощью МУТ можно менять п3 на 10—12% (этот диапазон иногда называют пределами синхронизации).
    Роль РЧВ существенно зависит от того, включен ли турбогенератор в сеть или работает изолированно (на собственные нужды) Если турбогенератор работает на сеть, то частота его вращения п жестко задается частотой сети f и равна n=60f (для турбин с пн= = 3000об/мин) или п=30/(для турбин с пн= 1500 об /мин) Поэтому воздействие на МУТ приводит к изменению мощности турбины при постоянной частоте вращения (для простоты мы рассматриваем случай, когда суммарная мощность работающих в сети генераторов много больше мощности рассматриваемого генератора). Такое воздействие на МУТ может осуществляться дистанционно оператором или автоматическими регуляторами (см. гл. 9). Влияние МУТ можно проследить на рис. 8.19,6, где при изменении с помощью МУТ характеристики сервомотора (линии 1 и 2) его положение г при неизменном числе оборотов меняется от 0,2 до 0,5. При несоответствии производимой и потребляемой в сети мощности меняется частота, а следовательно (см. § 2.2), и положение регулирующих клапанов всех турбин в соответствии с рис. 8.19,6 и уравнением (8. 22). При снижении частоты клапаны открываются и мощность турбогенераторов возрастет. Турбины, предназначенные для работы в базисном режиме (см. § 2.2), обычно имеют большую степень неравномерности, и перемещение их клапанов меньше, чем у турбин, работающих в регулирующем режиме и имеющих меньшие степени неравномерности. Заметим, что при неизменной мощности реактора увеличение мощности турбины будет временным, так как при возрастании расхода пара на турбину его давление будет падать, что в соответствии с (8. 21) поведет к снижению мощности до тех пор, пока расход пара не возвратится к прежнему значению. Поэтому, если необходимо, чтобы данный турбогенератор при отклонении частоты сохранял новую мощность в течение длительного времени, следует менять и мощность реактора. Кратковременное изменение мощности всех турбин (в том числе работающих в базисном режиме), происходящее при резких колебаниях частоты системы, является полезным, так как помогает отработке возмущений турбинами, работающими в регулирующем режиме. Это является одной из причин, по которой неравномерность не должна превышать указанного выше значения 6%.
    При отключенном от сети генераторе турбина работает либо в режиме холостого хода (выработка электроэнергии не производится), либо на собственные нужды (см. § 2.1). Режим холостого хода обычно осуществляется при пуске турбогенератора, когда происходит толчок ротора и увеличение частоты вращения вплоть до номинальной, соответствующей частоте сети. При этом частота вращения турбины зависит от соотношения крутящего момента Мкр, определяемого расходом пара и момента сопротивления вращению Мс (рис. 8.19,в). Момент сопротивления увеличивается с возрастанием частоты вращения, а крутящий момент падает. Поэтому при данном открытии регулирующих клапанов устанавливается частота вращения, при которой эти моменты равны (точка а рис. 8.19,в). Если увеличить открытие регулирующих клапанов, расход пара и крутящий момент: увеличатся, что приведет к увеличению частоты вращения, пока момент сопротивления не уравновесит крутящий момент (точка б). Как точка а, так и точка б являются устойчивыми, так как в них МКр=Мс, а при случайном увеличении частоты вращения момент Мс становится больше Мкр, что приведет к торможению ротора турбины и возврату к прежнему значению. При уменьшении скорости ротора Мс<Мкр, что приведет к разгону ротора. При подходе к номинальной частоте вращения включается РЧВ, который поддерживает установленную МУТ частоту вращения внутри пределов синхронизации 0,94—1,6 пн. Перед включением генератора в сеть необходимо провести его синхронизацию, т. е. добиться точного совпадения частоты напряжения, вырабатываемого генератором, с частотой сети. Это осуществляется небольшим перемещением МУТ (что и объясняет его другое название — синхронизатор), после совпадения частот, определяемого Специальным прибором — синхроскопом, генератор включается в сеть. В современных системах синхронизация и включение генератора в сеть производятся автоматически.
    Если напряжение или частота сети отклоняется от номинала на недопустимые величины, генератор специальными защитами отключается от сети. При этом мощность и момент сопротивления генератора резко уменьшаются и ротор турбины увеличивает частоту вращения. В этом режиме РЧВ должен быстро (за время менее 1 с) прикрыть регулирующие клапаны до значения, соответствующего уровню собственных нужд г=20ч-25% (рис. 8.19,а), не допустив увеличения частоты вращения более чем на 5—10%, после чего РЧВ поддерживает постоянную частоту вращения, а следовательно, и частоту напряжения сети собственных нужд при любых колебаниях ее нагрузки. В силу статизма регулятора частота сети собственных нужд установится несколько выше, чем номинальная частота энергосистемы. Действительно, пусть до отключения генератора турбина работала при максимальной мощности при z0= 1 й п=пж. Определим частоту вращения, которую она будет иметь при z=zс.н. Из (8.22) получим

    откуда

    Например, при zсн=0,25, т. е. увеличение частоты составит 3%. После окончания переходного процесса воздействием на МУТ можно добиться, чтобы частота сети собственных нужд , стала равной номинальному значению.

    Рис 8 20. Регулирование давления пара перед турбиной воздействием на регулятор частоты вращения:
    а — схема регулирования, б — переходные процессы при скачкообразном увеличении частоты сети, в — статическая характеристика разгрузки
    турбины при снижении давления пара,——————-
    процессы без регулятора давления,—————— процессы с регулятором давления

    В блоках, работающих в базисном режиме, мощность реактора которых постоянна и не зависит от колебаний частоты сети, РЧВ часто используется для регулирования давления пара перед турбиной (рис. 8.20,а). РЧВ 1, получающий сигнал по частоте вращения 2, воздействует на регулирующие клапаны турбины 3. Заданное положение клапанов определяется МУТ 4. На МУТ действует регулятор давления 5, получающий сигнал от манометра 6, установленного на трубопроводе перед турбиной. При повышении давления регулятор 5 действует на МУТ в сторону увеличения открытия клапанов 3, при понижении — в сторону уменьшения открытия.
    Рассмотрим работу этой системы (рис. 8.20,6) при скачкообразном увеличении частоты сети. Это возмущение воспринимается РЧВ и практически мгновенно приводит к прикрытию клапанов г. Уменьшение расхода пара на турбину при той же паропроизводительности ЯППУ вызывает рост давления Р. За счет роста давления расход пара на турбину и ее мощность N несколько возрастают. Отклонение давления воспринимается регулятором 5, который через МУТ изменяет характеристику регулирующих клапанов (рис. 8.19,6), смещая ее вправо, так что при новом, повышенном числе оборотов клапаны занимают прежнее положение, а давление и мощность возвращаются к значениям, которые они имели до нанесения возмущения. Отметим, что и без регулирования расход пара на турбину возвращается к прежнему значению, равному паропроизводительности ЯППУ.
    Описанная схема регулирования работоспособна только при работе турбины на мощную сеть, в которой имеется большое число генераторов, меняющих свою мощность в соответствии с реальным потреблением энергии в системе. При работе на сеть малой мощности или на сеть собственных нужд воздействие на МУТ приведет к несоответствию производимой и потребляемой мощности, т. е. к недопустимому отклонению частоты сети. Поэтому в схеме (рис. 8.20,а) должен быть предусмотрен выключатель 7, отключающий регулятор 5 от МУТ при отключении генератора от сети по сигналу из системы защит генератора 8. При отключенном регуляторе 5 регулятор 1 обеспечивает такой расход пара на турбину, при котором ее электрическая мощность равна потреблению в сети. Так как паропроизводительность ЯППУ при этом может быть больше, чем расход пара на турбину, давление должно поддерживаться путем сброса излишка пара через редукционные установки в пароприемные устройства (см. § 8.7).
    При снижении давления острого пара перед турбиной при большой мощности возникает опасность нарушения правильного режима ее работы. Поэтому во многих турбинах имеется стерегущий регулятор (независимый от регулятора давления), снижающий мощность турбины при снижении давления пара до допустимого уровня Nдoп в соответствии со статической характеристикой (рис. 8.20,в).
    Если действительная мощность турбины при этом меньше Nдоп, то стерегущий регулятор не вмешивается в работу других систем регулирования. Если при работе стерегущего регулятора паропроизводительность ЯППУ превышает его потребление турбиной, осуществляется сброс излишнего пара через редукционные установки.

    Регулятор частоты вращения коленчатого вала

    Коленчатый вал двигателя

    Регулятор частоты вращения коленчатого вала изменяет подачу топлива в зависимости от нагрузки двигателя, поддерживая заданную водителем частоту вращения коленчатого вала. Регулятор называется все режимным, так как он может поддерживать любую заданную водителем частоту вращения коленчатого вала и ограничивать максимальную. Ограничение максимальной частоты вращения коленчатого вала вызвано необходимостью предохранить детали дизеля от быстрого изнашивания и чрезмерных нагрузок, а ограничение малой частоты вращения — ухудшением подачи топлива и смесеобразования. Регулятор крепится к задней части корпуса ТНВД и приводится во вращение от кулачкового вала ТНВД через ускоряющие зубчатые колеса, поэтому вал регулятора вращается с большей частотой вращения, чем кулачковый вал. Это позволяет повысить чувствительность регулятора к изменению нагрузки.

    Регулятор частоты вращения состоит из:

    корпуса с крышкой, смотрового люка, зубчатого колеса привода, вала регулятора с ведомым зубчатым колесом и державкой грузов (ролики грузов упираются в подвижную муфту с шарикоподшипником и пятой), рычага управления рейкой топливного насоса, который крепится на одной оси с пятой (рычаг тягой соединен одним концом с рейкой, а другим концом посредством пальца с кулисой). Скоба управления кулисой может занимать два положения: «Работа» и «Стоп». В состав регулятора также входят силовой и двуплечий рычаги управления регулятором, болты ограничения максимальной и минимальной частоты вращения коленчатого вала.
    При неработающем двигателе скоба управления кулисой находится в положении «Стоп». После пуска двигателя грузы под действием центробежных сил расходятся и перемещают подвижную муфту от себя. Силовой и двуплечий рычаги поворачиваются против часовой стрелки, преодолевая усилие силовой пружины, одновременно рычаг управления рейкой перемещает рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Перемещение рычажной системы продолжается до тех пор, пока центробежные силы грузов не уравновесятся силовой пружиной регулятора.
    Необходимую частоту вращения коленчатого вала устанавливает водитель, нажимая на педаль подачи топлива. Установившаяся частота вращения коленчатого вала автоматически поддерживается регулятором следующим образом. При уменьшении нагрузки на двигатель частота вращения коленчатого вала возрастает, так как в цилиндры поступает то же количество топлива. Управления кулисой может занимать два положения: «Работа» и «Стоп». В состав регулятора также входят силовой и двуплечий рычаги управления регулятором, болты ограничения максимальной и минимальной частоты вращения коленчатого вала.

    Регулятор частоты вращения

    Всережимный регулятор частоты вращения коленчатого вала дизеля ЯМЗ-236М;

    Устройство КШМ

    Подвижные детали КШМ

    При неработающем двигателе скоба управления кулисой находится в положении «Стоп». После пуска двигателя грузы под действием центробежных сил расходятся и перемещают подвижную муфту от себя. Силовой и двуплечий рычаги поворачиваются против часовой стрелки, преодолевая усилие силовой пружины, одновременно рычаг управления рейкой перемещает рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Перемещение рычажной системы продолжается до тех пор, пока центробежные силы грузов не уравновесятся силовой пружиной регулятора.
    Необходимую частоту вращения коленчатого вала устанавливает водитель, нажимая на педаль подачи топлива. Установившаяся частота вращения коленчатого вала автоматически поддерживается регулятором следующим образом. При уменьшении нагрузки на двигатель частота вращения коленчатого вала возрастает, так как в цилиндры поступает то же количество топлива. Грузы регулятора, расходясь на некоторый угол, перемещают рычажную систему в сторону, соответствующую уменьшению подачи топлива и восстанавливают величину частоты вращения коленчатого вала до ±30 мин»1
    При увеличении нагрузки на двигатель частота вращения коленчатого вала снижается. Центробежные силы грузов уменьшаются, грузы сходятся, рычажная система под действием силовой пружины регулятора перемещает рейку топливного насоса в сторону увеличения подачи топлива до восстановления заданного скоростного режима (перемещению рейки в сторону увеличения подачи топлива также способствует и стартовая пружина рычага рейки).

    Всережимный автоматический регулятор частоты вращения

    Регулятор частоты вращения рассматриваемого ТНВД включает в себя механический регулятор с центробежными грузами и систему управляющих рычагов.

    Схемы работы всережимного регулятора частоты враще­ния топливного насоса VE с системой рычагов и рабочими поло­жениями дозирующей муфты на различных нагрузочных и скоро­стных режимах показаны на рисунке.

    Грузы регулятора 1 (обычно четыре груза) установлены в держателе, который получает вращение от приводной шестерен­ки. Радиальное перемещение грузов трансформируется в осевое перемещение муфты регулятора 12, что изменяет положение на­жимного 6 и силового 4 рычагов регулятора, которые, поворачи­ваясь относительно оси М2, перемещают дозирующую муфту 9, определяя тем самым активный ход плунжера 11.

    Схема работы всережимного регулятора

    Рис. Схема работы всережимного регулятора:
    а – пуск двигателя; б – холостой ход; в – режим уменьшения нагрузки; г – режим увеличения нагрузки; 1 – грузы; 2 – ось скользящей муфты; 3 – регулировочный винт максимального режима; 4 – силовой рычаг; 5 – рычаг регулировки подачи топлива; 6 – нажимной рычаг; 7 – упор силового рычага; 8 – пластинчатая пружина пусковой подачи; 9 – дозирующая муфта; 10 – отсечное отверстие плунжера; 11 – плунжер; 12 – скользящая муфта регулятора; 13 – рычаг натяжения пружины; 14 – рычаг управления; 15 – регулировочный винт холостого хода минимального режима; 16 – ось рычага управления; 17 – рабочая пружина регулятора; 18 – фиксатор пружины; 19 – пружина минимального режима холостого хода; 20 – регулировочный винт холостого хода максимального режима

    В верхней части силового рычага установлена пружина минимального режима холостого хода 19, а между силовым и нажимным рычагами пластинчатая – пружина пусковой подачи 8. Рычаг управления 14 воздействует на рабочую пружину регулятора 17, второй конец которой закреплен в силовом рычаге на фиксаторе 18. Таким об­разом, положение системы рычагов и, следовательно, дозирую­щей муфты определяется взаимодействием двух сил – силы предварительной затяжки рабочей пружины регулятора, опреде­ляемой положением рычага управления, и центробежной силы грузов, приведенной к муфте.

    Работа регулятора при пуске дизеля

    Перед пуском двигателя, когда коленчатый вал еще не вращается и топливный на­сос не работает, грузы регулятора находятся в состоянии покоя на минимальном радиусе, а нажимной рычаг 6 (его другое назва­ние – рычаг пуска) под действием пружины пусковой подачи 8 смещен влево на рисунке а, имея возможность качания относи­тельно оси М2. Соответственно нижний шарнирный конец рычага обеспечивает крайне правое положение дозирующей муфты 9 относитель­но плунжера 11, что соответствует пусковой подаче за счет увели­ченного активного хода плунжера h1. Как только двигатель запус­тится, грузы регулятора расходятся и муфта 12 перемещается вправо на величину хода «S», преодолевая сопротивление дос­таточно слабой пусковой пружины 8. Рычаг 6 при этом повора­чивается на оси М2 по часовой стрелке, перемещая дозирующую муфту в сторону уменьшения подачи (влево на рисунке б).

    Работа регулятора на минимальной частоте вращения холостого хода

    При отсутствии нагрузки и положении рычага управления на упоре в регулировочный винт 15 двигатель должен ус­тойчиво работать на минимальной частоте вращения холостого хода в соответствии со схемой рисунка б. Регулирование этого режима обеспечивается пружиной холостого хода 19, усилие ко­торой находится в равновесии с центробежной силой грузов, и в результате этого равновесия поддерживается подача топлива, соответствующая активному ходу плунжера h2. Как только скоростной режим двигателя выходит за преде­лы минимальной частоты вращения холостого хода, реализуется ход «с» силового рычага при сжатии пружины 19 под действием увеличивающейся центробежной силы грузов.

    Работа регулятора на нагрузочных режимах

    В экс­плуатации дизеля со всережимным регулятором скоростной ре­жим устанавливается водителем путем воздействия через пе­даль акселератора на рычаг управления 14. На рабочих режимах пружина пусковой подачи 8 и пружина 19 холостого хода не ра­ботают, и работа регулятора определяется предварительной деформацией рабочей пружины 17. При повороте рычага управ­ления до упора в регулировочный винт холостого хода максимального режима 20 (рисунки в, г) в сторону увеличения скорост­ного режима и соответствующем растяжении рабочей пружины ее усилие передается на силовой рычаг 4 и затем через рычаг 6 на муфту регулятора 12, заставляя грузы 1 сходиться. Система рычагов при этом поворачивается относительно оси М2 против часовой стрелки на рисунке, перемещая дозирующую муфту 9 в сторону увеличения подачи до режимов внешней скоростной ха­рактеристики. Частота вращения коленчатого вала дизеля и со­ответственно грузов регулятора при этом увеличивается, цен­тробежная сила грузов и сопротивление последней усилию рабо­чей пружины также увеличиваются, и в какой-то момент наступа­ет равновесие сил и равновесие положения всех элементов ре­гулятора. При отсутствии изменения нагрузки двигатель работа­ет на установившемся режиме при постоянной частоте вращения (не принимая во внимание естественную для ДВС нестабиль­ность вращения).

    Если на этом режиме имеет место изменение нагрузки, то в работу вступает автоматический регулятор в соответствии со схемами, показанными на рисунках в, г. При уменьшении нагруз­ки частота вращения увеличивается, грузы регулятора расходят­ся и, преодолевая сопротивление рабочей пружины, перемеща­ют муфту регулятора вправо. Система рычагов при этом поворачивается относительно оси М2 по часовой стрелке, перемещая дозирующую муфту влево, в сторону уменьшения подачи.

    На рисунке г показана работа регулятора при положении рычага управления на упоре регулировочного винта холостого хода максимального режима 20 и при увеличении нагрузки. В этом случае частота вращения вала дизеля уменьшается, грузы регулятора сходятся, центробежная сила грузов уменьшается, и под действием усилия рабочей пружины, муфта регулятора пе­ремещается влево, а система рычагов 4 и 6 перемещает дози­рующую муфту вправо, в сторону увеличения подачи.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Читайте так же:
    Регулировка фар mitsubishi asx
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector