Передаточная функция и частотные характеристики

Передаточная функция и частотные характеристики звена Хц, как следует из уравнения (8.27), зависят от коэффициента усиления k$2 и динамической постоянной Тц регулятора мощности. Выберем так параметры настройки РМ, чтобы при найденной ранее частоте юх или ее относительном значении йх модуль вектора АФХ звена Х1х был равен Ах (coi) = 1. При этом будет равен единице модуль результирующего вектора, а его фаза 0X (сох) Щ 0U (<ох) -f Qx ((ох). Для того, чтобы выполнялось условие устойчивости 0Х (<ох) > я, необходимо, чтобы фазовый угол звена Хп при частоте юх не имел отрицательных значений, по абсолютной величине превосходящих запас устойчивости изолированной АСР котла по фазе, т. е. 0* (сох) > л — 01х (<ох), Приравняв единице значение Ах, определяемое первым из уравнений (8.28), получив квадратное уравнение.
Решение уравнения х = m ± Упг2 — п определяет в плоскости параметров настройки ft и Тц регулятора мощности (или эквивалентных им значений для различных значений йх геометрическое место точек, при которых вектор АФХ звена Хц имеет модуль ЛЖ(ЙХ) единичной длины. В частном случае С == 0 решение уравнения (8.29) имеет вид
Соответствующие этому решению значения обобщенных параметров х и k регулятора мощности, обеспечивающие Ах (йх) = 1 при С = 0, представлены на рис. 8.5, а. На рис. 8.5, бив приведены аналогичные номограммы для других значений С. На рис. 8.5, а нанесены также значения фазовых сдвигов эквивалентного звена Хц. Можно показать, что при любых положи-тельных значениях х и Йх фазовый угол 0* (Йх) < 0. Следовательно, влияние турбины уменьшает запас устойчивости АСР котла.
Полученные номограммы, построенные в безразмерных координатах и пригодные поэтому для любых конденсационных энергоблоков, могут быть использованы для настройки АСР энергоблока. Необходимое для этого значение безразмерной частоты Qx может быть найдено после настройки изолированной АСР котла, например, на заданную степень затухания переходных процессов
Приведенные номограммы характеризуют качество переходных процессов. Если, последовательно увеличивая значения х, перемещаться вдоль линии, то переходные процессы изменения как мощности блока так и давления пара п0 будут постепенно трансформироваться. Малым значениям и и соответственно малым значениям динамической постоянной Т1г регулятора мощности (точка 10 на рис. 8.6) соответствуют колебательные процессы; степень затухания их возрастает с увеличением к. Точке 3 с наибольшим для данной кривой значением k примерно соответствует граница перехода от колебательных процессов к апериодическим. При дальнейшем увеличении х (точки 5, 7) процессы остаются апериодическими, несколько снижаются отклонения давления, но возрастает общая продолжительность процесса регулирования. Вследствие отмеченного для данного значения оптимальной можно признать настройку РМ, соответствующую точке 3. Таким образом, несмотря на отмеченное выше отрицательное влияние контура регулирования мощности, устойчивость АСР котла при первичном управлении турбиной может быть обеспечена соответствующим выбором параметров настройки как котельных, так и турбинных регуляторов. Запас устойчивости тем выше, чем больше относительная частота определяемая контуром регулирования котла. Менее инерционные котлы, работающие на газе или мазуте, позволяют применять большие значения коэффициента усиления и большее быстродействие РМ при заданном качестве переходных процессов изменения давления, чем пылеугольные котлы. Загрязнение поверхностей нагрева, увеличивая инерцию котла, отрицательно сказывается на динамических свойствах АСР блоков. С этой же точки зрения отрицательное влияние контура регулирования мощности будет более сильно проявляться при частичных нагрузках ввиду увеличения динамических постоянных котла.
Параметры в произвольных точках, расположенных на луче OA, проведенном из начала координат, связаны между собой очевидными соотношениями k9 = ykb и х0 = Подставив эти значения в уравнение (8.27), при С = 0 найдем, где подстрочными индексами 5 и 9 (а при двойных индексах — второй из цифр) отмечены передаточные функции, соответственно относящиеся к точкам 5 и 9.
Легко показать, что /Со = Кь и Х29 = Х26. Остальные передаточные функции определяются соотношениями:
Таким образом, коэффициент усиления k и интегрирующее звено Х2 оказываются одинаковыми для точек 5 и 9, остальные динамические постоянные изменяются примерно в одно и то же число раз. Вследствие этого переходные процессы, соответствующие разным точкам (рис. 8.6), расположенным на лучах, проведенных из начала координат (./, 2, 3, 4 на луче ОБ; 5, 9 на луче OA и т. д.), примерно подобны друг другу и эти лучи можно называть линиями равного качества процессов регулирования. Подобие процессов в соответствующих точках было проверено многочисленными исследованиями на аналоговых математических моделях при очень широком диапазоне варьирования всех параметров. Длительность процессов, соответствующих разным точкам на этих линиях равного качества, изменяется обратно пропорционально безразмерной частоте Qlt т. е. приемистость блока возрастает по мере удаления изображающей точки (рис. 8.5, а и 8.6) от начала координат). Отклонения регулируемых параметров (в частности, давления пара) при этом возрастают.
Если коэффициент С в передаточной функции W2i (см. рис. 8.2) больше нуля, что соответствует быстродействующему управлению регулирующими клапанами турбины, то диаграммы переходных процессов деформируются, при этом уменьшаются значения коэффициента усиления.