Амплитудно-фазовая характеристика системы

Амплитудно-фазовая характеристика W3 системы без промежуточного объема (штриховая линия на рис. 5.1, б) построена для значений Тх =0,3 с; Ts = 0,3 с; 7Мут = 10 с; &РМ =3,3. Приняв направление вектора WB, соответствующего какой-либо частоте со, за положительное направление вещественной оси вспомогательной системы координат, а его модуль за единицу, построим в этой системе амплитудно-фазовую характеристику АД-звена. Различные точки этой полуокружности в исходной системе координат £/, iV соответствуют положениям конца вектора WT для заданной частоты со при изменении динамической постоянной Та от нуля до бесконечности. Проделав такие построения для различных частот со и соединив точки, для которых Тп = idem, получим АФХ системы при изменении Тп от нуля до бесконечности (рис. 5.1, б). Приведенные характеристики построены для v = 0,67.
Прежде всего исследуем влияние коэффициента мощности v на устойчивость системы. С уменьшением v увеличивается диаметр окружности АФХ звена X. При увеличении диаметра этих окружностей АФХ системы отклоняется от характеристики W3 в сторону внешней нормали, приближаясь к критической точке. Запас устойчивости при этом уменьшается. Таким образом, промежуточный объем оказывает тем более вредное влияние на динамические характеристики турбины, чем относительно выше параметры пара в нем. Коэффициент мощности v существенно зависит от режима работы. Так как давление пара в промежуточном объеме уменьшается со снижением мощности турбины, пониженным нагрузкам соответствуют уменьшение мощности ЧНД турбины и соответственно увеличение коэффициента v. С этим связано улучшение динамических характеристик АСР мощности турбины при частичных нагрузках. Оставим далее неизменным коэффициент мощности, а будем менять динамическую константу Тп. В области малых значений Тп, характерных, например, для перепускных труб между цилиндрами турбины, увеличение динамической постоянной отклоняет АФХ системы WT от характеристики W3 в сторону критической точки. При этом запас устойчивости уменьшается. В области больших значений Та (а < 45°), соответствующих объемам промперегрева пара, с увеличением динамической постоянной объема АФХ системы Wr приближается к характеристике W3, удаляясь от критической точки. При этом запас устойчивости увеличивается объема в сторону более низких давлений (увеличении коэффициента мощности v) соответственно увеличивается доля ЧВД и уменьшается доля ЧНД в рабочем процессе. При этом влияние промежуточного объема становится все более благоприятным.
Разграничение областей устойчивого и неустойчивого регулирования произведем для случая, когда паровой объем перед турбиной отсутствует. Воспользуемся методом Д-разбиения в плоскости двух параметров. Для исследуемой системы запишем характеристическое уравнение, считая пренебрежимо малыми свойства саморегулирования и величину 7\: где Z = Лрм6цТ,/7мут; zi Щ ЛрлАЛ/Тмут; а = &и7мут/£рм-Подставив as = iсо и приравняв нулю вещественную и мнимую части полученного комплексного выражения, получим два уравнения:
Такое неоднозначное влияние величины объема и коэффициента мощности v объясняется тем, что промежуточный объем делит турбину на две части: ЧВД и ЧНД. Последнюю можно рассматривать как конденсационную турбину с паровым объемом перед нею. Увеличение объема вредно отражается на динамических характеристиках этой части турбины. ЧВД можно рассматривать как турбину с противодавлением, имеющую паровой, объем за турбиной.
Как известно, увеличение объема за такой турбиной благоприятно влияет на ее динамические характеристики.
Задавая различные значения со, найдем границы устойчивости, соответствующие разным значениям. Кривые на этом графике заштрихованы в соответствии с правилами Д-разбиения со стороны области устойчивого регулирования.
Приведенные графики показывают, что наличие промежуточного объема при определенных соотношениях динамических констант может сделать систему неустойчивой. Увеличение коэффициента мощности v сокращает размеры зоны неустойчивой работы. Большое влияние на обеспечение устойчивости оказывает время сервомотора, характеризуемое величиной Z. Как следует из приведенного графика, npnZsgrl никакие значения промежуточного объема не могут вызвать неустойчивой работы системы. Как и в случае регулирования турбин без учета промежуточных объемов, увеличение коэффициента усиления &РМ регулятора мощности и быстродействия МУТ неблагоприятно влияет на динамические характеристики турбины.