обладающих саморегулированием. Показать графически, как ме-
няются характеристики турбинного агрегата под влиянием авто-
матической системы регулирования частоты.
1.2. Сформулировать главные критерии качества переходных
процессов регулирования: перерегулирование, декремент колеба-
ний, период колебаний, автоколебания и др. и разъяснить их
физический смысл.
1.3. Разъяснить связь качества автоматического регулирова-
ния турбоагрегата с его надежностью и экономичностью. Обосно-
вать особую важность этой связи для турбинных установок на АЭС.
2. Регулятор. Задача Вышнеградского
2.1.
Чувствительный элемент современного регулятора
выполняется так, чтобы его можно было считать безынерционным
звеном. Разъяснить математическую модель такого элемента.
Сформулировать понятие об идеальном регуляторе. Разъ-
яснить характеристики неустойчивых регуляторов и их практи-
ческое применение.
2.2. Представить математическую модель регулятора прямого
действия с учетом приведенной массы к координате его положе-
ния г. Изложить метод определения приведенной массы для цен-
тробежного маятника и для регулятора давления поршневого типа.
Составить формулы для вычисления динамических констант ре-
гулятора. Разъяснить назначение катаракта в регуляторе. Сфор-
мулировать задачу Вышнеградского об устойчивости системы
автоматического регулирования, состоящей из регулятора с мас-
сой (колебательного звена) и объекта регулирования (интегри-
рующего звена). Изобразить диаграмму Вышнеградского.
2.3. Изложить принципы конструирования современного вы-
сокочувствительного и практически безынерционного регулятора,
состоящего из чувствительного элемента и усилителей. Доказать
возможность выполнения прямого цифрового регулятора.
3. Объект регулирования и исполнительный механизм
3.1.
Математическую модель ротора представить в виде
апериодического звена с динамической постоянной Т. Считать,
что момент инерции ротора задан. Вывести формулу для вычисле-
ния константы Т и исследовать изменение ее величины в зависи-
мости от режима работы одноступенчатой турбины при сопловом
регулировании. Указать, как влияют на величину Т перекрыши
клапанов.
3.2. Составить линеаризованное уравнение ротора конденса-
ционной турбины при условии, что она работает на электрическую
сеть параллельно с другими агрегатами и что ее регулировочный
клапан остается в заданном положении, а расход пара меняется
под влиянием скользящего давления р
х
перед клапаном и при по-
428
стоя иной температуре пара. Разъяснить, как должен действовать
регулятор частоты такой турбины при аварийном сбросе нагрузки
с генератора.
3.3. Разъяснить свойства саморегулирования парового турбо-
агрегата, работающего на изолированную электрическую сеть.
Для этого вывести уравнение ротора как апериодического звена
и найти математическое выражение его динамической постоянной,
а затем составить математическую модель системы регулирования,
состоящей из идеального регулятора, конденсационной турбины
(апериодического звена) и главного сервомотора без обратной связи
(интегрирующего звена). Аналогичную математическую модель
составить для турбоагрегата без свойств саморегулирования
(интегрирующее звено). Из сравнения показателей качества регу-
лирования обеих систем выявить эффект, вызванный саморегули-
рованием агрегата. Физическую сущность различия процессов
в сравниваемых системах пояснить на базе частотных характе-
ристик.
3.4. Составить и исследовать структурную схему и математи-
ческую модель системы регулирования одновальной ГТУ для при-
вода нагнетателя в предположении безынерционной камеры сго-
рания и пренебрежимо малом влиянии внутренних объемов
газа. Вывести уравнение движения ротора ГТУ (апериодического
звена) и найти выражение его динамической константы Т. Счи-
тать,
что топливный клапан перемещается посредством пневмати-
ческого сервомотора (апериодического звена). Установить, как
влияет динамическая постоянная ротора на показатели качества
всей динамической системы и какими техническими средствами
располагает конструктор для изменения константы Т при различ-
ных режимах работы ГТУ.
3.5. Исследовать математическую модель системы регулирова-
ния, состоящей из идеального регулятора, конденсационной тур-
бины с пренебрежимо слабыми свойствами саморегулирования
(интегрирующего звена) и главного сервомотора с обратной связью
(апериодического звена), перемещающего клапан. Определить
основные показатели качества всей системы регулирования. За-
тем устранить в сервомоторе этой системы обратную связь и про-
верить устойчивость образовавшейся второй системы по крите-
риям Гурвица. Сравнив динамические качества указанных двух
систем регулирования, сделать вывод о влиянии обратной связи
в сервомоторе на процесс регулирования.
3.6. Система регулирования состоит из идеального регуля-
тора, конденсационной турбины, модель которой — интегрирую-
щее звено с динамической постоянной Т
а
, и двух последовательно
включенных сервомоторов: промежуточного со време-
нем T
sl
и г л а в н о г о со временем T
s2
. Составить математиче-
ские модели и принципиальные схемы этой системы для трех слу-
чаев:
1) оба сервомотора имеют обратные связи (апериодические
звенья); 2) только главный сервомотор имеет обратную связь;
429