Б3.В. ОД.4 Автоматическое регулирование энергоустановок

Б3.В. ОД.4 Автоматическое регулирование энергоустановок
Целью освоения дисциплины "Автоматическое регулирование
энергоустановок" является ознакомление студентов с методами и
средствами, обеспечивающими эксплуатацию энергетических установок на
различных режимах их эксплуатации при практическом использовании.
Задачи изучения дисциплины - дать будущим специалистам основы
теории автоматического регулирования, их схемную и конструктивную
реализацию, ознакомить с конкретными образцами систем регулирования и
агрегатов, с целью применения знаний в практической работе.
Содержание дисциплины
1. Введение, основные понятия. Элементы регулирования системы и их связь
в системе
Предмет и задачи курса. Структура курса и учебная литература. Управление
и регулирование. Принципы регулирования. Структурная схема и состав
системы регулирования.
Объект регулирования как звено системы. Свойства объекта регулирования.
Одновальный одноконтурный ТРД и паровая турбина с неизменяемой
геометрией как объект регулирования. Передаточная функция. Частотная
функция. Положительная и отрицательная обратные связи, их свойства.
Характеристики. Типовые звенья САР (усилительное безинерционное,
апериодическое,
идеальное
и
инерционное
дифференцирующее).
Апериодическое, колебательное и консервативное колебательное звенья 2-го
порядка.
Поршневые гидроусилители и гидромоторы как примеры интегрирующих
звеньев.
Примеры
гидромеханических
и
пневматических
дифференцирующих звеньев.
2. Устойчивость линейных систем. Элементы регулируемой системы
Элементарное представление об устойчивости. Понятие о математическом
описании устойчивости (по Ляпунову). Методы определения устойчивости
регулируемых систем. Амплитудно-фазовые частотные характеристики
систем: понятие о логарифмических частотных характеристиках.
Критериальный метод Михайлова. Критерий Найквиста. Понятие о
локальной устойчивости.
Регулируемый объект, его свойства и определяющие параметры.
Регулируемый объект как звено регулирования. Уравнение движения
регулируемых объектов. Основные понятия о автоматических регуляторах.
Статический регулятор и его свойства. Астатический регулятор и его
свойства. Изодромный регулятор, понятие об упругой (скоростной) обратной
связи. Уравнения движения звеньев регуляторов.
3. Регулирование ГТУ и ПГУ. Свойства ГТУ и ПГУ как объекта
регулирования
Регулируемые параметры и регулирующие факторы. Программы
регулирования. Основные требования. Основы регулирования одновального
и двухвального ГТУ и ПГУ с НГ и ИГ проточной части.
Понятие о собственной устойчивости ГТУ и ПГУ. Вывод уравнения
движения ротора одновального ГТУ и ПГУ с НГ проточной части. Анализ
уравнения и его решения. Методы определения постоянной времени
коэффициента усиления. Реакция частоты вращения ротора и Тг на подачу
топлива, на изменение площади реактивного сопла и на атмосферные
условия. Уравнение приводного топливного насоса, дроссельного крана.
Совместное уравнение ГТУ и ПГУ с дроссельным краном и топливным
насосом. Его анализ.
4. Регуляторы постоянства расхода топлива. Регуляторы частоты вращения
ротора
Назначение регуляторов. Типы регуляторов. Уравнение ГТУ и ПГУ
совместно с регулятором, топливным насосом и дроссельным краном. Его
анализ.
Назначение, основные требования. Центробежные регуляторы: астатический,
статический изодромный. Уравнения чувствительного элемента и
сервомотора. Совместное уравнение. Его анализ.
Баростатический регулятор частоты вращения с ограничителем частоты
вращения. Регулирование ГТУ по приведенной частоте вращения.
5. Регуляторы и ограничители температуры газа перед турбиной.
Назначение, элементы топливных систем ГТУ и ПГУ
Основные требования, особенности. САР прямого и косвенного
регулирования Тг, их принципиальные схемы и работа.
Назначение топливной системы двигателя. Схема работа топливной системы
энергоустановки. Схема и работа пусковой и основной топливной системы
ГТУ. Электрические и приводные подкачивающие насосы. Устройство,
принцип действия плунжерного, центробежного и коловратного насосов.
Формулы производительности. Установка и методика для определения
характеристик насосов. Мощность, затрачиваемая на привод насоса.
Дроссельный кран и его характеристики. Коммуникаций топливных систем
ГТУ: трубопроводы, фильтры, штуцера. Распыливающие устройства. Теория
расчет центробежной форсунки, геометрическая характеристика форсунки.
6. Источники питания агрегатов электрооборудования и запуска ГТУ и ПГУ.
Стартеры и стартеры-генераторы
Бортовые электрические аккумуляторы, принцип действия, характеристики.
Вспомогательные силовые установки с электрогенераторами и как источники
сжатого воздуха для пневмостартеров.
Электрические, пневматические, газотурбинные и другие стартеры. Их
достоинства и недостатки. Расчет потребной мощности стартера.
7. Автоматика электрических пусковых систем, управления режимами
работы двигателя. Агрегаты топливной системы
Автоматическая панель запуска двигателя. Коробка автоматики ГТУ и ПГУ.
Панель управления режимами работы двигателя. Заключение. Автоматы
запуска, автоматы разгона, автоматы распределения, ограничители давлений,
расхода топлива, температуры, частоты вращения.