CC BY
12[13] Нагаев В.В. Исследование нестационарных циклических процессов. - М.: МХТИ им. Д.И. Менделеева, 1975. - 180 с.
[14] Шумяцкий Ю.И. Исследование некоторых циклических адсорбционных процессов. Диссертация на соискание степ. д. т. н. - М., МХТИ им. Д.И. Менделеева, 1975. - 376 с.
[15] Skarstrom С. Pat. USA № 2944627, cl. 55-33,1960
[16] Захаров Ю.В. Судовые установки кондиционирования воздуха и холодильные машины. -JL: Судостроение, 1979. - 584 с.
[17] Патент № 2072328 (Россия). Установка для озонирования воды. - 1997.
[18] Равдель А.А., Пономарева А.М. Краткий справочник физико-химических величин. - Л.: Химия, 1983. - 232 с.
[19] Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. - М.: Энергия, 1970. - 288 с.
[20] Патент № 2190458. Установка адсорбционной осушки газов.
[21] Шумяцкий Ю.И., Афанасьев Ю.М. Адсорбция: процесс с неограниченными возможностями. - М.: Высш. шк., 1998. - 78 с.
BLOCKS OF PREPARATION OF AIR FOR SHIP OZONIZER STATIONS
V. V. Vantsev, A. S. Kurnikov
It is known, that work of any ozonizer the unit depends on blocks ofpreparation of air before ozone synthesis. Air in this case should be dry (absolute humidity not above 0,03 g/m3) and, it is desirable, the enriched oxygen.
Depending on pressure of air in blocks they are divided on two big groups:
- The blocks working on superfluous pressure;
- The blocks using pressure below the atmospheric.
The first group well-known also is shined in the literature [I, 2].
Air drier, executed by a vacuum variant, are a little studied, but rather perspective as do not demand sources of increase of pressure of gas - the main things in such installations is carried out jet generators of noise and electric power consumers. Transportation ofgas by devices.
In turn, both groups can be subdivided depending on a way of regeneration adsorbate on short cycle where half-cycle time makes 0,5... 10 minutes and with regeneration by hot air.
In the given work choice rules adsorbate, calculations of dehumidifiers of air and gas coolers are resulted.
УДК 621.751
Г. И. Коробко, к. т. н„ доцент. С. В. Попов, к. т. н., доцент, ВГАВТ.
603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а.
ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ГЕНЕРАТОРНОГО АГРЕГАТА
Рассмотрен вариант построения и использования имитационной модели генераторного агрегата на базе синхронного генератора со встроенной системой возбуждения и асинхронного гонного двигателя с частотным регулированием скорости его вращения. Модель позволяет реализовать как автономный, так и параллельный режим работы генератора с сетью, либо другим агрегатом.
Моделирование - это метод исследования физических процессов на моделях. Оно, с одной стороны, предусматривает способы воспроизведения объектов и процессов в них с соблюдением определенных требований теории подобия, с другой - указывает пути и принципы использования моделей для изучения интересующих нас физических процессов.
Областями применения средств моделирования являются: проверка и уточнение теории, проведение исследований и расчетов, испытание и регулировка отдельных элементов СЭЭС и систем управления, обучение технического персонала.
При проверке и уточнении теории, а также при исследованиях и расчетах СЭЭС решаются следующие основные задачи: обеспечения надежности, улучшение массо-габаритных показателей, обеспечение надлежащих установившихся и переходных режимов системы и оценка экономической целесообразности технических решений.
Испытание и регулировка отдельных элементов СЭЭС и систем управления производится с целью выявления их характеристик и получения наилучших качественных и количественных показателей. При этом используются электродинамические модели в сочетании с реальными элементами и их системами управления.
Обучение технического персонала может осуществляться в направлении изучения тех или иных процессов в СЭЭС, а также в направлении отработки навыков по управлению системой с помощью тренажеров, которые могут быть построены на принципе физического и аналогового моделирования.
Моделирование первичных двигателей генераторов СЭЭС сводится к соблюдению граничных условий на валу генератора, т. е. к воспроизведению динамических и статических характеристик момента в функции частоты вращения: M=f(to). Это означает, что на модели внутренние процессы, происходящие в двигателе, не воспроизводятся. Динамика процесса считается воспроизведенной, если подобны статические характеристики системы регулирования скорости и одинаковы инерционные постоянные агрегатов. Это позволяет в качестве первичного двигателя использовать электродвигатель постоянного или переменного тока, у которых для воспроизведения естественной механической характеристики оригинала в цепь якоря или в цепь ротора соответствующее омическое сопротивление и дополнительный источник напряжения. В качестве регулятора скорости может использоваться натурный регулятор.
Экспериментальная установка предназначена для натурного моделирования генераторного агрегата на базе приводного двигателя (дизеля, бензинового, газопоршневого) в качестве которого используется асинхронный короткозамкнутый электродвигатель.
Питание экспериментальной установки (рис. 1) осуществляется от сети трехфазного переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц.
Для регулирования (стабилизации) частоты вращения гонного асинхронного двигателя с к.з. ротором - М, приводящего во вращение вал синхронного генератора - G, применен преобразователь частоты со звеном постоянного тока UZ. Питание преобразователя от сета осуществляется через автоматический выключатель QF1, включенное состояние которого контролируется сигнальной лампой HL1. В преобразователе использованы две кнопки включающая - SB1 преобразователь в работу и отключающая - SB2 его. Кроме того, включение и отключение преобразователя может осуществляться автоматически по сигналу вкл/откл, поступающему от шита управления генераторным агрегатом - ЩУГА.
Управление частотой и напряжением преобразователя обеспечивает управляющий сигнал - Uy, который формируется на выходе фазочувствительного выпрямителя - ФЧВ.
Система регулирования и стабилизации частоты вращения двигателя включает в себя: датчик импульсов — ДИ, формирователь импульсов — ФИ, регулятор частоты вращения - РЧВ, актуатор — Акт., сельсин - С и ФЧВ.
Датчик импульсов построен на использовании эффекта Холла. В качестве его применен датчик и венец колен вала автомобиля ВАЗ 2110. Поскольку импульсы, снимаемые с датчика Холла, имеют пологие фронты, то для улучшения их формы, а также для гальванической развязки цепей, использован формирователь - ФИ.
Сеть
-24 В =24 В (<
Рис. I. Функциональная схема экспериментальной установки
Сигнал с формирователя поступает на вход регулятора частоты вращения - РЧВ, контролирующий отклонение фактической частоты следования импульсов от эталонной, которая задается воздействием - Г3. Регулятор частоты вращения вырабатывает ток, поступающий на актуатор - Акт., величина которого пропорциональна разности заданной и фактической частот вращения вала двигателя. Актуатор представляет собой поворотное устройство, состоящее из электромагнита и возвратной пружины. Чем больше ток в обмотке электромагнита актуатора, тем на больший угол будет повернут его выходной вал. Так как момент, развиваемый актуатором, достигает достаточно большой величины, то на практике они используются для плавного дозирования топлива, поступающего в двигатель внутреннего сгорания при регулировании его частоты вращения.
Сельсин работает в трансформаторном режиме, при котором статорная обмотка питается однофазным переменным напряжением -24 В, а сигнал переменного тока снимаемый с роторной обмотки будет пропорционален углу поворота ротора. Выходной сигнал ротора сельсина выпрямляется в ФЧВ и используется в дальнейшем для управления частотой преобразователя - ПЧ.
Для оперативного воздействия на частоту вращения приводного двигателя в регуляторе частоты вращения предусмотрены два входа: частота больше — €> и частота меньше — £с. Управление по этим входам может быть как ручным (от переключателя), так и автоматическим с выхода регулятора активной мощности, установленного в ЩУГА.
Для выработки питающих напряжений в установке использован нестабилизиро-ванный блок питания - БП, формирующий переменное напряжение 24 В и постоянное напряжение той же величины. Для получения стабилизированных напряжений ±15 В использован модуль питания - МП, питающийся от постоянного напряжения 24 В. Включение и защита от к.з. блока питания осуществляется автоматическим выключателем С?Р2. О его включенном состоянии сигнализирует лампа НЬ2.
Отдельной частью экспериментальной установки является шит управления генераторным агрегатом. Его схема и ее описание будут даны в дальнейшем.
На рис. 2 показан внешний вид экспериментальной установки. Все основные части макета установлены на сварной металлической раме, выполненной из швеллера 100 мм. Станина электродвигателя 1 закреплена болтами к раме 9 через регулировочные прокладки, толщина которых подбирается при сосной наладке электродвигателя с генератором 2 В противном случае, т.е. при не совпадении осей двигателя и генератора, возможны биения валов, которые могут привести к преждевременному разрушению подшипников обеих машин, а также к увеличению шума при работе установки, особенно на больших скоростях вращения.
Соединение валов двигателя 1 и генератора 2 осуществляется с помощью муфты 6 с резиновыми пальцами. Резиновые прокладки предназначены для амортизации биения валов, которые могут быть, поскольку в лабораторных условиях точной соосности достичь не возможно. На валу двигателя расположено зубчатое колесо 5, а на раме 9 под ним закреплен индукционный датчик 7, который вырабатывает импульсный сигнал, предназначенный для определения скорости вращения вала. Электронная система возбуждения и стабилизатор напряжения 8 установлены на генераторе 2 под кожухом. Акруатор 4 также закреплен на раме 9, а сельсин 3 к корпусу актуатора. Их валы объединены жесткой связью с помощью рычагов, которые имеют регулировки по длине. Такая регулировка необходима для правильной настройки совместной работы актуатора я сельсина, т. е. выбора рабочего диапазона сельсина в зависимости от угла поворота актуатора.
1 5 6 2
Рис. 2. Внешний вид экспериментальной установки
Электрические сигналы с силовых устройств выведены кабелями сечением 4 мм2 в клеммную коробку 10, в которой концы кабеля обжатые наконечниками подключены болтами. Сигналы управления подведены экранированным кабелем, у которого экранированная оболочка присоединена к корпусу имеющему заземление.
Возможности экспериментальной установки определяются набором основных режимов которые она может обеспечить при своей работе. В каждом из режимов могут быть исследованы те или иные свойства генераторного агрегата и его составных частей, а также опробованы новые устройства и элементы установки с целью определения их параметров и характеристик.
Из функциональной схемы установки (рис. 1) видно, что она может работать в следующих режимах:
1. Автономный режим.
В этом случае генератор работает на автономную нагрузку (переключатель БА находится в нулевом «О» положении). При замыкании генераторного автомата С^, в ЩУГА замыкается цепь нагрузки, и ее регулирование меняет величину тока нагрузки генератора.
В этом режиме работы генераторного агрегата могут быть исследованы:
- регулятор возбуждения, его характеристики и характеристики синхронного генератора СГ при различной по величине и характеру нагрузки. Определены статическая и динамическая точности поддержания напряжения, получены осциллограммы переходных процессов;
- регулятор частоты вращения и актуатор, их характеристики, которые в значительной степени влияют на точность поддержания частоты выходного напряжения генератора, поэтому их настройке должно быть уделено достаточное внимание. Совместно с актуатором работает датчик обратной связи, обеспечивающий регулирование частоты выходного напряжения преобразователя, состоящий из вращающегося трансформатора (сельсина) и фазочувствительного выпрямителя (ФЧВ). Очевидно, что их быстродействие и точность преобразования угла в управляющее напряжение иу также подлежат исследованию и в случае необходимости заменена на более совершенные;
- система стабилизации частоты вырабатываемого генераторным агрегатом напряжения в комплексе. Ее исследование позволяет определить статические и динамические параметры замкнутой системы регулирования, а также получить осциллограммы переходных процессов в канале частоты.
2. Режим параллельной работы с другим генераторным агрегатом.
В этом режиме переключатель БА находится в положении «2», а контактор КМ в ЩУГА замкнут. При параллельной работе генераторов могут быть исследованы:
- система точной автоматической синхронизации, включающая в себя электронный синхронизатор - С и устройство подгонки напряжения состоящее из регулятора (PH) и датчика (ДН) напряжения. В данном случае исследуются и подстраиваются параметры синхронизатора с целью обеспечения оптимального по быстродействию процесса синхронизации. Выбираются значения коэффициентов передачи и передаточных функций регулятора напряжения в режиме подгонки напряжения включаемого на параллельную работу генератора к напряжению работающего;
- система распределения активных и реактивных нагрузок между параллельно работающими генераторами. Этот режим требует выбора и настройки типа и параметров регуляторов активного и реактивного тока с целью их согласования с параметрами замкнутых систем регулирования. Могут быть исследованы статические и динамические режимы распределения нагрузки, а также получены осциллограммы переходных процессов при распределении. В системе распределения могут быть применены и исследованы различные методы, в частности - метод ведущего генератора, метод статических характеристик и др.
3. Режим параллельной работы с сетью.
Для получения этого режима переключатель ЭА переводится в первое «1» положение, контактор КМ в ЩУГА замкнут. При параллельной работе с сетью могут быть исследованы все те же элементы и системы, что и в пункте 2. Однако отличительной особенностью является то, что загрузка генератора по активной и реактивной мощности будет производиться от отдельных задатчиков.
Кроме того, может быть проанализирован режим «дежурного» поддержания сети, когда последняя остается подключенной к нагрузке, а мощность из нее практически не потребляется. В этом случае исследуются процессы набора активной и реактивной
мощности генератором после синхронизации (включения генераторного автомата ОБ), подбираются типы и параметры усилителей активного и реактивного тока сети. Кроме этого могут быть исследованы процессы разгрузки генератора по активному и реактивному току при его выводе из работы.
IMITATING MODEL OF THE GENERATING SET
G. I. Korobko, S. V. Popov
The version of construction and use of imitating model of the generating set on the basis of the synchronous oscillator with the built in system of excitation and asynchronous grade propeller with frequency speed control of its twirl is observed. The model allows realizing both independent, and a parallel operating mode of the oscillator with a network, or other set.
УДК 629.12
Ю. С. Малышев, аспирант.
В. Г. Сугаков, д. т. н. профессор, ВГАВТ.
603950, Нижний Новгород, Нестерова, 5а.'
СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ В АВТОМАТИКЕ
Рассмотрены аспекты использования отечественных средств контроля напряжения, в цепях автоматического управления и предложены цифровое реле контроля напряжения и цифровое реле контроля оперативного напряжения с описанием принципа действия.
В настоящее время в системах автоматики наиболее широко применяются аналоговые устройства контроля напряжения, такие как реле контроля фаз ЕЛІ 1 или ЕЛ12. и их аналоги РСН25М, РОФ11 и РСН26М, РОФ12, а также современные реле контроля напряжения семейства РКНЗ.
Изготовители, которых гарантируют, срабатывание (отключение) реле в следующих случаях: при обрыве одной и более фаз; при обратном порядке чередования фаз; при снижении фазного напряжения по одной из фаз, при номинальном напряжении на двух других фазах, ниже (0,б±0,05) ифн (для ЕЛ 11) и (0,7±0,05) ифн (для ЕЛ12 и РКНЗ.); при симметричном снижении фазных напряжений ниже 0,7 ифн (для ЕЛІ 1) и 0,5 ифн (дія ЕЛ12 и РКНЗ).
Как показывают исследования поведения реле ЕЛІ 1 при слипании фаз или в случаях когда аварийная ситуация возникла до подачи напряжения питания на реле, реле обнаруживает аварию только после отработки установленной задержки срабатывания (0,11 с), а для реле типов: РКФМ0511, РКФМ0515, РКНЗ 1408, это время составляет (0,1с). На это время реле включается и по истечении его - выключается. Существует много различного электрооборудования, которое в этой ситуации успеет выйти из строя. Решить эти и ряд других проблем помогают цифровые устройства контроля напряжения описанные ниже.
Цифровое реле контроля оперативного напряжения (РКОН) обеспечивает контроль уровня постоянного напряжения в цепях питания элементов САУ и выдает сигнал об исчезновении или снижении напряжения на контролируемом участке цепи ниже заданного уровня. Его схема (рис. 1.) содержит делитель напряжения 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, задающий регистр 3, числовой компаратор 4, триггер 5, Шину 1 "Сброс".
