በኃ.የተ.የግ.ማ. ላይ የተመሰረተ የሃይድሮሊክ ተርባይን የፍጥነት መቆጣጠሪያ ስርዓት ልማት እና ምርምር

1 መግቢያ
የቱርቢን ገቨርነር ለሃይድሮኤሌክትሪክ አሃዶች ሁለት ዋና ዋና የቁጥጥር መሳሪያዎች አንዱ ነው። የፍጥነት መቆጣጠሪያ ሚና የሚጫወተው ብቻ ሳይሆን የተለያዩ የስራ ሁኔታዎችን ልወጣ እና ድግግሞሽ፣ ኃይል፣ የደረጃ አንግል እና ሌሎች የሃይድሮኤሌክትሪክ ማመንጫ አሃዶችን ቁጥጥር ያካሂዳል እንዲሁም የውሃ ጎማውን ይጠብቃል። የጄነሬተሩ ስብስብ ተግባር። የቱርቢን ገቨርነርስ ሶስት የእድገት ደረጃዎችን አልፈዋል፡ ሜካኒካል ሃይድሮሊክ ገቨርነርስ፣ ኤሌክትሮ-ሃይድሮሊክ ገቨርነርስ እና ማይክሮኮምፒውተር ዲጂታል ሃይድሮሊክ ገቨርነርስ። በቅርብ ዓመታት ውስጥ፣ በፕሮግራም ሊዘጋጁ የሚችሉ መቆጣጠሪያዎች በተርባይን የፍጥነት መቆጣጠሪያ ስርዓቶች ውስጥ ገብተዋል፣ እነዚህም ጠንካራ የፀረ-ጣልቃ ገብነት ችሎታ እና ከፍተኛ አስተማማኝነት ያላቸው፤ ቀላል እና ምቹ ፕሮግራሚንግ እና ኦፕሬሽን፤ ሞዱላር መዋቅር፣ ጥሩ ሁለገብነት፣ ተለዋዋጭነት እና ምቹ ጥገና፤ ጠንካራ የቁጥጥር ተግባር እና የመንዳት ችሎታ ጥቅሞች አሉት፤ በተግባር ተረጋግጧል።
በዚህ ጽሑፍ ውስጥ፣ በ PLC ሃይድሮሊክ ተርባይን ባለሁለት ማስተካከያ ስርዓት ላይ የተደረገው ጥናት ቀርቧል፣ እና ፕሮግራም ሊደረግ የሚችል መቆጣጠሪያው የመሪ ቫን እና የመንገዱን ሁለት ማስተካከያ ለማሳካት ጥቅም ላይ ይውላል፣ ይህም የመሪ ቫን እና የመንገዱን የተለያዩ የውሃ ራሶች የማስተባበር ትክክለኛነትን ያሻሽላል። ልምምድ እንደሚያሳየው ድርብ መቆጣጠሪያ ስርዓቱ የውሃ ኃይል አጠቃቀምን መጠን ያሻሽላል።

2. የቱርቢን መቆጣጠሪያ ስርዓት

2.1 የቱርቢን መቆጣጠሪያ ስርዓት
የተርባይን የፍጥነት መቆጣጠሪያ ስርዓት መሰረታዊ ተግባር የኃይል ስርዓቱ ጭነት ሲቀየር እና የክፍሉ የመዞሪያ ፍጥነት ሲዛባ የተርባይኑን የመሪ ቫኖች መክፈቻ በገዢው በኩል በዚሁ መሰረት መቀየር ነው፣ በዚህም የተርባይኑ የመዞሪያ ፍጥነት በተጠቀሰው ክልል ውስጥ እንዲቆይ፣ የጄነሬተሩ ክፍል እንዲሰራ ማድረግ። የውጤት ኃይል እና ድግግሞሽ የተጠቃሚ መስፈርቶችን ያሟላሉ። የተርባይን ደንብ መሰረታዊ ተግባራት የፍጥነት መቆጣጠሪያ፣ ንቁ የኃይል መቆጣጠሪያ እና የውሃ ደረጃ ቁጥጥር ሊከፈሉ ይችላሉ።

2.2 የተርባይን ቁጥጥር መርህ
የሃይድሮ-ጀነሬተር አሃድ ሃይድሮ-ተርባይን እና ጀነሬተርን በማገናኘት የተፈጠረ አሃድ ነው። የሃይድሮ-ጀነሬተሩ ስብስብ የሚሽከረከር ክፍል ቋሚ ዘንግ ዙሪያ የሚሽከረከር ግትር አካል ሲሆን እኩልታው በሚከተለው እኩልታ ሊገለጽ ይችላል፡

በቀመር ውስጥ
——የክፍሉ የሚሽከረከር ክፍል የእንቅስቃሴ-አልባነት ጊዜ (ኪ.ግ. ሜ 2)
——የማዞሪያ አንግል ፍጥነት (ራድ/ሰ)
——የተርባይን ጉልበት (N/m)፣ የጄነሬተር ሜካኒካል እና የኤሌክትሪክ ኪሳራዎችን ጨምሮ።
——የጄኔሬተር መቋቋም ጉልበት፣ እሱም በሮተር ላይ ያለውን የጄኔሬተር ስቴተርን ተግባራዊ ጉልበት የሚያመለክት ሲሆን አቅጣጫው ከማዞሪያ አቅጣጫው ተቃራኒ ሲሆን የጄኔሬተሩን ንቁ የኃይል ውፅዓት ማለትም የጭነቱ መጠንን ይወክላል።

ጭነቱ ሲቀየር የመሪ ቫን መክፈቻ ሳይለወጥ ይቀራል፣ እና የዩኒቱ ፍጥነት አሁንም በተወሰነ እሴት ሊረጋጋ ይችላል። ፍጥነቱ ከተሰጠው እሴት ስለሚለያይ፣ ፍጥነቱን ለመጠበቅ በራስ-ማመጣጠን የማስተካከያ ችሎታ ላይ መታመን ብቻ በቂ አይደለም። ጭነቱ ከተቀየረ በኋላ የዩኒቱን ፍጥነት በመጀመሪያው ደረጃ የተሰጠው እሴት ላይ ለማቆየት፣ የመሪ ቫን መክፈቻውን በዚሁ መሰረት መቀየር አስፈላጊ መሆኑን ከምስል 1 ማየት ይቻላል። ጭነቱ ሲቀንስ፣ የመቋቋም አቅሙ ከ1 ወደ 2 ሲቀየር፣ የመሪ ቫን መክፈቻ ወደ 1 ይቀንሳል፣ እና የዩኒቱ ፍጥነት ይጠበቃል። ስለዚህ፣ ጭነቱ ሲቀየር፣ የውሃ መሪ ዘዴው መክፈቻ በተመሳሳይ መልኩ ይለወጣል፣ ስለዚህ የሃይድሮ-ጄኔሬተር ክፍሉ ፍጥነት በተወሰነ እሴት እንዲቆይ ወይም አስቀድሞ በተወሰነ ህግ መሰረት እንዲለወጥ። ይህ ሂደት የሃይድሮ-ጄኔሬተር ክፍሉ የፍጥነት ማስተካከያ ወይም የተርባይን ደንብ ነው።

3. የኃ.የተ.የግ.ማ. ሃይድሮሊክ ተርባይን ባለሁለት ማስተካከያ ስርዓት
የተርባይን ገዢ የውሃ መሪ ቫኖች ፍሰትን ወደ ተርባይኑ ሯጭ ለማስተካከል የመክፈቻ ሂደቱን መቆጣጠር አለበት፣ በዚህም የተርባይኑን ተለዋዋጭ ጉልበት መለወጥ እና የተርባይኑን ክፍል ድግግሞሽ መቆጣጠር። ሆኖም ግን፣ በአክሲያል-ፍሰት ሮታሪ ፓድል ተርባይን በሚሠራበት ጊዜ ገዢው የመሪ ቫኖቹን መክፈቻ ማስተካከል ብቻ ሳይሆን የመሪ ቫኖቹን አንግል እንደ መሪ ቫኑ ተከታይ ምት እና የውሃ ራስ እሴት ማስተካከል አለበት፣ በዚህም የመሪ ቫኑ እና ቫኑ የተገናኙ እንዲሆኑ። በመካከላቸው የትብብር ግንኙነትን መጠበቅ፣ ማለትም የመተባባሪያ ግንኙነትን መጠበቅ፣ ይህም የተርባይኑን ቅልጥፍና ማሻሻል፣ የክፍሉን የቢላ ካቪቴሽን እና ንዝረት መቀነስ እና የተርባይኑን አሠራር መረጋጋት ማሻሻል ይችላል።
የPLC መቆጣጠሪያ ተርባይን ቫን ሲስተም ሃርድዌር በዋናነት ሁለት ክፍሎችን ያቀፈ ነው፣ እነሱም የPLC መቆጣጠሪያ እና የሃይድሮሊክ ሰርቮ ሲስተም ናቸው። በመጀመሪያ፣ የPLC መቆጣጠሪያውን የሃርድዌር አወቃቀር እንወያይ።

3.1 የኃ.የተ.የግ.ማ መቆጣጠሪያ
የPLC መቆጣጠሪያ በዋናነት የግብዓት ክፍል፣ የPLC መሰረታዊ ክፍል እና የውጤት ክፍልን ያቀፈ ነው። የግብዓት ክፍሉ ከA/D ሞጁል እና ዲጂታል ግብዓት ሞጁል የተዋቀረ ሲሆን የውጤት ክፍሉ ደግሞ ከD/A ሞጁል እና ዲጂታል ግብዓት ሞጁል የተዋቀረ ነው። የPLC መቆጣጠሪያው የስርዓት PID መለኪያዎችን፣ የቫን ተከታይ አቀማመጥን፣ የመመሪያ ቫን ተከታይ አቀማመጥን እና የውሃ ራስ እሴትን በእውነተኛ ጊዜ ለመመልከት የ LED ዲጂታል ማሳያ አለው። የማይክሮኮምፒውተር መቆጣጠሪያ ውድቀት ሲከሰት የቫን ተከታይ አቀማመጥን ለመከታተል አናሎግ ቮልትሜትርም ይሰጣል።

3.2 የሃይድሮሊክ ክትትል ስርዓት
የሃይድሮሊክ ሰርቮ ሲስተም የተርባይን ቫን መቆጣጠሪያ ስርዓት አስፈላጊ አካል ነው። የመቆጣጠሪያው የውጤት ምልክት የቫን ተከታይ እንቅስቃሴን ለመቆጣጠር በሃይድሮሊክ መልኩ የተጨመረ ሲሆን በዚህም የሯጭ ምላጭ አንግል ያስተካክላል። በምስል 2 ላይ እንደሚታየው የኤሌክትሮ-ሃይድሮሊክ ተመጣጣኝ ቫልቭ እና የማሽን-ሃይድሮሊክ ቫልቭ ትይዩ የሃይድሮሊክ መቆጣጠሪያ ስርዓት ለመፍጠር የተመጣጣኝ ቫልቭ መቆጣጠሪያ ዋና የግፊት ቫልቭ አይነት ኤሌክትሮ-ሃይድሮሊክ መቆጣጠሪያ ስርዓት እና ባህላዊ የማሽን-ሃይድሮሊክ መቆጣጠሪያ ስርዓት ጥምረት ተቀብለናል። ለተርባይን ምላጮች የሃይድሮሊክ ክትትል ስርዓት።

ለተርባይን ቢላዎች የሃይድሮሊክ ክትትል ስርዓት
የPLC መቆጣጠሪያ፣ የኤሌክትሮ-ሃይድሮሊክ ተመጣጣኝ ቫልቭ እና የአቀማመጥ ዳሳሽ ሁሉም መደበኛ ሲሆኑ፣ የPLC ኤሌክትሮ-ሃይድሮሊክ ተመጣጣኝ የቁጥጥር ዘዴ የተርባይኑን ቫን ሲስተም ለማስተካከል ጥቅም ላይ ይውላል፣ የአቀማመጥ ግብረመልስ እሴት እና የቁጥጥር የውጤት እሴት በኤሌክትሪክ ምልክቶች ይተላለፋሉ፣ እና ምልክቶቹ በPLC መቆጣጠሪያ፣ በማቀነባበር እና በውሳኔ አሰጣጥ የተዋሃዱ ናቸው፣ የቫኑ ተከታይ ቦታን ለመቆጣጠር እና በመሪ ቫን፣ በውሃ ራስ እና በቫኑ መካከል ያለውን የትብብር ግንኙነት ለመጠበቅ የዋናውን የግፊት ስርጭት ቫልቭ የቫልቭ መክፈቻ በተመጣጣኝ ቫልቭ በኩል ያስተካክሉ። በኤሌክትሮ-ሃይድሮሊክ ተመጣጣኝ ቫልቭ የሚቆጣጠረው የተርባይን ቫን ሲስተም ከፍተኛ የትብብር ትክክለኛነት፣ ቀላል የስርዓት መዋቅር፣ ጠንካራ የዘይት ብክለት መቋቋም እና ከPLC መቆጣጠሪያ ጋር ለመገናኘት ምቹ የሆነ ማይክሮኮምፒውተር አውቶማቲክ የቁጥጥር ስርዓት ለመመስረት።

በሜካኒካል ትስስር ዘዴው በመቆየቱ ምክንያት፣ በኤሌክትሮ-ሃይድሮሊክ ተመጣጣኝ ቁጥጥር ሁነታ፣ ሜካኒካል ትስስር ዘዴው የስርዓቱን የአሠራር ሁኔታ ለመከታተል በተመሳሳይ ጊዜ ይሰራል። የPLC ኤሌክትሮ-ሃይድሮሊክ ተመጣጣኝ ቁጥጥር ስርዓት ካልተሳካ፣ የመቀየሪያ ቫልቭ ወዲያውኑ ይሰራል፣ እና ሜካኒካል ትስስር ዘዴው በመሠረቱ የኤሌክትሮ-ሃይድሮሊክ ተመጣጣኝ ቁጥጥር ስርዓትን የማስኬድ ሁኔታን መከታተል ይችላል። ሲቀይሩ፣ የስርዓት ተጽዕኖው ትንሽ ነው፣ እና የቫኑ ስርዓት ወደ ሜካኒካዊ ትስስር መቆጣጠሪያ ሁነታ በተቀላጠፈ ሁኔታ ሊሸጋገር ይችላል። የሜካኒካል ትስስር መቆጣጠሪያ ሁነታ የስርዓቱን አሠራር አስተማማኝነት በእጅጉ ያረጋግጣል።

የሃይድሮሊክ ዑደትን ስንነድፍ የሃይድሮሊክ መቆጣጠሪያ ቫልቭን የቫልቭ አካል፣ የቫልቭ አካል እና የቫልቭ እጅጌው የሚዛመደው መጠን፣ የቫልቭ አካል እና የዋናው የግፊት ቫልቭ የግንኙነት መጠን፣ እና ሜካኒካል። በሃይድሮሊክ ቫልቭ እና በዋናው የግፊት ስርጭት ቫልቭ መካከል ያለው የማገናኛ ዘንግ መጠን ከመጀመሪያው ጋር ተመሳሳይ ነው። በመጫን ጊዜ የሃይድሮሊክ ቫልቭ የቫልቭ አካል ብቻ መተካት አለበት፣ እና ሌሎች ክፍሎች መለወጥ አያስፈልጋቸውም። የጠቅላላው የሃይድሮሊክ መቆጣጠሪያ ስርዓት አወቃቀር በጣም የታመቀ ነው። የሜካኒካል ሲነርጂ ዘዴን ሙሉ በሙሉ በመያዝ ላይ በመመስረት፣ ከ PLC መቆጣጠሪያ ጋር ያለውን ግንኙነት ለማመቻቸት ዲጂታል ሲነርጂ ቁጥጥርን እውን ለማድረግ እና የተርባይን ቫን ሲስተም ቅንጅት ትክክለኛነትን ለማሻሻል የኤሌክትሮ-ሃይድሮሊክ ተመጣጣኝ የቁጥጥር ዘዴ ተጨምሯል። የስርዓቱ የመጫን እና የማረም ሂደት በጣም ቀላል ነው፣ ይህም የሃይድሮሊክ ተርባይን ክፍል የስራ ማቆም ጊዜን ያሳጥራል፣ የሃይድሮሊክ ተርባይኑን የሃይድሮሊክ መቆጣጠሪያ ስርዓት መለወጥን ያመቻቻል፣ እና ጥሩ ተግባራዊ ዋጋ አለው። በቦታው ላይ በሚሠራበት ጊዜ፣ ስርዓቱ በኃይል ማመንጫው የምህንድስና እና የቴክኒክ ባለሙያዎች ከፍተኛ ግምገማ ይደረግለታል፣ እና በብዙ የሃይድሮ ኤሌክትሪክ ጣቢያዎች ገዥ በሃይድሮሊክ ሰርቮ ሲስተም ውስጥ ሊሰራጭ እና ሊተገበር እንደሚችል ይታመናል።

3.3 የስርዓት ሶፍትዌር አወቃቀር እና የትግበራ ዘዴ
በPLC ቁጥጥር ስር ባለው ተርባይን ቫን ሲስተም ውስጥ፣ ዲጂታል ሲነርጂ ዘዴ በመሪ ቫንሶች፣ በውሃ ራስ እና በቫን መክፈቻ መካከል ያለውን የተመሳሳይነት ግንኙነት እውን ለማድረግ ይጠቅማል። ከባህላዊው ሜካኒካል ሲነርጂ ዘዴ ጋር ሲነጻጸር፣ ዲጂታል ሲነርጂ ዘዴ ቀላል የመለኪያ መከርከም ጥቅሞች አሉት፣ ምቹ የማረም እና የጥገና ጥቅሞች እና ከፍተኛ የመተሳሰር ትክክለኛነት አለው። የቫን መቆጣጠሪያ ስርዓት የሶፍትዌር መዋቅር በዋናነት የስርዓት ማስተካከያ ተግባር ፕሮግራም፣ የቁጥጥር አልጎሪዝም ፕሮግራም እና የምርመራ ፕሮግራሙን ያቀፈ ነው። ከዚህ በታች ከላይ የተጠቀሱትን ሶስት የፕሮግራሙ ክፍሎች የማረጋገጥ ዘዴዎችን በቅደም ተከተል እንወያያለን። የማስተካከያ ተግባር ፕሮግራሙ በዋናነት የተመሳሳይነት ንዑስ ዑደት፣ የተመሳሳይነት ንዑስ ዑደት፣ የተሰነጠቀውን የማቆም ንዑስ ዑደት እና የተሰነጠቀውን የጭነት መፍሰስ ንዑስ ዑደት ያካትታል። ስርዓቱ ሲሰራ፣ መጀመሪያ የአሁኑን የአሠራር ሁኔታ ይለያል እና ይፈትሻል፣ ከዚያም የሶፍትዌር ማብሪያ / ማጥፊያውን ይጀምራል፣ ተጓዳኝ የማስተካከያ ተግባር ንዑስ ዑደትን ያስፈጽማል፣ እና የተሰነዘረውን የቫን ተከታይ ቦታ እሴት ያሰላል።
(1) የማህበሩ ንዑስ ፕሮግራም
በተርባይን ዩኒት የሞዴል ሙከራ አማካኝነት በመገጣጠሚያው ወለል ላይ የተለኩ ነጥቦችን ስብስብ ማግኘት ይቻላል። ባህላዊው የሜካኒካል መገጣጠሚያ ካም የሚመረተው በእነዚህ የተለኩ ነጥቦች ላይ በመመስረት ሲሆን የዲጂታል መገጣጠሚያ ዘዴው እነዚህን የተለኩ ነጥቦችን በመጠቀም የመገጣጠሚያ ኩርባዎችን ስብስብ ይሳባል። በማገናኛ ኩርባው ላይ የሚታወቁትን ነጥቦች እንደ ኖዶች በመምረጥ እና የሁለትዮሽ ተግባርን ቁራጭ መስመራዊ ኢንተርፖሌሽን ዘዴን በመጠቀም፣ በዚህ የማህበሩ መስመር ላይ ያሉ ኖዶች ያልሆኑ የተግባር እሴት ማግኘት ይቻላል።
(2) የቫን ጅምር ንዑስ ፕሮግራም
የጅምር ህግን የማጥናት ዓላማ የዩኒቱን የጅምር ጊዜ ማሳጠር፣ የግፊት ተሸካሚውን ጭነት መቀነስ እና ለጄነሬተሩ ክፍል ከግሪድ ጋር የተገናኙ ሁኔታዎችን መፍጠር ነው።
(3) የቫን ማቆሚያ ሱቡቲን
የቫኖቹ የመዝጊያ ደንቦች እንደሚከተለው ናቸው፡ መቆጣጠሪያው የመዝጊያ ትዕዛዙን ሲቀበል፣ ቫኖቹ እና የመሪ ቫኖቹ በተመሳሳይ ጊዜ በትብብር ግንኙነቱ መሠረት ይዘጋሉ ይህም የክፍሉን መረጋጋት ለማረጋገጥ፡ የመሪ ቫኑ መክፈቻ ከጭነት ነፃ ከሆነው መክፈቻ ያነሰ ሲሆን፣ ቫኖቹ መዘግየት የመሪ ቫኑ ቀስ በቀስ ሲዘጋ፣ በቫኑ እና በመሪ ቫኑ መካከል ያለው የትብብር ግንኙነት ከእንግዲህ አይጠበቅም፤ የክፍሉ ፍጥነት ከተመዘገበው ፍጥነት 80% በታች ሲወርድ፣ ቫኑ ወደ መጀመሪያው አንግል Φ0 እንደገና ይከፈታል፣ ለቀጣዩ ጅምር ዝግጁ ነው።
(4) የብላጭ ጭነት ውድቅ ማድረግ ንዑስ አሠራር
ጭነት አለመቀበል ማለት ጭነቱ ያለበት ክፍል በድንገት ከኃይል ፍርግርግ ጋር ይቋረጣል፣ ይህም አሃዱን እና የውሃ ማዞሪያ ስርዓቱን በመጥፎ የአሠራር ሁኔታ ውስጥ ያደርገዋል፣ ይህም በቀጥታ ከኃይል ማመንጫው እና ከመሳሪያው ደህንነት ጋር የተያያዘ ነው። ጭነቱ ሲወርድ ገዢው ከመከላከያ መሳሪያ ጋር እኩል ነው፣ ይህም የመሪ ቫንስ እና ቫንስ የክፍሉ ፍጥነት ወደ ደረጃው ፍጥነት መረጋጋት እስኪቀንስ ድረስ ወዲያውኑ እንዲዘጉ ያደርጋል። ስለዚህ፣ በትክክለኛው የጭነት ማፍሰሻ ውስጥ፣ ቫንስ በአጠቃላይ ወደ አንድ የተወሰነ አንግል ይከፈታሉ። ይህ ክፍተት የሚገኘው በእውነተኛው የኃይል ጣቢያ የጭነት ማፍሰሻ ሙከራ ነው። አሃዱ ጭነት ሲያልቅ፣ የፍጥነት ጭማሪው ትንሽ ብቻ ሳይሆን አሃዱም በአንጻራዊነት የተረጋጋ መሆኑን ማረጋገጥ ይችላል።

4 መደምደሚያ
የአገሬ የሃይድሮሊክ ተርባይን ገዢ ኢንዱስትሪ አሁን ካለው የቴክኒክ ሁኔታ አንጻር፣ ይህ ጽሑፍ በሀገር ውስጥም ሆነ በውጭ አገር በሃይድሮሊክ ተርባይን የፍጥነት መቆጣጠሪያ መስክ ውስጥ ስላለው አዲስ መረጃ የሚያመለክት ሲሆን በሃይድሮሊክ ተርባይን ጀነሬተር ስብስብ የፍጥነት መቆጣጠሪያ ላይ ፕሮግራም ሊደረግ የሚችል የሎጂክ መቆጣጠሪያ (PLC) ቴክኖሎጂን ይተገብራል። የፕሮግራም መቆጣጠሪያ (PLC) የአክሲያል-ፍሰት ፓድል-አይነት የሃይድሮሊክ ተርባይን ባለሁለት መቆጣጠሪያ ስርዓት እምብርት ነው። ተግባራዊ አተገባበሩ እንደሚያሳየው መርሃግብሩ ለተለያዩ የውሃ ራስ ሁኔታዎች በመመሪያ ቫን እና በቫን መካከል ያለውን የትብብር ትክክለኛነት በእጅጉ ያሻሽላል እንዲሁም የውሃ ኃይል አጠቃቀም ፍጥነትን ያሻሽላል።