Лев Токарев - Главный инженер. Жизнь и работа в СССР и в России. (Техника и политика. Радости и печали)

Ясно, что причина слабой устойчивости заключалась– в электромагнитной инерции усилителей разностного сигнала и обмотки возбуждения двигателя. О механической инерции вращающихся масс агрегатов не говорю, поскольку на эти факторы воздействовать невозможно.

Разработать реальную систему синхронного и синфазного вращения турбогенераторов мощностью в тысячи киловатт удалось только через несколько лет в ЦНИИ СЭТ, с помощью целой лаборатории, которую позволил мне создать Азовцев. Александр Алексеевич был действительно выдающимся организатором. Уж он – то точно знал, что способным к творчеству людям надо давать полную свободу. Он мне и дал эту свободу. Мы добились даже приказа министра Судостроительной промышленности об организации разработки и серийного производства системы синхронного и синфазного вращения турбогенераторов для АПЛ. Разработку выполнили, в основном, Э.Г. Могелевский и мой аспирант А.Г. Матвеев, по результатам этой работы защитивший кандидатскую диссертацию.

Возвращаясь к принципам организации научной работы, должен ещё раз сказать, что идеи всегда основываются на массе побочных разработок. В данном случае разве могла у меня родиться мысль о возможности реализации синфазного вращения, если бы я не занимался параллельной работой вообще, не стремился познать все физические тонкости поведения машин и регуляторов? Конечно нет. В частности, около года назад до этого решил я между делом создать устройство для измерения угла между вектором напряжения синхронного генератора и осью ротора, то есть механической осью обмотки возбуждения. Для этого выдумал устройство для измерения времени прохождения валом машины определённого положения и сигналом «нуль органа», включённого на напряжение генератора. Эти два сигнала подал на ламповый фазовый дискриминатор и получил на выходе импульсное напряжение, амплитуда которого пропорциональна измеряемому углу. Установил ноль при холостом ходе синхронного двигателя и получил колебания угла при включении механической нагрузки на генератор постоянного тока. Увеличиваю нагрузку, получаю переходный процесс изменения угла.

Опять радость! То, что рисуют в некоторых хороших книжках по синхронным машинам и считается экзотикой, получил «живьём», собственной головой и руками. Разве это не повод для ликования?!

А разве появилась бы мысль о стабилизации угла между осями роторов машин, если бы голова моя до того не была озабочена этим вопросом? Скорее нет, чем да.

Существенно, что малый уровень устойчивости системы синхронного вращения был связан в моих делах на стенде с вопросом быстрого регулирования первичных двигателей генераторов. Впервые в нашей отрасли народного хозяйства реализуя принцип регулирования по возмущению в виде нагрузки синхронного генератора, не мог я не думать об использовании той же идеи для регулирования частоты вращения дизель и турбогенераторов.

Первые эксперименты по использованию принципа регулирования по возмущению проводил я при разработке системы автоматического регулирования двигателя постоянного тока обратимого преобразователя. На одну обмотку управления магнитного усилителя в цепи возбуждения подавал напряжение с датчика частоты, на другую – с датчика активного тока. Эффект увеличения быстродействия комбинированного регулятора получается за счёт того, что сигнал по нагрузке усилитель получает сразу по включении генераторного автомата, «не дожидаясь», пока под действием момента сопротивления на валу изменится частота и датчик частоты создаст воздействие на усилитель по отклонению частоты. Эффект работал, но всё-таки слабо. Слишком большой инерцией обладает обмотка возбуждения двигателя постоянного тока.

У дизелей и турбин воздействие на регуляторы осуществлялись только через серводвигатели, Серводвигатели изменяли усилие, уравновешивающее центробежную силу грузов измерителя частоты дизеля или давление масляного насоса, служащего датчиком частоты вращения паровых турбин. Но серводвигатель слишком инерционное устройство. Поэтому ещё в 1956 году Матус из 1-го ЦНИИ МО защищал диссертацию по двухимпульсному регулятору турбины, в котором воздействие на подачу пара производилось помимо серводвигателя. Однако принцип Матуса не прошёл, и разработка осталась не внедрённой. Только в 1967 году работа по двухимпульсному регулятору возобновилась в нашей лаборатории в ЦНИИ СЭТ. Объектом регулирования была тогда газовая турбина, разрабатываемая ЦНИТА (Центральным институтом топливной аппаратуры).