Система управления судовым турбоагрегатом с винтом регулируемого шага

Система управления судовым турбоагрегатом с винтом регулируемого шага

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СУДС)ВЫМ ТИ РАГРЕГАТОМ С ВИНТОМ РЕГУЛИРУЕМОГОШАГА f содержаадая задатчик режима, :яо( через первый нелинейный {элемент к входу регулятора частоты :вращения, связанного с маневровым клгтансм,. блок управления шагом винта , связанный с механизмом его изменения и подключенный к выходу корректора шага, и датчик частоты вращения, подключенный к входгил регулятора частоты вращения и коррек ора шага, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности турбоагрегата, система имеет второй нелинейный элемент и корректор режима, подключённы й к одному из входов этого нелинейного элемента, второй вход которого соединен с задатчиком режима, .а выхсО с входом блока управления ttOttoM,, причем вход корректора шага дополнительно соединен с выходом первого нелинейного элемента. (Л f i 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5П F 01 "D 17/20 В 63 H 21/22

P ф.:T T, / ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К llBTOPCMOMV CBMJIETNlbCTB Y

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) .3515239/24-06

j:(.22),26 ° 11. .82 . (46);07 ° 02.84. Вюл. 9 5

;:(72) В.Е. Вольский, А.В. Ермолаев-МаковаКйй, Н..В, Перепелкина, Э.Е. Пин.ский и Г.М. Файкин . (53) 621 ° 125-5(088 ° 8) (56):.l. Авторское свидетельство СССР

В 903573 . 01-D 17/20, 1980. (54)(57) CHCTJQQ, УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫМ

ТЗ РВОАХ РЕПЧАТОМ С BHHTGM РЕРУЛИРУЕМОPQ ЮГА, содержащая задатчик режима, пойкл@ченный через первый нелинейный ,. элемент к входу регулятора частоты вращения, связанного с маневровым клапаном, блок управления шагом вин/ та, связанный с механизмом его изменения и подключенный к выходу корректора шага, и датчик частоты вращения, подключенный к входам регулятора частоты вращения н коррек.тора шага, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности турбоагрегата, система имеет второй нелинейный элемент и корректор режима, подключенный к одному из входов этого нелинейного элемента, второй вход которого соединен с задатчиком режима, а выход с входом блока управления шй1ом, .причем вход корректора шага дополнительно соединен с выходом первого нелинейного элемента. е

1071778

Изобретение относится к судовым паровым турбинам предназначенным для привода винтов регулируемого шага, и может быть использовано при их автоматизации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является. система управления судовым турбоагрегатом с винтом регулируемого шага, содер жащая задатчик режима,,подключенный 10 через первый нелинейный элемент к входу регулятора частоты вращения, связанного с маневровым клапаном, блок управления шагом винта, связанный с механизмом его изменения и )5 подключенный к выходу .корректора ., шага, и датчик частоты вращения, подключенный к входам регулятора частоты вращения и корректора шага (13 ° 20

Недостатком известной системы следует считать пониженную экономичность турбоагрегата из-за трудностей реализации оптимальной зависимости между шагом винта и частотой его вращения, которая обеспечивала бы минимальный расход пара при данной скорости судна.

Цель изобретения - повышение экономичности турбоагрегата.

Для достижения поставленной цели система управления судовым турбоагрегатом с винтом регулируемого шага, содержащая задатчик режима, подключенный через первый нелинейный элемект к вхбду регулятора частоты вращения, связанного с маневровым клапаном, блок управления шагом винта, связанный с механизмом его из. менения и подключенный к выходу корректора шага, и датчик частоты вра- 40 щения,,подключенный к входам регулятора частоты вращения и корректора шага, имеет второй нелинейный элемент и корректор режима, подключенный к одному из входов этого нели- 45 иейного элемента, второй вход которого соединен с задатчиком режима, а выход - с входом блока управления шагом,. причем вход корректора зюга дополнительно соединен с выходом первбго нелинейного элемента.

На фиг. l показана схема предлагаемой системы; на фиг. 2 - диаграьваа, отражающая связь между частотой вращения и режимом работы турбоагрегата на фиг. 3 — прймЕр выполнения нелинейных элементов в ,виде механических устройств.

В систему (фиг. 1) входят задатчик 1 режима, первый 2 и второй 3 нелинейные элементы, регулятор 4 частоты вращения, маневровый клапан

5, главный судовой турбоагрегат 6, датчик 2 частоты вращения, механизм

8 изменения шага, винт 9 регулируемого мага, блок 10 управления ша- 65

roM, корректор 11 шага, корректор

12 режима.

Определить программную -связь между частотой вращения и шагом винта при разных скоростях судна можно по диаграмме (фиг. 2) где обозначены: п - частота вращения винта, С - расход пара, V - скорость судна, Н -. шаг винта. Такую диаграмму можно построить для любого судна, зная характеристики корпуса судна, винта и турбоагрегата.

На диаграмме выделяются точки минимального расхода пара для каждой расчетной скорости судна, и через эти точки проводится линия A программной связи частоты вращения и шага винта.

Получаемая при указанной программной связи экономия в расходе пара может достигать 10% от его величины при постоянной частоте вращения.

При различных внешних условиях плавания такая программа может ме-. няться, т.е. требует корректировки.

Эта корректировка может быть заранее рассчитана для определенных внешних условий плавания.

Указанная программная связь частоты и шага винта в предлагаемойсистеме обеспечивается нелинейными элементами. Перьый нелинейный элемент реализует функцию

q- f(siqw4jx) где х - сигнал задатчика режима; — сигнал задания частоты вра. щения турбоагрегата.

Для переднего хода судна х > О, а для заднего хода х (О, в положении Стоп х О, Хф<)п х ) =а, при х ), О р

g(giqnx>=Ь, при х с. О, где а,Ь вЂ” постоянные.

Второй нелинейный элемент реализует функцию

+-y (х) (1 + с), где 1 — сигнал задания шага винта; .. с — сигнал корректора режима;

/ (((х) - программа оптимальной связи частоты вращения и шага винта для номинальных внешних условий.

Нелинейные элементы могут быть выполнены в виде электрического звена, состоящего иэ унифицированных функциональных устройств, реализующих указанные нелинейные зависимости, а корректор режима - в виде вращающегося трансформатора. Возможно также механическое исполнение этих устройств (фиг. 3). В этом случае первый нелинейный элемент может быть выполнен в виде плоского кулачка 13, а второй - в виде объемного кулачка 14 Оба кулачка должны распола1071778 гаться на одной оси с рукояткой 15 эадатчика режима и поворачиваться вместе с нею. Объемный кулачок, кро- . ме того, должен сдвигаться по этой оси приводом 16 - корректором режима.

Система работает следующим образом.5

Для изменения хода судна перемещают рукоятку управления ходом, воздействующую на задатчнк 1 режима.

Сигнал задатчика режима через первый нелинейный элемент 2 поступает 10 на настроечный вход регулятора 4 частоты вращения, осуществляющего поддержание заданного значения частоты вращения винта 9 воздействием на маневровый клапан 5 турбоагрега- 15 та б. Сигнал обратной связи регулятор 4 получает от датчика 7 частоты вращения.

Одновременно сигнал эадатчика 1 через второй нелинейный элемент Э поступает на первый вход блока 10 управления шагом, воздействующего на механизм 8 изменения шага винта

° 9, устанавливая лопасти винта в нулевое положение или в положение переднего или заднего хода, выбранное иэ условия минимального расхода пара на турбоагрегат.

При плавании судна в условиях, значительно отличающихся от расчетных, например при изменении осадки,, сильном волнении или ветре, влияю:щих на вид программной связи частоты .вращения и шаГа винта, корректором 1,2. режима воздействуют на второй вход второго нелинейного элемента 3g корректируя его выходной сигнал, управляющий щагом винта.

Для изменейия величины и направления. хода судна воздействуют на задатчик 1, одновременно изменяя величину настройки регулятора частоты вращения и положение шага винта.

При проведении маневров. возможны перегруМки трубоагрегата по моменту сопротивления, вызванный ею провал частоты вращения винта и ухудшение приемистости судна. Для уменьшения этих явлений предусмотрен корректор

11 шага, на первый вход которого поступает сигнал датчика 7 частоты вращения, а на второй - сигнал настройки регулятора частоты вращения от первого нелинейного элемента 2.

На выходе корректора 11 шага вырабатывается сигнал, пропорциональный отклонению фактической частоты вращения от заданной при большем значении последней, в случае превышения этим отклонением величины неравномерности регулятора 4. Выходной сигнал корректора .11 поступает на второй вход блока 10 управления шагом, осуществляя сдвиг заданного шага в. сторону его уменьшения по модулЮ.

Тем самым осуществляется уменьшение перегрузки турбоагрегата и улучшение приемистости судна.

Предлагаемая система обеспечивает повыаение экономичности турбоагрегата на частичных,нагрузках, так как за счет выбора оптимального со отношения частоты вращения и шага винта обеспечиваются минимально возможные расходы пара в турбоагрегат для заданного хода судна.

1071778

Ие е0ний ко/

Pvl 3

Заказ 99/28

Тираж 502 : . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП . Патент,, r. Уигород, ул. Проектная,4

Составитель A. Калашников

Редактор А. Черных Техред А.Бабинец, Корректор В. Гнрняк