Устройство для управления многовальной силовой установкой

Устройство для управления многовальной силовой установкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (»)746455

} ф . 1 ) г (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 110575 (21) 2133721/18-24 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет

Опубликовано 070780, Бюллетень Мо 25

Дата опубликования описания 070780

6 05 0 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (З) М б2.531. . б (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ф.М.Ахундов, 3.Д.Ахундова и А.Г,Гейдаров (71) Заявитель (54) УстРОЙстВО длЯ УНРАВчениЯ мнОГОВАльнО 1

СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ

В известном регулирующем устройстве, содержащем двигатели внутреннего сгорания и индукционные электромагнитные муфты, для возбуждения индукционных электромагнитных муфт на валу дизелей установлены шунтовые генераторы постоянного тока, обла- 15 лающие релейной характеристикой напряжения якоря от скорости вращения, с ограниченной величиной предельного напряжения, устанавливаемого оператором для различных значений 20 максимального момента, передаваемого муфтой. Такое устройство в сочетании со схемой управления током возбуждения шунтовых генераторов осуществляет автоматический прием и 25 сброс нагрузки, позволяет регулировать скорость вращения и момент трансмиссии в широких пределах и ограничивает максимальную величину передаваемого момента (1). 30

Иэобретение относится к устройствам управления параллелЬной работой многоагрегатного автономного привода производственных механиэмов и может быть использовано; например в дизельном приводе буровых установок.

Однако, отсутствие в такой системе пропорционального. распределения нагрузки между параллельно работающими силовыми агрегатами снижает техникоэкономические показатели привода.

Ближайшим по технической сущности является устройство для управления многовальной силовой установкой, содержащее каналы управления двигателя-, ми, каждый из которых состоит из датчика скорости, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, датчика пусковых оборотов, исполнительного элемента, подключенного через регулятор скоI рости к двигателю, на валу которого установлена электромагнитная муфта, подключенная к выходу блока управления, а также задатчик скорости, подключенный ко вторым входам первых элементов сравнения, выходы которых соединены с первым и вторым входами логического блока, выходы которого подключены к исполнительным элементам, второй элемент сравнения, входы которого подключены к датчикам скорости, а выход соединен с третьим входом логического блока, четвертый и пятый входы которого подключены к датчикам пусковых оборотов (2).

746455

Известное устройство, осущестнляя выравнивание нагрузки между двигателями, работающими, на механизмы с нентиляторной характеристикой, не обеспечивает распределение нагрузки на внешних регуляторных характеристиках, пропорционально номинальной мощности дизелей при работе их на общую нагрузку с постоянным моментом сопротйвления. Нарушение нагрузки дизелей пропорционально их номинальной мощности при работе на внешних регуляторных характеристиках приводит к перегрузке опережающего двигателя и преждевременному выходу его из строя. Кроме того, это устройство не обеспечивает пропорциональную загрузку диэелей, если хотя бы один из них снабжен астатическим регулятором.

На чертеже представлена структурная схема устройства для управления многовальной силовой установкой. 4$

Задатчик 1 скорости вращения и датчики 2 скорости вращения двигателей 3 соединены с первыми элементами сравнения каналов управления двигателями, Выход элементов 4 сравнения 50 соединен с исполнительными элементами 6, управляющимй затяжкой пружин регуляторов 7 скорости вращения. На валу двигателей 3, работающих на общую трансмиссию 8, установлены индук- 5 .ционные электромагнитные муфты 9.

Датчики 2 скорости вращения одновременно связаны со вторым элементом 10 сравнения. На валу двигателей 3 установлены датчики 11 пусковых оборотон, подключенные к логическому блс- ВО ку 12.

Задатчик 13 режима работы муфт и датчик 14 скорости вращения привода связаны с четвертым элементом сравнения 15. 65

Белью изобретения янляется повышение точности устройства.

Эта цель достигается тем, что устройство содержит датчик скорости вращения привода, задатчик режима работы муфт, дополнительный логический блок, третий и четвертый элементы сравнения и датчики крутящего момента, установленные на валах двигателей и соеди ненные с входами третьего элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу дополнительного логи- 30 ческого блока, выходы которого подключены соответственно к входам блоков управления, второй вход дополнительного логического блока. подключен. к выходу четнертого элемента сравне- 35 ния, входы которого соединены соответственно с даТ Яком скорости вращения привода и задатчиком режима ра-. . боты муфт, а третий и четвертый входы дополнительного логического блока 40 подключены соответственно к датчикам пусковых оборотов.

Задатчик 13 через элемент 15 сран= нения и дополнительный логический блок 16 связан с блоками 17 упранления. На валу двигателей 3 установлены датчики 18 крутящего момента, связанные с третьим элементом сравнения

19

В исходном состоянии при запущенных двигателях 3 сигналы от датчиков 11 пусковых оборотов поступают на вход логических блоков 12 и 16 для разрешения управления соответственно исполнительными элементами б регуляторов 7 и блоками 1 7 управления током возбуждения индукционных электромагнитных муфт.

Увеличение диапазона регулирования скорости вращения н предлагаемом приводе с индукционнЫми электромагнитными муфтами осуществляет воздействием одновременно или порознь на систему .топливоподачи дизеля и систему нозбуждения индукционных электромагнитных муфт.

Для повышения скорости вращения двигателей 3 при неизменном токе возбуждения муфт 9 оператор задатчиком скорости вращения 1 изменяет величину управляющего сигнала, который одновременно с сигналами or датчиков 2 скорости подается на элементы 4 сравнения. На элементах 4 сравнения появляются разностные сигналы, которые через логический блок 12 поступают на исполнительные элементы б, связанные с приводами задатчиков режима работы регуляторов 7 скорости, воздействуя на затяжку пружин регуляторов н сторону увеличения скорости вращения двигателей 3 до момента выхода на заданную скорость в предеЛах допустимой погрешности.

При уменьшении оператором скорости вращения двигателей, разностный сигнал через Логический блок 12 поступает на те же исполнительные элементы Ь, но в сторону уменьшения скорости вращения двигателей.

Для увеличения скорости вращения привода воздействием на блоки 17 управления током возбуждения индукционных электромагнитных муйт, опЕратор задатчиком 13 изменяет величину управляющего сигнала, который одновременно с сигналом от датчика

14 подается на элемент 15 сравнения

На элементе 15 сравнения появляется разностный сигнал по скорости нращения,который через дополнительный логический блок 16 поступает на блоки управления током возбуждения, увеличивая при этом ток возбуждения индукционных электромагнитных муфт

9. При этом, уменьшается скольжение муфт 9 и увеличивается скорость вращения привода до момента выхода на заданную скорость в пределах допустимой погрешности.

746455

При уменьшении оператором скорости вращения привода, т. е. Увеличении скольжения муфт 9, разностный сигнал по скорости вращения через дополнительный логический блок 16 поступает одновременно на блоки 17 управления, уменьшая величину тока возбуждения индукционных электромагнитных муфт 9.

К обоим блокам управления 17 сигнал по скорости вращения может пройти одновременно только в том случае, если механические характеристики муфт 9 идентичны, то есть, если при одинаковых скольжениях муфты 9 передают одинаковые моменты.

Если при изменении оператором режима, например увеличении скорости вращения привода, т. е; уменьшении скольжении муфты, первая муфта 9 передает больший момент, то сигнал рассогласования,полученный с выхода элемента 19 о сравнения, блокирует линию связи логического блока 16 с блоком 17 управ-. ления, первого канала 5, сохраняя первоначальную величину тока возбуждения. Одновременно по линии связи к 25 блоку 1/ управления второго канала 5 подается сигнал на увеличение тока возбуждения. Аналогичные процессы протекают при повышении скорости вращения привода, т. е. при уменьше- Зр нии скольжения муфт 9, но когда заблокирована линия связи к блоку 17 управления второго канала 5 сигнал подается на увеличение тока возбуждения второй муфты 9; понижении скорости вращения привода, т. е-. увеличении скольжения муфт, но когда заблокирована линия связи к блоку 1/ управления первого канала 5 сигнал подается на уменьшение тока возбуждения первой муфты 9; понижении скорости вращения привода, т. е. увеличении скольжения муфт 9, но когда заблокирована линия связи к блоку 17 управления второго канала 5 сигнал подается на уменьшение тока возбуждения второй муфты 9.

Благодаря описанной корректировке муфты 9 передают одинаковые моменты..

При понижении скорости вращения-. вала нагрузки под.воздействием возмужающих усилий, т. е. увеличении скольжения муфт 9, на элементе 15 сравнения появится сигнал, воздействующий на блоки 1/ управления обеих муфт 9 в сторону увеличения тока возбуждения (аналогично описанному выше). A при увеличении скорости вращения вала нагрузки, т. е. уменьшении скольжения муфт 9, на элементе

15 сравнения появится сигнал, который будет воздействовать на блоки управления 17 обеих муфт 9 в сторону уменьшения тока возбуждения.

В установившихся режимах работы вследствие возможной неидентичности механических характеристик при о у иаковых скольжениях муфты 9 могут йередавать разные по величине моменты, что приведет к неодинаковой загрузке двигателей по мощности. Во избежание этого, при отсутствии управляющего сигнала на выходе элементов 4 сравнения сигнал рассогласования по мо- менту, полученный на выходе элемента

19 сравнения, через логический блок

16 подается к блокам 17 управления в сторону уменьшения paccoãëàñoâàíèè.

Если муфта 9 первого канала 5 передает больший момент, чем муфта 9 второго канала 5, тогда разностный сигнал от элемента 19 сравнения через логический блок 16 подается на блок 17 управления первого канала 5, уменьшая ток возбуждения муфты 9 первого канала 5, и на блок 17 управления второго канала 5, увеличивая ток возбуждения муфты 9 второго канала 5 до выравнивания моментов, передаваемых обеими муфтами 9.

Таким .образом, поддержание равенства скоростей вращения дизелей и крутящих моментов, передаваемых индукционными элементромагнитными муфтами, обеспечивает нагружение дизелей пропорционально их номинальным мощностям.

Применение в буровом приводе,.со,держащем гибкие звенья, предложенного устройства, осуществляющего пропорциональное распределение нагрузки между. параллельно работающими агрегатами позволяет) увеличить коэффи циент использования мощности на 10%, исключить перегрузку дизелей в переходном и установившемся режимах, в результате чего достигается увеличение срока службы дизелей (годовая экономия составляет 420 тыс, рублей на сто буровых установок), уменьшить расход горючего и смазочных масел (годовая экономия составляет

16,6 тыс. рублей на сто буровых установок), увеличить диапазон регулирования скорости вращения привода.

Формула изобретения

Устройство для управления многовальной силовой установкой, содержащее каналы управления двигателями, каждый из которых состоит из датчика скорости, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, датчика пусковых оборотов, исполнительного элемента, подключенного через регулятор скорости к двигателю, на валу которого установлена электромагнитная муфта, подключенная к выходу блока управления, а также эадатчик скорости, подключенный ко вторым входам первых элементов сравнения, выходы которых соеди746455

fs

1 !

ЦНИИПИ Закан 4102/16 Тираж 956 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 нены с первым и нторым входами логического блока, выходы которого подключены к исполнительным элементам, второй элемент сравнения, входы которого подключены к датчикам сКо рости, а выход соединен с третьим входом логического блока, четвертыми и пятый входы которого подключены соответственно к датчикам пусковых оборотов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности устройства, оно содержит датчик скорости вращения привода, эадатчик режима работы муфт, дополнительный логический блок, третий и четвертйй элементы сравнения и датчики крутящего момента, установленные на валах двигателей и соединенныэ с входами третьего элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу дополнительного логического блока, выходы которого подключены к входам блоков управления, второй вход дополнительного логического блока подключен к выходу четвертого элемента сравнения, входы которого соединены соответственно с датчиком скорости вращения привода и эадатчиком режима работы муфт, а третий и четвертый входы дополнительного логического блока подключены соответственно к датчикам пусковых оборотов.

Источники информаци, принятые но внимание при экспертиэе

1, Патент CION 9 2689920, кл. 310-94, 1954.

2. Авторское свидетельство СССР

9 381066, кл. 4 05 D 13/34, 1970 (прототип) .

1 ! ! !

I !