Система управления главными дмигателями судовой силовой установки и винтом регулируемого шага

 

А.И.Богданов, А.Г.Былин, А.М.Прохоренков, Л.Г.Филиппов и И.P. Фрейдзон

1 ".

Ленинградский ордена Ленина электротехническнйинститут им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель . (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГЛАВНЦМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

СУДОВОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ И ВИНТОМ

РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГА

Изобретение относится к судостро ению и касается конструирования сис тем управления главными двигателями судовой силовой установки и винтом регулируемого шага.

Известна система управления главными двигателями судовой силовой установки и винтом регулируемого шага, содержащая датчики частоты вращения и мощности и регуляторы частоты вращения двигателей, механически связан1Ф ные с сервомоторами, коммутаторы, механизм изменения шага винта с блоком управления, а также датчики дифферента первой производной дифференЭ

15 та, скорости вертикального перемещения центра тяжести судна, фактической скорости движения, шага винта и частоты вращения валопровода и задатчики скорости хода с каналами связи,подключенными к вычислительному устрой-ству 3< ) °

Недостаток указанной системы заключается в узком диапазоне регулировання параметрами движения и низкой надежности в работе.

Цель изобретения — расширение ди апазона регулироваиия параметров движения и надежности в работе.

Цель достигается тем, что система управления снабжена блоками прогнозирования, контроля и представления

<информапии и блоками управления сервомоторов, при этом вычислительное устройство связано с блоком прогнозирования, выходы которого подключены к датчикам дифферента, первой производной дифферента и скорости вертикального перемещения центра тяжести судна, е выходы через блоки управления сервомоторов, воздействующих на регуляторы частоты вращения двигате-. лей, связаны с блоком управления механизмом изменения шага винта,при этом вход блока контроля связан с выходами датчиков частоты вращения двигателей, датчиков их мощности и ковакутаторов, а выход блока коитро"

56894 4

3 8 ,ля - с входом вычислительного устрой- ства.

На чертеже представлена функцио" нальная схема системы.

Предлагаемая система содержит главные двигатели !и 2, кинематичес

» ки связанные через редукторный агре« гат 3 с гребным винтом 4 регулируемого шага, регуляторы 5 и 6 частоты вращения, сервомоторы 7 и 8 с блоками 9 и 10 управления, контур контроля параметров двигателей, включающий в себя блок 11 контроля, датчики 12 и 13 мощности, коммутаторы 14 и 15, блоки датчиков 16 и 17 индикаторного давления,,датчики 18 и 19 частоты вращения, канал 20 связи с вычислительным устройством 21. канал 22 связи с блоком 23 прогнозирования возмущающих воздействий, содержащий датчики дифферента 24, первой производной 25 дифферента, скорости вертикального перемещения 26 центра тяжести судна. Система также содержит датчики фактической скорости хода

27 судна, шага 28 винта, оборотов валопровода 29 гребного винта, задатчики режима 30 работы, скорости 31: хода, а также блок 32 представления информации, блок 33 управления механизмом изменения шага и механизм

34 изменения шага винта.

Система работает следующим образоме

После запуска двигателей 1 и 2 и ввода их в режим, в зависимости от положения задатчика 30 режима работы судна, например "пуск главных двигателей", "ход в свободной воден, "ход с тралом", "стоп главных двиГателей", "аварийный режим" управляющее вычислительное устройство 21

1, УВУ ) получает соответствующую команду для реализации законов управления главными двигателями, винтом регулируемого шага, прогнозируемых моделей и программ адаптации управления, согласно разработанным алгоритмам с учетом информации о текущих и прогнозируемых значениях возмущающих воздействий, которые поступают от датчиков дифферента 24 судна, первой производной 25 дифферента и скорости вертикального 26 перемещения центра тяжести судна, которая с выхода блока 23 прогнозирования возмущающих воздействий поступает по каналу 22 связи на вход УВУ (предварительно пройдя через коммутатор, аналого-цнф ровой преобразователь, преобразователь кодов) .

В результате полученной информации о текущих и прогнозируемых значениях возмущающих воздействий УВУ организует управление винтом 4 регулируемого шага путем подачи управляющего воздействия на механизм 34 изменения шага, посредством блока 33

1О управления механизмом изменения шага.

Суть управления сводится к отслеживанию волны по прогнозируемому дифференту судна с целью стабилизации колебаний мощности на винте с помощью изменения шага винта. В момент времени, когда дифферент судна положи тельный (судно идет на волну ), шаг винта уменьшается, а при отрицательном дифференте (судно идет с волны формируется команда на увеличение шага винта, при этом среднее значение движущего момента на валу гребного винта остается постоянным. При отклонении оборотов двигателей и гребного вала от заданных значений с датчиков частоты вращения 18 и

19 двигателей и валопровода 29 поступает информация через блок 11 контроля параметров по каналу 22 связи 11 на вход УВУ, который осуществляет коррекцию бборотов двигателей путем подачи сигналов на входы сервомоторов 7 и 8, которые механически связаны с регуляторами 5 и 6 частоты

Распределение мощности между двигателями 1 и 2, работающими на редукторный 3 агрегат, осуществляется на основе информации о текущих эна40 чениях мощности дизелей, поступающей от датчиков 12 и 13 мощности с учетом технического состояния двигателей, при этом учитывается нагрузка двигателей, по цилиндрам с помощью датчиков 16 и 17 индикаторного давления, которые связаны с УВУ

I при помощи коммутаторов 14 и 15.

Дпя текущего контроля работы силовой установки предусмотрен блок 32 представления информации, в сбстав которого входят цифропечатающее устройство и дисплей.

Использование предлагаемого устройства позволяет стабилизировать колебания мощности двигателей эа счет стабилизации момента сопротив ления на гребном валу до 3-4Ж (вместо

15-!7Х при существующих устройства) при ходе судна на волнении моря 5-6

5 85 баллов, тем самым устранить перегруз" ку двигателей не только на долевых режимах, но и в номинальном, повысить моторесурс дизелей и в целом надежность работы судовой оиловой установки за счет улучшения качества процессоь газообмена, распыливания.

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Ф 39-929, опубл.

1963 (прототип).

Формула изобретения

Система управления главными двигателямн судовой силовой установки и винтом регулируемого шага, содержащая датчики частоты вращения и мощности и регуляторы частоты вращения двигателей, механически связанные с сервомоторами, коммутаторы, механизм изменения шага винта с блоком управления, а также датчики дифферента, первой производной дифферента, скорости вертикального перемещения центра тяжести судна, фактической скорости движения, шага винта и Частоты вращения валопровода и задатчики скорости хода с каналами связи, подключенными к вычислительному устрой" ству, отличающаяся тем, 6894 6 что, с целью расширения диапазона регулирования параметров движения и повышения надежности в работе,она снабжена блоками соответственно прог-. ноэирования, контроля и представления информации и блоками управления сервомоторов, при этом вычислительное устройство связано с блоком прогнозно рования, входы которого подкЛючены к

1о датчикам дифферента, первой производной дифферента н скорости верти" кального перемещения центра тяжести судна, а выходы через блоки управления сервомоторов, воздействующих

35 на реГуляторы частоты вращения дви гателей, связаны с блоком управления механизмом изменения шага винта,при этом вход блока контроля связан с выходами датчиков частоты вращения щ двигателей, датчиков их мощности и коммутаторов, а выход блока контроля — с входом вычислительного устройства.

85б894

Составитель В. Даньщин

Редактор В. Иванова ТехредИ.Голинка Корректор ц. щарощи

Заказ 7098/25 Тираж 489 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3"35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4