Устройство для управления судовым турбоагрегатом с винтом регулируемого шага

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫМ ТУРБОАГРЕГАТОМ С ВИНТОМ РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГА, содержащее связанный входами с датчиком частоты вращения турбины и с задатчиком режима через один из нелинейных преобразователей регулятор частоты вращения турбины , блок управления шагом винта, связанный одним входом с задатчиком режимов через другой нелинейный преобразователь , а другим - с выходом блока коррекции шага, один из входов которого соединен с датчиком частоты вращения турбины , отличающееся тем, что, с целью повыщения экономичности турбоагрегата, оно снабжено блоком формирования сигналов коррекции режимов, подключенными к одному и другому его выходам одними входами двумя сумматорами, датчиками крутящего момента гребного вала, щага винта и скорости судна, подключенными соответственно к первому, второму и третьему входам блока формирования сигналов коррекции режима, четвертый, пятый и шестой входы которого подключены соответственно к датчику частоты вращения турбины и выi ходам одного и другого нелинейных преобразователей , соединенных с другими входасл ми сумматоров.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 63 Н 21/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3747256/27-11 (22) 10.04.84 (46) 07.10.85. Бюл. № 37 (72) В. А. Беляев, В. Е. Вольский, А. В. Ермолаев-Маковский, А. A. Пантелеев, В. П. Троицкий и Г. М. Файкин (53) 629.1.035(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 10?l778, кл. В 63 Н 21/22, 1983. (54) (57) 1. УСТРО11СТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫМ ТУРБОАГРЕГАТОМ С

ВИНТОМ РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГА, содержащее связанный входами с датчиком частоты вращения турбины и с задатчиком режима через один из нелинейных преобразователей регулятор частоты вращения турбины, блок управления шагом винта, связанный одним входом с задатчиком режимов через другой нелинейный преобразо„„SU„„1183418 А ватель, а другим — с выходом блока коррекции шага, один из входов которого соединен с датчиком частоты вращения турбины, от,гичающееся тем, что, с целью повышения экономичности турбоагрегата, оно снабжено блоком формирования сигналов коррекции режимов, подключенными к одному и другому его выходам одними входами двумя сумматорами, датчиками крутящего момента гребного вала, шага винта и скорости судна, подключенными соответственно к первому, второму и третьему входам блока формирования сигналов коррекции режима, четвертый, пятый и шестой входы когорого подключены соответственно к датчику частоты вращения турбины и выходам одного и другого нелинейных преоб- Ж разователей, соединенных с другими входами с1 мматоров.

l 183418

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования сигналов коррекции режимов содержит делители, умножители, нелинейные преобразователи, элемент извлечения квадратного корня и выполненные на операционных усилителях элементы замедления, выходы которых являются выходами блока, одни из входов — его пятым и шестым входами, а другие входы подключены к выходам одного и другого умножителей, одни и другие входы которых соединены соответственно с выходом третьего умножителя и выходами одного и другого нелинейных преобразователей, входы которых являются первым и третьим входами блока и объединены с одними входами четвертого умножителя и первого, второго и третьего делителей, другой вход последнего из кото1

Изобретение относится к средствам авто матизации судовых паровых турбин, приводящих во вращение винт регулируемого шага.

Цель изобретения — повышение экономичности турбоагрегата с винтом регулируемого шага за счет автоматической коррекции программы «Частота вращения шаг» при изменении условий плавания..

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема блока формирования сигналов коррекции режимов.

Устройство (фиг. 1) содержит задатчик 1 режима, связанный через нелинейные преобразователи 2 и 3 с одними входами сумматоров 4 и 5, другие входы которых подключены к одному и другому выходам блока 6 формирования сигналов коррекции режимов, первый и второй входы которого соединены с датчиками 7 и 8 крутящего момента гребного вала и шага винта соответственно. Третий и четвертый входы блока 6 соединены с датчиками 9 и 10 частоты вращения турбины и скорости судна соответственно, а пятый и шестой входы блока 6 подключены к выходам преобразователей 2 и 3.

Выход сумматора 4 подключен к одним входам регулятора 11 частоты. вращения турбины и блока 12 коррекции шага винта регулируемого шага (без позиции) с механизмом 13 изменения шага, подключенным к выходу блока 14 управления шагом, один и другой входы которого соединены с выходами блока 12 и сумматора 5.

На выходе регулятора 11 подключен ма ° невровый клапан 15.

Блок 6 (фиг. 2) содержит элементы 16 и 17 замедления, выполненные на операционрых соединен с выходом элемента извлечения квадратного корня, подключенного входом к выходу третьего умножителя, связанного одним и другим входами с выходами четвертого и пятого умножителей, входы последнего из которых соединены соответственно с выходами третьего нелинейного преобразователя и шестого умножителя, один вход которого является вторым входом блока, а другой — через четвертый нелинейный преобразователь соединен с седьмым ум нож ителем, входы которого объединены соответственно с выходом второго делителя, другой вход которого является четвертым входом блока, и через пятый нелинейный преобразователь с выходом третьего делите, ля.

2 иых усилителях, делители 18 — 20, умножитеми 21 — 27, нелинейные преобразователи 28—

32 и элемент 33 извлечения квадратного корня.

Устройство работает следующим образом.

Для изменения хода судна оператор перемещает рукоятку управления ходом, воздействующую на задатчик режима, сигнал которого передается нелинейным преобразователям 2 и 3.

Преобразователь 2 формирует сигнал задания частоты вращения турбоагрегата (пз) в зависимости от заданного хода судна.

Этот сигнал через первый сумматор 4 поступает на настроечный вход регулятора

11 частоты вращения, который, получая сигнал обратной связи от датчика 9 и воздействуя на маневровый клапан 15, поддерживает заданную частоту вращения турбоагрегата и связанного с ним винта.

Второй преобразователь 3 формирует сигнал задания шага винта (Н ) в зависимости от заданного хода судна. Этот сигнал через второй сумматор 5 поступает на вход блока 14 управления шагом, который, воздействуя на механизм 13 изменения шага, разворачивает лопасти винта в положение заданного шага.

Таким образом, осуществляется программная связь «Частота вращения — шаг» для различных скоростей хода судна при расчет3р ных условиях плавания.

При проведении маневров возможна перегрузка турбоагрегата по моменту сопротивления, вызванный ею «провал» частоты вращения и ухудшение приемистости судна.

Для уменьшения этих явлений служит блок

3s 12, на выходе которого вырабатывается сигнал, пропорциональный отклонению фак1183418 тической частоты вращения от заданной при большем значении последней, в случае превышения этим отклонением величины неравномерности регулятора 11.

Выходной сигнал с блока 12 поступает на второй вход блока 14, осуществляя сдвиг заданного шага в сторону его уменьшения по модулю. Тем caMb!iM осуществляется уменьшение перегрузки турбоагрегата и улучшение приемистости судна.

В предлагаемой системе программа «Частота вращения — шаг», обеспечивающая экономичную работу турбоагрегата при расчетных условиях плавания, зафиксирована в нелинейных преобразователях 2 и 3. При плавании в условиях, отличающихся от расчетных, например, при встречном ветре, вол ненни, измененной осадке, «обросшем» корпусе, когда сопротивление движению корпуса отличается от расчетного, указанная программа перестает быть оптимальной и требует корректировки для повышения экономичности турбоагрегата. Последняя вырабатывается блоком 6 и подключается через вторые входы сумматоров 4 и 5.

Блок 6 получает информацию от датчика

9, от датчика 7 крутящего момента гребного вала, от датчика 8 шага винта, от датчика 10 скорости судна и сигналы (пд) и Нп — от нелинейных преобразователей

2 и 3, соответственно.

По этой информации блок 6 определяет действующее сопротивление движению судна R и на своих выходах вырабатывает сигналы коррекции режима. Эти сигналы поступают на вторые входы сумматоров 4 и 5.

Блок 6 работает следующи м образом.

На его входы. поступают сигналы пз и Нз от нелинейных преобразователей 2 и 3, от. датчика 10 скорости судна, от датчика 9 частоты вращения, от датчика 8 шага винта и от датчика 7 крутящего момента на греб. иом валу, а на первом и втором выходах, вырабатываются сигналы коррекции режима

An и ЬН соответственно.

Сигнал от датчика 10 поступает на входы нелинейных преобразователей 28 и 29, на выходах которых вырабатываются соответственно сигналы 4 и f, на вход делителя

18 и вместе с сигналом п на входы делителей 19 и 20, на выходах которых вырабатываются сигналы Чп и пЧ соответственно.

Сигнал пЧ поступает на один вход умножителя 25, на другой вход которого поступает сигнал от датчика 7. Его результирующий выходной сигнал nV поступает на вход умножителя 24.

На другой вход делителя 18 поступает сигнал /Г из элемента 33 извлечения квадратного корня и масштабируется в соответствии с коэффициентсм К!. В результате на выходе блока 18 вырабатывается сигнал р — О,5

Этот сигнал поступает на входы нели5 нейных преобразователей 30 и 32, на выходах которых вырабатываются сигналы f4 и 1з соответствен но.

Сигналы f4 и Vn поступают на входы умножителя 21, на выходе которого вырабатывается сигнал Х. Этот сигнал поступает на вход преобразователя 30, на выходе которого формируется сигнал fb.

Сигнал fb вместе с сигналом Н поступает на входы умножителя 22, на выходе которого вырабатывается сигнал qb.

Сигнал qb вместе с сигналом 1з поступают на входы умножителя 23, на выходе которого образуется сигнал qbfz, который, поступая на другой вход умножителя 24, образует на его выходе сигнал R. Последний постугает на вход элемента ЗЗ, замыкая

20 тем самым обратную связь.

После завершения внутриприборного переходного процесса на выходе умножителя

24 устанавливается устойчивое значение сигнала R.

Сигнал R поступает также на входы 5 умножителей 26 и 27, на вторые входы которых поступают сигналы f! и f> соответ,ственно. В результате на их выходах образуются сигналы п и Нк соответственно.

Сигнал пз поступает на вход элемента 16, 3О на другой вход которого поступает сигнал п, а на выходе формируется сигнал

An = ° (пэ — пк), 1 тр+1 где Т вЂ” постоянная времени замедлителя;

Р = — у-„.

Ц.

Сигнал Нз поступает на вход элемента

17, на другой вход которого поступает сиг4о нал Н», а на выходе формируется сигнал ьн = — ° (и — и„).

1 тр+1

Постоянные времени (Т) элементов 16 и 17 формируются как за счет RC-цепей

45 обратной связи операционных усилителей, так и за счет количества последовательно включенных усилителей с RC-цепями в об. ратных связях, чем обеспечивается необходимое время замедления сигналов Ьп и ЬН.

5(i

Таким образом, обеспечивается определе ние и необходимое замедление сигналов as- томатической коррекции режимов турбоагрегата с ВРШ при плавании судка в нерасчетных условиях.

1 183418 фиг. 2

Редактор Е. Папи

3а каз 6218/21

Составитель М. Пильник

Техред И. Верее Корректор А. Зимокосов

Тираж 434 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4