Электронный регулятор частоты вращения дизель-генератора с турбокомпрессором

(59 4 Р 02 Р 41/00, С 0 е т 5 ВВ13Ф ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ием воздушного ормируется с п о звена 17, На лока 19 вычита игналов датчик и и датчика 20 реды. 1 ил,зар ров мощью периодич следнего ется раз и ия под 18 ак т - ры оость рузивнои наружающей УДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И,Ленина (72) А.Н.Борисенко, Ю.Н.Колыбин, М.Р,Литвинович и А,А,Мандрыченко (53) 621.43.038.555(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 9 866254, кл. Р 02 Р 5/00, 1980. (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА С ТУРБОКОМПРЕССОРОМ(57) Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение эффективности регулятора. Регулятор содержит датчик 1 и задатчик 2 часто ты вращения вала дизеля, выходы которых соединены с сумматором 3. Выход последнего через формирователь 4 закона управления и усилитель 5мощности связан с исполнительным органом 6. Сумматор 3 снабжен инверс-ным входом канала отрицательной обратной связи (диод 7 и операционныйусилитель 8), которая обеспечиваетограничение сигнала на выходе формирователя 4 закона управления уровнем сигнала на выходе коммутатора 15,К выходу коммутатора 15 подключаетсявыход формирователя 16 сигнала ограничения по давлению наддувочноговоздуха (при набросе нагрузки). Сигнал на последнем приводит рост подачи топлива в соответствие с увеличе1 12Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к электронным регуляторам частоты вращения дизель-генератора с турбокомпрессором,Цель изобретения - повышение эффективности регулятора.На чертеже представлена блок-схема электронного регулятора.Электронный регулятор содержитдатчик 1 и задатчик 2 частоты вращения, выходы которых подключены квходам сумматора 3, подсоединенныек выходу сумматора 3 и соединенныепоследовательно формирователь 4 закона управления, усилитель 5 мощности и исполнительный орган б топливоподачи, Регулятор снабжен диодом 7,операционным усилителем 8 с двумявходами и выходом и формирователем 9сигнала уровня ограничения с задатчиками 10, 11 и 12 сигналов установившегося, пускового и неустановившегося режимов соответственно, причем последний выполнен в виде последовательно соединенных датчика 13наброса нагрузки и одновибратора 14.Сумматор 3 снабжен инверсным входом,Первый вход операционного усилителя8 подключен к выходной ликии сумма. -тора 3 между формирователем 4 законауправления и усилителем 5 мощности,а выход через диод 7 - к инверсномувходу сумматора 3.Регулятор снабжен коммутатором 15с тремя входами и одним выходом ифункциональным формирователем 16. сигнала ограничения по давлению наддувочного воздуха, снабженным апериодическим звеном 17 и датчиком 18активной нагрузки, функциональныйформирователь 16 дополнительно снабжен блоком 19 вычитания с двумя входами и датчиком 20 температуры окружающей среды с последующим преобразованием в функциональный формирователь сигнала ограничения поколичеству наддувочного воздуха. Датчик 18активной нагрузки соединен с входомсуммирования блока 19 вычитания,вход вычитания которого соединен сдатчиком 20 температуры окружающейсреды, а выход - с апериодическимзвеном 17 с постоянной времени, соответствующей инерционноститурбокомпрессора. Первый вход коммутатора 15 подключен к функциональному формирователю 16, второй вход - к формирова 73622 зтелю 9 сигнала уровня ограничения,третий вход - к одновибратору 14, авыход - к второму входу операционного усилителя 8,5Блок 19 вычитания служит для получения разности выходных сигналовдатчиков 18 и 20 активной нагрузки итемпературы окружающей среды и можетбыть реализован на полупроводниковых1 р элементах или интегральных микросхе.мах (К 155, К 140, К 176). Датчик тем- .пературы окружающей среды служитдля получения сигнала, пропорционального температуре окружающей среды,и может быть реализован на полупроводниковых элементах, термопарах,терморезисторах. Датчики 13 и 18 могут быть типов Е, Еили выполнены на микросхемах серий К 1402 О и К 155. Усилитель 8 может быть типа,К 140 УД 6, одновибратор 14 - К 155 АГ 1,сумматор 3 может быть реализован намикросхемах К 140 УДб, а усилитель 5мощности - на транзисторах КТ 805.25 Электронный регулятор работаетследующим образом.Во всех режимах, когда изменениетопливоподачи происходит в соответствии с изменениями сигнала навыхоЭО де формирователя 4, операционный усилитель 8 находится в насыщенном состоянии, при котором диод 7 заперт и,следовательно, никакого вмешательства в работу регулятора не происходитПри равенстве сигналов, поступающихна входы операционного усилителя 8,последний выходит иэ насыщенного состояния, диод 7 открывается, чем обеслечивается охват сумматора 3 и фор 40 мирователя 4 отрицательной обратнойсвязью с большим коэффициентом передачи, Последнее определяет тот факт,что сигнал навыходе формирователя 4ни при каких обстоятельствах не может превысить заданного ограничения.Уровень ограничения в установившемся режиме дизель-генератора формируется задатчиком 10 установившегосярежима, При пуске в случае необходимости уменьшения уровня ограничениятопливоподачи по внешней команде происходит срабатывание задатчика 11пускового режима, выход которогообъединен с выходом задатчика 10, врезультате чего происходит уменьшение уровня сигнала задания. Цепь управления коммутатора 15 подключенак выходу одновибратора 14, при сра1273 Составитель В.СлавниковТехред В.Кадар Корректор Т.Колб Редактор М.Петрова Заказ .6407/31 Тираж 523 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 . батывании которого от датчика 13наброса нагрузки в момент набросанагрузки коммутатор отключает цепьсигнала уровня ограничения от формирователя 9 и подключает второй входоперационного усилителя 8 к выходуфункционального формирователя 1 б сигнала ограничения по количеству наддувочного воздуха. При этом сигнал свыхода датчика 18 активной нагрузки, 10пропорциональный величине нагрузки,подается на вход суммирования блока19 вычитания, а сигнал на выходедатчика 20 температуры окружающейсреды подается на вход вычитания блока 19 вычитания, Выходной сигналблока 19 вычитания подается на апериодиуеское звено 17 с постояннойвремени, соответствующей инерционности турбокомпрессора. Причем выходной 0сигнал блока 19 вычитания зависитне только от величины активной нагруэки, но и от температуры окружающей среды. Таким образом, уровень ограничения топливоподачи на время 25 переходного процесса меняется во времени в функции давления наддува и температуры окружающей среды, По окончании переходного процесса од - .новибратор 14 и коммутатор 15 возвра=30 щаются в исходное состояние.Таким образом, в случае наброса нагрузки сигнал на выходе апериодического звена 17 растет от увеличения нагрузки и уменьшается от увеличения температуры окружающей среды, Такая зависимость позволяет учитывать изменение давления наддува и температуры окружающей среды, что в свою очередь обеспечивает ограниче б ние подачи топлива в более точном соответствии с количеством наддувочного воздуха, так как давление наддува и воздушный заряд в цилиндрах уменьшаются с увеличением температуры ок ружающей среды, т,е, переходные про-. цессы всегда идут при качественном смесеобразовании. 622 4 Формула изобретения Электронный регулятор частоты вращения дизель-генератора с турбокомпрессором, содержащий задатчик и датчик частоты вращения дизель-генера-. тора, соединенные с входами сумматора, соединенные последовательно исполнительный орган топливоподачи, усилитель мощности и формирователь закона управления, вход которого соединен с выходом сумматора, а выход - с первым входом операционного усилителя и через диод с инверсным входом сумматора, формирователь сигнала уровня ограничения, снабженный задатчиками сигналов установившегося, пускового и неустановившегося режимов, последний из которых выполнен в виде одновибратора с датчиком наброса нагрузки, коммутатор с тремя входами и одним выходом и. Функциональный формирователь сигнала ограничения по давлению наддувочного воздуха, снабженный апериодическим звеном и датчиком активной нагрузки, причем первый вход коммутатора соединен с выходом функционального формирователя, второй - с выходом формирователя сигнала уровня ограничения, третий с выходом одновибратора задатчика не- установившегося режима, а выход коммутатора соединен с вторым входом операционного усилителя, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности, функциональный формирователь сигнала ограничения по давлению наддувочного воздуха дополнительно снабжен блоком вычитания с двумя входами и датчиком температуры окружающей среды , причем первый вход блока вычитания соединен с датчиком активной нагрузки , второй вход с датчиком температуры окружающей среды , а его вы - ход - с входом апериодического звена.