Система управления судовым турбоагрегатом с винтом регулируемого шага

) Р 01 Ъ 17/2 63 Н 21/2 Г ДПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТРРСМОМУ СВИДВТВЪСТВУ егоходуасто ОСУ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР(56): 1. Авторское свидетельство СССР В 903573 кл. В 01 Р 17/20, 1980. (54)(57) СИСТ)РВ УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫМ ТЗРВОЮРЕПЛОМ С ВИНТ(Ж РЕРУЛИРУЕМОЖ ЮГА, содержащая задатчик режима, ПО(СЛ(0 ЧЕННЫй ЧЕРЕЗ ПЕРВЫЙ НЕЛИНЕйНЫй ,.элемент к входу регулятора частоты вращения, связанного с маневровым клапаном, блок управления шагом винУ та, связанный с механизмом изменения и подключенный к выкорректора шага, и датчик ч тывращения, подключенный к входам регулятора частоты вращения н коррек.тора шага, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения экономичности турбоагрегата, системаимеет второй нелинейный элемент икорректор режима, подключенный кодному из входов этого нелинейногоэлемента, второй вход которого соединен с задатчиком режима, а выходс входом блока управления йй 1 ом,причем вход корректора шага дополнтельно. соединен с выходом первогонелинейного элемента.60 Изобретение относится к судовымпаровым турбинам предназначеннымдля привода винтов регулируемогошага, и может быть использовано приих автоматизации.Наиболее близким к изобретению 5по технической сущности и достигаемому результату является. системауправления судовым турбоагрегатомс винтом регулируемого шага, содер- жащая задатчик режимаподключенный 10через первый нелинейный элемент к входу регулятора частоты вращения,связанного с маневровым клапаном,блок управления шагом винта, связанный с механизмом его изменения и 1.5подключенный к выходу .корректора .,шага, и датчик частоты вращения,подключенный к входам регуляторачастоты вращения и корректора шага С 13.20Недостатком известной системы следует считать пониженную экономичностьтурбоагрегата из-за трудностей реализации оптимальной зависимостимежду шагом винта и частотой еговращения, которая обеспечивала быминимальный расход пара при даннойскорости судна.Цель изобретения - повышение экономичности турбоагрегата.Для достижения поставленной целисистема управления судовым турбоагрегатом с винтом регулируемого шага, содержащая задатчик режима, подключенный через первый нелинейный элемент к входу регулятора частоты З 5 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 щенияподключенный к входам регулятора частоты вращения и корректора шага, 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 шагом,. причем вход корректора вага дополнительно соединен с выходом первЬго нелинейного элемента.На фиг. 1 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 гом, корректор 11 шага, корректор 12 режима.Определить программную -связь меж" ду частотой вращения и шагом винта при разных скоростях судна можно по диаграмме (фиг. 2) где обозначены: й - частота вращения винта, С - расход пара, Ч - 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 А 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 меняться, т,е. требует корректировки. Эта корректировка может быть заранее рассчитана для определенных внешних условий плавания.Указанная программная связь частоты и шага винта в предлагаемой системе .обеспечивается нелинейными элементами. Перьый нелинейный элемент реализует функцию где х - сигнал задатчика режима;- сигнал задания частоты вра. щения турбоагрегата.Для переднего хода судна хО, адля заднего хода х с О, в положениифСтоп х О,У 81 срх=а, при х), О,УЬнрх 1=Ь, при х с. О,где а,Ь " постоянные.Второй нелинейный элемент реализуетФункциюр(х)(1+ с) где 1 - сигнал задания шага винта;,. с - сигнал корректора режима; / фх) - программа. оптимальной связи частоты вращения и шага винта для номинальныхвнешних 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 располагаться 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.5Для 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 та б. Сигнал обратной связи регулятор 4 получает от датчика 7 частоты вращения.Одновременно сигнал задатчика 1 через второй нелинейный элемент Э поступает на первыйвход 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- .щах на вид программной связи частоты. вращения и шаГа винта, корректором 1,2, режима воздействуют на второй вход второго нелинейного элемента 3, корректируя его выходной сигнал, управляющий шагом 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 воэ" можные расходы пара в турбоагрегат для заданного хода судна.1071778 Фи 1,3 Составитель А. КалашникоЧерных Техред А. Баби нец,ректор В як Редакто 99/28 е а лиал ППП .Патент г. Уагород, ул. Проектн Рее 0 нойкои Тнраа 502 .: , Подпнс ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 35, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4