Устройство для управления судовым турбоагрегатом с винтом регулируемого шага

(51)4 В 63 Н 21/22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) 1. УСТРОЙ СТВО ДЛ Я УП РАВЛ ЕНИЯ 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 801183418 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 преобразователей, соединенных с другими входами сумматоров.1183418 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 объ единены с одними входами четвертого умножителя и первого, второго и третьего делителей, другой вход последнего из кото 1Изобретение относится к средствам авто матизации судовых паровых турбин, приводящих во вращение винт регулируемогошага.Цель изобретения - повышение экономичности турбоагрегата с винтом регулируемого шага за счет автоматической коррекции программы Частота вращенияшаг при изменении условий плавания.На фиг. 1 представлена функциональнаясхема устройства; на фиг, 2 - функциональная схема блока формирования сигна.лов коррекции режимов.Устройство (фиг. 1) содержит задатчик 1режима, связанный через нелинейные преобразователи 2 и 3 с одними входамисумматоров 4 и 5, другие входы которыхподключены к одному и другому выходамблока 6 формирования сигналов коррекциирежимов, первый и второй входы которогосоединены с датчиками 7 и 8 крутящегомомента гребного вала и шага винта соответственно. Третий и четвертый входыблока б соединены с датчиками 9 и 10 частоты вращения турбины и скорости суднасоответственно, а пятый и шестой входыблока 6 подключены к выходам преобразователей 2 и 3,Выход сумматора 4 подключен к однимвходам регулятора 11 частоты. вращениятурбины и блока 12 коррекции шага винта регулируемого шага (без позиции) с механизмом 13 изменения шага, подключеннымк выходу блока 14 управления шагом, одини другой входы которого соединены с выходами блока 12 и сумматора 5,На выходе регулятора 11 подключен маневровый клапан 15.Блок 6 (фиг. 2) содержит элементы 16и 17 замедления, выполненные на операцион. рых 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 нелинейно. го преобразователя и шестого умножителя, один вход которого является вторым входом блока, а другой - через четвертый нелинейный преобразователь соединен с седьмым умножителем, 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. 2иых усилителях, делители 8 - 20, умножитеми 21 - 27, нелинейные преобразователи 28 - 32 и элемент 33 извлечения квадратного корня.ь Устройство работает следующим образом.Для изменения хода судна оператор перемещает рукоятку управления ходом, воздействующую на задатчик 1 режима, сигнал которого передается нелинейным преобразователям 2 и 3.Преобразователь 2 формирует сигналзадания 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 (Нз) 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 дляразличных скоростей хода судна при расчет- ЗО 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 35 12, на выходе которого вырабатываетсясигнал, пропорциональный отклонению фактической частоты вращения от заданной прибольшем значении последней, в случае превышения этим отклонением величины неравномерности регулятора 11.Выходной сигнал с блока 12 поступаетна второй вход блока 14, осуществляясдвиг заданного шага в сторону его уменьшения по модулю. Тем самым осуществляется уменьшение перегрузки турбоагрегатаи улучшение приемистости судна.В предлагаемой системе программа Частота вращения - шаг, обеспечивающая экономичную работу турбоагрегата при расчетных условиях плавания, зафиксирована внелинейных преобразователях 2 и 3. Приплавании в условиях, отличающихся отрасчетных, например, при встречном ветре,волнении, измененной осадке, обросшемкорпусе, когда сопротивление движению корпуса отличается от расчетного, указаннаяпрограмма перестает быть оптимальной итребует корректировки для повышения экономичности турбоагрегата, Последняя вырабатывается блоком 6 и подключается через вторые входы сумматоров 4 и 5,Блок 6 получает информацию от датчика9, от датчика 7 крутящего момента гребного вала, от датчика 8 шага винта, отдатчика 10 скорости судна и сигналы (пз)и Нз - от нелинейных преобразователей2 и 3, соответственно.По этой информации блок 6 определяетдействующее сопротивление движению судна К и на своих выходах вырабатываетсигналы коррекции режима. Эти сигналы поступают на вторые входы сумматоров 4 и 5.Блок 6 работает следующим образом.На его входы поступают сигналы пз и Нзот нелинейных преобразователей 2 и 3, от.датчика 10 скорости судна, от датчика 9 частоты вращения,от датчика 8 шага винтаи от датчика 7 крутящего момента на гребиом валу, а на первом и втором выходах,вырабатываются сигналы коррекции режимаДп и ЛН соответственно,Сигнал от датчика 10 поступает на входынелинейных преобразователей 28 и 29,навыходах которых вырабатываются соответственно сигналы Ь и 1 ь на вход делителя18 и вместе с сигналом п на входы делителей 19 и 20, на выходах которых вырабатываются сигналы Чпи пЧсоответственно.Сигнал пЧпоступает на один входумножителя 25, на другой вход которогопоступает сигнал от датчика 7. Его результирующий выходной сигнал пЧпоступает на вход умножителя 24,На другой вход делителя 18 поступаетсигнал Г из элемента 33 извлечения квадратного корня и масштабируется в соответствии с коэффициентсм К. В результате ца выходе блока 18 вырабатывается сигналр - (,5Этот сигнал поступает ца входы нелинейных преобразователей 30 ц 32, на выходах которых вырабатываются сигналы 14 и 1 з соответственно.Сигналы 14 и Чп поступают на входыумножителя 21, на выходе которого вырабатывается сигнал Х. Этот сигнал поступает О на вход преобразователя 30, на выходекоторого формируется сигнал Ь.ф Сигнал Ь вместе с сигналом Н поступает на входы умножителя 22, на выходе которого вырабатывается сигнал и.Сигнал т вместе с сигналом 1 з поступают на входы умножителя 23, на выходе которого образуется сигнал п 1 з, который, поступая на другой вход умножителя 24, образует на его выходе сигнал Й, Последний постугает на вход элемента ЗЗ, замыкая 2 О тем самым обратную связь.После завершения внутриприборного переходного процесса на выходе умножителя 24 устанавливается устойчивое значение сигнала К.Сигнал К поступает также навходы 5 умножителей 26 и 27, на вторые входы которых поступают сигналы 1 и 1 з соответ,ственно. В результате на их выходах образуются сигналы п и Нсоответственно.Сигнал пз поступает на вход элемента 16,3 О на другой вход которого поступает сигналп, а на выходе формируется сигналЛл =(пз - пк) 1 тр+1 где Т - постоянная времени замедлителя; 35 ЙСигнал Нз поступает на вход элемента17, на другой вход которого поступает сиг нал Н, а на выходе формируется сигналДН = - (Нз - Нв)1тр+Постоянные времени (Т) элементов 16и 17 формируются как за счет ЙС-цепей 45 обратной связи операционных усилителей,так и за счет количества последовательно включенных усилителей с КС-цепями в обратных связях, чем обеспечивается необходимое время замедления сигналов Ьп и ЬН,5(1Таким образом, обеспечивается определение и необходимое замедление сигналов ав томатической коррекции режимов турбоагрегата с ВРШ при плавании судка в не- расчетных условиях.55Редактор Е. ГаппЗа каз 6218/21 Составитель М. ПильникТехред И. Верее Корректор А. ЗимокосовТираж 434 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4