Устройство для регулирования частоты вращения дизель генераторной установки

(5)5 Р 02 О 1/О ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ АНИЕ ИЗОБРЕТ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИС ИЯ АВТО РСКО Руденко, В,М,Зару.В.Коренев етельство СССР0 1/04, 1986,РЕГУЛИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРА ится к двигателестстемам автоматиче-. частоты вращения ых установок. Цель йствия,регулирова аааа(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯТОРНОЙ УСТАНОВКИ(57) Изобретение относроению, в частности к сиского регулированиявала дизель-генераторн- повышение быстроде Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам автоматического регулирования двигателей.внутреннего сгорания, и может быть использовано для регулирования частоты вращения вала дизель-генераторной установки.Известен регулятор частоты вращения вала дизель-генератора, включающий датчик и задатчик нагрузки, коммутатор, усили" тель, щаговы й двигатель, элемент сравнения, сервопривод и центробежный датчик частоты вращения, Управление поло-. жением органа дозирования топливоподачи осуществляется управляющим золотником, который перемещается как под воздействи- . ем перемещения подвижного стакана, соединенного реэьбовым соединением:с валом шагового двигателя, так и под воздействием перемещения центробежного датчика, обусловленного. изменением частоты врания частоты вращения вала дизель-генераторной установки при случайном изменении нагрузки в самых широких диапазонах. Сервоприводом управляют посредством двух золотников. Первый золотник осуществляет функции контура и быстрого регулирования, причем его открывание переводиттопливную рейку посредством перемещения поршня сервомотора в положения экстремальных доз топлива. Второй золотник управляет перемещением рейки при незначительных изменениях нагрузки, т.е. когда "быстрый" контур регулирования не работает, Это позволяет повысить быстродействие на основе сочетания экстремального и пропорционального законов регулирования 1 ил щения Ц Недостатком известного регулятора является низкое быстродействие при значительных набросах (сбросах) нагрузки. Этот недостаток обусловлен тем, что реали- фас зован пропорциональный закон формиро- а вания управляющего воздействия,Целью изобретения является повыше- р ние быстродействия.Поставленная цель достигается путем управления сервоприводом посредством двух золотников.На чертеже представлена функциональная схема регулятора,иаафУстройство для регулирования частоты вращения дизель-генераторной установки состоит из центробежного датчика 1 частоты вращения, подвижной втулки 2, тяги 3, управляющего золотника 4, сервомотора 5, привода, органа 6 дозирования топливоподачи, масляного аккумулятора 7 с первой и3 171 второй нагнетательными полостями, насоса высокого давления 8 с всасывающей полостью, подвижного стакана 9, пружины 10, датчика 11 нагрузки генератора 12, элемента 13 сравнения с двумя входами.и выходами задатчик 14 тока нагрузки, коммутатора ,15, усилитель 16 и шагового электродвигателя 17 с выходным валом 18, при этом центробежный датчик 1 частоты вращения связан посредством подвижной втулки 2 и тяги 3 с управляющим золотником 4, установленным с возможностью сообщения рабочих полостей сервомотора 5 через магистрали низкого 19 и высокого 20 давления с первой нагнетательной полостью масляного аккумулятора 7, подключенной к насосу 8 высокого давления, пружина 10 установлена между торцом стакана 9 и подвижной втулкой 2, а выход датчика 11 нагрузки генератора 12 подключен к первому входу элемента 13 сравнения, второй вход которого связан с эадатчиком 14 тока нагрузки, причем обмотки шагового электродвигателя 17 подключены к выходу усилителя 16, вход которого соединен с выходом коммутатора 15 а выходной вал 18 шагового электродвигателя 17 кинематически связан с внутренней частью подвижного стакана с возможностью перемещения последнего,Кроме этого, устройство содержит питательный насос 21, дополнительный управ-, ляющий золотник 22, источник 23 опорного напряжения, управляемый ключ 24 с двумя входами и двумя выходами, и электромагнит 25 с подпружиненным якорем 26, при этом дополнительный управляющий золот.ник 22 установлен с возможностью сообщения рабочих полостей сервомотора 5 привода органа 6 дозирования топливоподачи через магистрали низкого 19 и высокого 21 давления с второй нагнетательной полостью масляного аккумулятора 7, подключенного к питательному насосу 21, подпружиненный якорь 26 электромагнита 25 кинематически связан с дополнительным управляющим золотником 22,а обмотка электромагнита 25 подключена к первому выходу управляемого ключа 24, второй вход которого подключен к входу коммутатора 15, причем входы управляемого ключа 24 соединены соответственно с выходом элемента 13 сравнения и выходом источника 23 опорного напряжения.Устройство работает следующим образом.При незначительном изменении нагрузки на выходе элемента 13 сравнения появляется разностный сигнал ЧЬр 7855 Одновременно незначительный наброс нагрузки приводит к незначительному перемещению центробежного датчика 1 под воздействием изменения частоты вращения 5 вследствие изменения электромагнитноготормозного момента генератора 12. Поскольку при незначительных набросах нагрузки "быстрый" контур не работает, т.е.сигнал ЧДр не приводит к срабатыванию 10 ключа 5, т,е, источник 23 не подключается кэлектромагниту 25, то разностный сигнал ЧЛр подается только на вход коммутатора 15, который преобразует его в последовательность импульсов, сдвинутых во време ни, Эти импульсы, усиливаясь в усилителе16, поступают на обмотки шагового электродвигателя 17, который, вращая вал 18, перемещает подвижный стакан 9, так как еал 18 кинематически связан с внутренней час тью стакана 9. Перемещение стакана 9 приводит к изменению силы упругости пружины 10 и в конечном счете к перемещению етулки 2, Следовательно, положение тяги 3 изменяется как под воздействием 25,:перемещения стакана, так и под воздействием перемещения втулки 2 эа счет воздей ствия от датчика 1 частоты вращения.Перемещение тяги 3 изменяет положение золотника 4, который подключает полости 30 сервомотора 5 и магистрали 20 с высокимдавлением Р 1, создаваемым насосом 8 вы-сокого давления. Под воздействием перепа 1 да давлений поршень сервомотораперемещается, воздействуя на орган 6 дози рования топлиеоподачи, Задатчиком скоростного режима служит правая половина пружины 10, так как установившийся режим наступает после уравновешивания всех сил, участвующих в процессе. При значительных 40 набросах (сбросах) нагрузки сигнал ЧЬрзначителен, т,е; управляемый ключ 24 не только передает его на коммутатор 15 но и подключает источник 23 опорного напряжения к обмотке электромагнита 25, подпружиненный якорь 26 которого перемещает второй управляющий золотник 22 в любое экстремальное (левое или правое) положе. ние, Золотник 22 подключает полости сервомотора 5 к магистрали 27 высокого давления Р 2, создаваемого питательным насосом 21, и к магистрали 19 низкого давления Ро. Под воздействием разности давлений Р 2 и Ро поршень сервомотора 5 сразу уходит в экстремальное положение (так как Р 2 Р 1), выводя орган дозирования топливоподачи 6 в экстремальное положение (максимальной или минимальной) подачи. В этом положении орган 6 дозирования находится столько, сколько необходимо для уменьшения сигнала ЧЬр, давления, пружина установлена междуторвследствие набора мощности дизель-гене- цом стакана и подвижной втулкой, а выход раторной установкой, При уменьшении датчика нагрузки генератора подкмочен к ЧЬр до незначительных пределов "быст-, первому входу элемента сравнения, второй рый" контур отключается ключом 24, что 5 вход которого связан с задатчиком тока наприводит к закрытию дополнительного уп- грузки, причем обмотки шагового электроравляющего золотника 22 под воздействи- двигателя подключены к выходу усилителя, ем возвратной упругой силы пружины вход которого соединен с выходом коммутасоединенной с якорем 26 электромагнита тора, а выходной вал шагового электродви, При этом алгоритм работы регулятора 10 гателя кинематически связан с внутренней становится аналогичным алгорйтму работы частью подвижного стакана с возможнопри незначительных набросках (сбросах)стью перемещения последнего, о тл и ч а юнагрузки, щ е е с я тем, что, с целью повышения быстФ о р м у л а и з о б р е т е н и я, Родействия, устройство снабжено питательУстройство для регулирования частоты 15. ным насосом, дополнительным вращения дизель-генераторной установки,управляющим золотником, источником содержащее центробежный датчик частоты ., опорного напряжения, управляемым клювращения, подвижную втулку, тягу, управ- чом с двумя входами и двумя выходами, и ляющий золотник, сервомотор привода ор-электромагнитом с подпружиненным якогана дозирования топливоподачи, 20 Рем. при этом дополнительный управляю- масляный аккумулятор с первой и второй, щий золотник установлен с возможностью нагнетательными полостями, насос высоко-.сообщения рабочих полостей сервомотора го давления с всасывающей полостью, по-. привода органа дозирования топливоподадвижный стакан, пружину, датчик нагрузки . чи с втоРой нагнетательной полостью масгенератора,элементсравнениясдвумявхо ляного аккумулятора, подключенного к дами.и выходом, задатчик тока нагрузки, питательному насосу, подпружиненный коммутатор, усилитель и шаговый электро- якорь электромагнита кинематически свядвигатель с выходным валом, при этом цен- зан с допоЛнительным управляющим золоттробежный датчик частоты вращения ником, а обмотка электромагнита связан посредством подвижной втулки и. 30 подключена к первому выходу управляемо- тяги с управляющим золотником, установ-, го ключа, второй выход которого подключен ленным с возможностью сообщения рабо-, к входу коммутатора, причем входы управчих полостей сервомотора с первойляемого ключа соединены соответственно с нагнетательной полостью масляного. акку- . выходом элемента сравнения и выходом исмулятора, подключенной к насосу высокого 35 точника опорного напряжения,17178552 Составитель В,Забегалин Техред М,Моргентал едактор Н, РогуличКорректор С,щ Заказ 864 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоагарина, 10