Система управления главными дмигателями судовой силовой установки и винтом регулируемого шага

72) Авторы изобретения А.И.Богданов, А.Г,Былин, А.М Л.Г.Филиппов и И.Р. Фрейд охоренк енинградский ордена Ленина электротехническ институт им, В.И.Ульянова Ленина) 7) Заявитель 4) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГЛАВНЫМИ ДВИГАТЕЛЯИИ СУДОВОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВИ И ВИНТОМ РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГАи низкой нто Изобретение относитсяению и касается конструир тем управления главными дсудовой силовой установки и ви м регулируемого шага.Известна система управления главными двигателями судовой силовой установки и винтом регулируемого шага, содержащая датчики частоты вращения и мощности и регуляторы частоты вращения двигателей, механически связан 1 Ф ные с сервомоторами, коммутаторы, механизм изменения шага винта с блоком управления, а также датчики дифферента первой производной дифференЭ1 Ф та, скорости вертикального перемещения центра тяжести судна, фактической скорости движения, шага винта и частоты вращения валопровода и эадатчики скорости хода с каналами связи,подключенными к вычислительному устрой- . ству С 13 еНедостаток укаэанной системы заключается в узком диапазоне регулировання параметрами движениянадежности в работе.Цель изобретения - расширение ди апазона регулирования параметров движения и надежности в работе,Цель достигается тем, что система управления снабжена блоками прогнозирования, контроля и представления информапии и блоками управления сервомоторов, при этом вычислительное устройство связано с блоком прогнозирования, выходы которого подключены к датчикам дифферента, первой производной дифферента и скорости вер. тикальиого перемещения центра тяжести судна, е выходы через блоки управления сервомоторов, воздействующих на регуляторы частоты вращения двигате-. лей, связаны с блоком управления механизмом изменения шага винта,при этом вход блока контроля связан с выходами датчиков частоты вращения двигателей, датчиков их мощности и ковакутаторов, а выход блока коитро",ля - с входом вычислительного устрой-ства,На чертеже представлена функцио"нальная схема системы.Предлагаемая система содержитглавные двигатели 1 и 2, кинематичесики связанные через редукторный агрегат 3 с гребным винтом 4 регулируемого шага, регуляторы 5 и б частотывращения, сервомоторы 7 и 8 с блоками 9 и 10 управления, контур контроля параметров двигателей, включающийв себя блокконтроля, датчики 2и 13 мощности, коммутаторы 14 и 15,блоки датчиков 16 и 17 индикаторногодавлениядатчики 18 и 19 частотывращения, канал 20 связи с вычислительным устройством 21. канал 22связи с блоком 23 прогнозированиявозмущающих воздействий, содержащийдатчики дифферента 24, первой производной 25 дифферента, скорости вертикального перемещения 26 центратяжести судна. Система также содержитдатчики фактической скорости хода27 судна, шага 28 винта, оборотоввалопровода 29 гребного винта, задатчики режима 30 работы, скорости 3хода, а также блок 32 представленияинформации, блок 33 управления механизмом изменения шага и механизм34 изменения шагавинта,Система работает следующим образом.После запуска двигателей 1 и 2и ввода их в режим, в зависимостиот положения задатчика 30 режимаработы судна, например "пуск главныхдвигателей", "ход в свободной воде","ход с тралом", "стоп главных двиГателей", "аварийный режим" управляющее вычислительное устройство 211, УВУ ) получает соответствующую команду для реализации законов управленияглавными двигателями, винтом регулируемого шага, прогнозируемых моделей и программ адаптации управления,согласно разработанным алгоритмамс учетом информации о текущих и прогнозирчемых значениях возмущающихвоздействий, которые поступают от датчиков дифферента 24 судна, первойпроизводной 25 дифферента и скорости вертикального 26 перемещения цент.ра тяжести судна, которая с выходаблока 23 прогнозирования возмущающихвоздействий поступает по каналу 22связи на вход УВУ предварительнопройдя через коммутатор, аналого-цифр ровой преобразователь, преобразователь кодов) .В результате полученной информации о текущих и прогнозируемых значениях возмущающих воздействий УВУорганизует управление винтом 4 регулируемого шага путем подачи управляющего воздействия на механизм 34изменения шага, посредством блока 33 1 О управления механизмом изменения шага,Суть управления сводится к отслеживанию волны по прогнозируемому дифференту судна с целью стабилизации колебаний мощности на винте с помощьюизменения шага винта. В момент времени, когда дифферент судна положи- тельный судно идет на волну), шагвинта уменьшается, а при отрицательном дифференте (судно идет с волныформируется команда на увеличениевага винта, при этом среднее значение движущего момента на валу гребного винта остается постоянным. Приотклонении оборотов двигателей игребного вала от заданных значенийс датчиков частоты вращения 18 и19 двигателей и валопровода 29 поступает информация через блок 11 контроля параметров по каналу 22 связи 1на вход УВУ, который осуществляеткоррекцию бборотов двигателей путемподачи сигналов на входы сервомоторов 7 и 8, которые механически связаны с регуляторами 5 и 6 частоты 35Распределение мощности между двигателями 1 и 2, работающими на редукторный 3 агрегат, осуществляетсяна основе информации о текущих эначениях мощности дизелей, поступающей от датчиков 12 и 13 мощностис учетом технического состояния двигателей, при этом учитывается нагрузка двигателей, по цилиндрам спомощью датчиков 16 и 7 индикаторного давления, которые связаны с УВУ1при помощи коммутаторов 14 и 15.Дпя текущего контроля работы силовойустановки предусмотрен блок 32 представления информации, в сбстав которого входят цифропечатающее устройство и дисплей.Использование предлагаемого устройства позволяет стабилизироватьколебания мощности двигателей эасчет стабилизации момента сопротивления на гребном валу до 3-47.( вместо15-173 при существующих устройства)при ходе судна на волнении моря 5-65 85баллов, тем самым устранить перегруз"ку двигателей не только на долевыхрежимах, но и в номинальном, повыситьмоторесурс дизелей и в целом надежностьработы судовой оиловой установки засчет улучшения качества процессоьгазообмена, распыливания. Формула изобретения Система управления главными двигателямн судовой силовой установки и винтом регулируемого шага, содержащая датчики частоты вращения и мощности и регуляторы частоты вращения двигателей, механически связанные с сервомоторами, коммутаторы, механизм изменения шага винта с блоком управления, а также датчики дифферента, первой производной дифферента, скорости вертикального перемещения центра тяжести судна, фактической скорости движения, шага винта и Частоты вращения валопровода и задатчики скорости хода с каналами связи, подключенными к вычислительному устрой" ству, о т л и ц а ю щ а я с я тем,2 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии У 39-929, опубл. 1963 (прототип).6894 6что, с целью расширения диапазонарегулирования параметров движенияи повышения надежности в работе,онаснабжена блоками соответственно прог-.нозирования, контроля и представления информации и блоками управлениясервомоторов, при этом вычислительноеустройство связано с блоком прогнознорования, входы которого подкЛючены к О датчикам дифферента, первой производной дифферента н скорости верти"кального перемещения центра тяжестисудна, а вь 1 ходы через блоки управления сервомоторов, воздействующих 1 з на регуляторы частоты вращения двигателей, связаны с блоком управлениямеханизмом изменения шага винта,приэтом вход блока контроля связан с выходами датчиков частоты вращения щ двигателей, датчиков их мощностии коммутаторов, а выход блока контроля - с входом вычислительного уст- ройства5 Тираж 489 ПИ Государственного я по делам изобретени 5, Москва, 3-35, РаущПодоисноемитета СССРи открытийская наб д. 4 Л 1 Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4