7.Фактор статической устойчивости дизеля, как объекта регулирования частоты вращения.
Фактор статической устойчивости объекта, а следовательно, и коэффициент самовыравнивания, будет найден путем наложения характеристик подвода и отвода энергии.
Рис. 6. Совмещение характеристик подвода и отвода энергии у судового дизеля как объекта регулирования скорости: а) - для нагруженного дизеля; б)- на холостом ходу
На рис. 6, б показано положение характеристик подвода и отвода для ди-зеля, работающего на холостом ходу.
Нетрудно установить, что режим работы при n1 окажется для двигателя неустойчивым: .
Работа на режиме n тоже неблагоприятная, так как хотя , величина его незначительна.
Случай работы дизеля на привод электрического агрегата в отношении статической устойчивости аналогичен случаю работы дизеля на винт. Таким образом, анализируя характеристики подвода энергии, мы приходим к выво-ду, что двигатель как объект регулирования обладает различными значениями фактора устойчивости и возможны неблагоприятные случаи работы (например, на холостом ходу при малых оборотах), когда он либо вовсе лишен самовыравнивания, либо имеет малые положительные или даже отрицательные значения фактора устойчивости.
8.Динамика дизеля, как объекта регулирования частоты вращения.
Задача исследования динамических свойств объекта сводится к нахождению вида его переходной функции. Решая такую задачу, следует установить, к какому из типовых динамических звеньев может быть отнесен объект и каковы временные постоянные в дифференциальном уравнении такого звена.
Дифференциальное уравнение объекта получают следующими этапами:
1. Устанавливают, сколько и каких аккумуляторов энергии или вещества входит в состав объекта;
2. Определяют заранее (на основании имеющегося опыта), какими из аккумуляторов можно пренебречь вследствие малого значения величины их аккумулирующей способности;
3. Составляют уравнение равновесных режимов для каждого оставшегося аккумулятора;
4. Составляют уравнение движения для каждого аккумулятора;
5. Составляют уравнение в приращениях (вариациях) для каждого аккумулятора, которое затем приводится к безразмерному виду;
6. Составляют общее уравнение объекта путем объединения в систему уравнений отдельных аккумуляторов.
В случае дизеля мы имеем дело с одним аккумулятором энергии - с маховыми вращающимися массами.
Уравнение равновесного режима будет иметь вид:
.
(1)
Уравнение движения в переходном режиме на основании принципа Даламбера запишется для случая ускорения так:
;
(2)
для замедления
.
(3)
Уравнение в вариациях будет получено путем вычитания из уравнения (2) или (3) уравнения (1). В дальнейшем будем рассматривать уравнение (2) как основное. Тогда
,
(4)
причем, поскольку
= 0 +D,
то
d=d(D),
где 0 - угловая скорость в равновесном режиме, - текущая координата угловой скорости, I - приведенный к оси вала момент инерции всех вращающихся масс.
Дальнейший вывод уравнения объекта целесообразно осуществить для двух случаев его движения:
- движения под влиянием изменения нагрузки Мс (по каналу нагрузочного возмущения);
- движения под влиянием регуляторного воздействия (по каналу регуляторного воздействия).