Лекция №28. УСТАНОВКА ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ С РЕГУЛЯТОРОМ ПРЕДЕЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ДЛЯ ГРЕБНЫХ ВИНТОВ РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГА (2 часа)

Цель занятия: занятия направлены на формирование компетенций

ПК-1. Способен осуществлять безопасное техническое использование, техническое обслуживание, диагностирование и ремонт судового электрооборудования и средств автоматики в соответствии с международными и национальными требованиями в части знания устройства и принципа работы элементов судовых электроприводов (З-2.3, З-2.5).

ПК-10. Способен осуществлять наблюдение за эксплуатацией электрических и электронных систем, а также систем управления (З-4.1).

Результаты обучения по дисциплине должны обеспечить достижение обучающимися требуемой в соответствии с Таблицей A-III/6 Кодекса ПДНВ компетентности в сфере:

Наблюдение за эксплуатацией электрических и электронных систем, а также систем управления (Судовые электроприводы).

Методические материалы:

1.Савенко А.Е. Судовые электроприводы: учебное пособие для курсантов специальности

26.05.07Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики и направления подготовки 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника / А.Е. Савенко - Керчь: ФГБОУ ВО КГМТУ, 2019.- 208 с.

2.Набор слайдов с иллюстрациями по теме лекции.

Учебное оборудование:

Аудитория, комплектованная учебной мебелью, доской и видеопроекционным оборудованием для презентаций, средствами звуковоспроизведения, экраном.

Последовательность изложения учебного материала:

Принцип действия установки

Установка телеуправления с регулятором предельной мощности для гребных винтов регулируемого шага (ВРШ) работает по принципу следящего регулирования (рис. 28.1).

Дизель

Рисунок 28.1 - Схема действия ВРШ

Положение регулировки шага может быть установлено на одном из нескольких шаговых датчиках (мостике, центральном посту управления), причем переключение осуществляется так, чтобы только один шаговый датчик находился постоянно в эксплуатации.

Система управления ВРШ

Напряжение сети UV – 110В, частота – 50Гц. Включение схемы (рис. 28.2) в работу осуществляется нажатием кнопки b7 в ЦПУ. Получает питание реле d1 и своим контактом d1 шунтирует кнопку b7. Одновременно запитывается реле d9, которое своим контактом d9.2 подготавливает цепь регулятора предельной нагрузки (РПН). Через трансформаторы TV2 и TV3

222

получают питание сигнальные лампы Н1 и Н41 на постах управления в ЦПУ и на мостике соответственно.

Отключение регулятора предельной нагрузки можно произвести нажатием кнопок b8 в ЦПУ и b19 на мостике. Заданное шаговое значение, установленное рычагом шагового датчика, передается посредством сельсин-датчика Dm1.1 (индукционная электрическая машина, имеющая однофазную обмотку возбуждения на роторе и трехфазную обмотку возбуждения на статоре) к сельсин-приемнику Dm1.2 (устройство аналогично сельсин-датчику), действующего в качестве приемника управления в сервоприводе (СП). Подается сигнал от Dm1.1 на Dm1.2, ротор которого механически соединен с ведомым валом через редуктор Р2. В зависимости от положения ротора приемника Dm1.2 в его управляющей обмотке индуктируется напряжение Ust, величина которого зависит от величины угловой разницы между валом ротора сельсин-датчика Dm1.1 (заданное шаговое значение) и валом ротора сельсин-приемника Dm1.2.

Рисунок 28.2 - Принципиальная схема управления ВРШ

Напряжение Ust подводится ко входу магнитного усилителя А, на входном контуре которого находятся последовательно включенные управляющие обмотки Dm1.2 и тахогенератора переменного тока Мf2. Тахогенератор Мf2 отдает на входной контур магнитного усилителя напряжение Uт, пропорциональное угловой скорости ведомого вала сервопривода. Благодаря этому достигается стабильное поведение сервопривода при разбеге в заданное угловое положение.

Выходное напряжение UА подается на серводвигатель Мf1, ротор которого производит перестановку ведомого вала в том направлении, которое ведет к уменьшению управляющего напряжения Ust приемника Dm1.2. Как только ведомый вал сервопривода достигает углового положения, соответствующего заданному значению шагового датчика, разность напряжения Ust и Uт становится равной нулю, а заданное шаговое значение соответствует устанавливаемому. Магнитный усилитель сконструирован так, что при входном напряжении, соответствующем примерно разнице, равной 5 шаговым градусам между заданным и фактическим, он достигает пика своего модулирующего напряжения, и регулирование лопастей ВРШ осуществляется с максимальной скоростью.

Кроме того, во входном контуре магнитного усилителя имеется сопротивление потенциометра W1, на котором образуется напряжение Uкорр., необходимое для автоматической коррекции шага гребного винта посредством регулятора предельной мощности.

Выбор заданного наполнения цилиндров дизеля производится с помощью выключателя Sch1. Наполнение может быть установлено на ступенях 80, 90, 95, 97,5 и 100% (номинальная нагрузка).

Выбор заданного наполнения цилиндров дизеля производится с помощью выключателя Sch1. Наполнение может быть установлено на ступенях 80, 90, 95, 97,5 и 100% (номинальная нагрузка).

223

В случае отклонения наполнения дизеля от заданного, датчик эффективного наполнения (ДЭН) замыкает свои контакты Sch1.1 и Sch1.2, включая в работу регулятор предельной мощности и регулятор предельной нагрузки.

Напряжение UFзад, снимаемое с трансформатораTV1 выключателем Sch1.1, величина которого соответствует заданному значению степени наполнения дизеля, сравнивается с выходным напряжением UFфакт сельсина Dm2.1, включенного в качестве фазорегулирующего

Напряжения UFзад и UFфакт сдвинуты относительно друг друга по фазе на 180о. Разностное напряжение вызывает вращение ротора серводвигателя Мf4, который через предохранительную муфту (на схеме не обозначена) и дифференциал Р1 ведет к изменению положения ползунка потенциометра W1 в сторону уменьшения или увеличения напряжения Uкорр, которое вызывает корректуру положения гребного винта в сторону максимального или минимального шага. Скорость корректуры зависит от величины разностного напряжения UFдифф и составляет в среднем 0,3˚коррек/сек.

Для контроля фактического шага лопастей ВРШ предусмотрен сельсин-датчик Dm3.1, передающий по сельсинному принципу значение шага соединенным с ним сельсин – приемникам

Dm3.2 и Dm3.3.

Приводной вал датчика значения степени наполнения Dm2.1 соединен с системой тяг, которая регулирует наполнение цилиндров дизеля.

Процесс регулирования вследствие увеличения нагрузки двигателя сверх заданного и выше предельного

В диапазоне «Вперед». При перегрузке (наполнение ≥ 110%) переключатели Sch1.1 и Sch1.2 в датчике эффективного значения степени наполнения (ДЭН – его задача состоит в том, чтобы отдавать напряжение, пропорциональное эффективному значению степени наполнения дизеля. Кроме того, он служит для того, чтобы при достижении и превышении предельного наполнения дизеля вызывать срабатывание коррекции шага в регуляторе предельной мощности, т.е. замыкать свои контакты Sch1.1 и Sch1.2), замыкаются, и реле d13 в центральном посту управления (ЦПУ) получает питание. Контакт реле d13 включает реле RS2 в регуляторе предельной нагрузки (РПН). Вследствие этого замыкаются контакты RS2.2 и RS2.3. Через контакты RS2.2 и d9.2 подается напряжение от трансформатора TV1 на исполнительный двигатель Мf3 в регуляторе предельной нагрузки. Контакт RS2.2 подает напряжение сигнализирующей перегрузку лампе La5.

Серводвигатель Мf3 переставляет при помощи Р1 ползунок потенциометра W1 с нулевого положения до максимального соответственно определенной скорости коррекции ВРШ. Напряжение Uкорр, возникающее между ползунком и опорной точкой потенциометра W1 подводится во второй контур магнитного усилителя так, что его ротор переставляет ведомый вал в сторону уменьшения шага чрез редуктор Р2, действуя на гидравлику (МИШ), который устроен таким образом, что при достижении лопастями винта угла, заданного ведомым валом сервопривода, гидравлическая система МИШ прекращает подачу масла в рабочую полость сервомотора, т.е. гидравлический привод действует на расположенный внутри ступицы ВРШ механизм, поворачивающий лопасти на заданный угол и удерживающий их в этом положении. Ротор приемника Dm1.2 также переставляется ведомым валом, и Ust, фаза которого сдвинута на 180˚ относительно напряжения Uкорр, повышается. Ведомый вал сервопривода переставляется серводвигателем Мf1 настолько, что Ust достигает напряжения Uкорр, и оба напряжения вследствие фазового сближения аннулируются. Процесс регулирования окончен.

Благодаря перестановке шага гребного винта в сторону уменьшения шага, дизель разгружается, и его наполнение становится ниже предельного, составляющего 110%.

Контакт Sch1.2 в ДЭН регулятора предельной мощности размыкается, и реле d13 и RS2 не находятся больше под напряжением.

Если же эффективное значение наполнения UFфакт равно заданному значению степени наполнения UFзад, то разностное напряжение UFдифф равно нулю и коррекция шага не производится.

224

В диапазоне «Назад». В диапазоне заднего хода переключатель Sch.2 в датчике изменения шага (ДШ) переключается. На потенциометр W1подается напряжение, которое сдвинуто по фазе на 180˚ относительно напряжения, подаваемого при ходе вперед.

Уменьшение шагового угла в диапазоне заднего хода происходит аналогично работе, описанной ранее.

Процесс регулирования вследствие увеличения нагрузки дизеля сверх заданного, но ниже предельного значения степени наполнения

При увеличении нагрузки одним или несколькими генераторами с приводом от вала, перекладкой руля или повышением тягового усилия при буксировке, требующейся от дизеля, крутящий момент повышается, в результате чего повышается эффективное наполнение. Возникающее при этом разностное напряжение UFдифф посредством серводвигателя Мf4, как это описано в разделе 2, вызывает коррекцию шага лопастей ВРШ в сторону минимума до тех пор, пока дизель не достигнет заданного значения степени наполнения, а тем самым и своего крутящего момента. После этого процесс регулирования заканчивается.

Процесс регулирования вследствие уменьшения нагрузки дизеля

При уменьшении нагрузки снижается крутящий момент, требуемый от дизеля, а тем самым уменьшается и эффективное значение степени наполнения.

Если рассогласование равно нулю, т.е. если эффективный шаг равен заданному, то процесс регулировки не включается. В этом случае дизель работает в режиме частичной нагрузки.

Если же имеется отклонение регулируемой величины, то посредством разностного напряжения UFдифф через серводвигатель Мf4 уменьшается корректирующее напряжение Uкорр, а шаг увеличивается так, чтобы эффективное значение степени наполнения дизеля соответствовало заданному или чтобы произошла уставка нового значения отклонения регулируемой величины.

Контрольные материалы для проверки усвоения учебного материала:

225

226

227