Раздел 2. Основы автоматики и регулирования. Устройство, принцип действия систем дау главными двигателями.

Двигатели 8НФД36АУ поставляются оборудованными си­стемами ДАУ, состоящими из пневматической части и электриче­ской дистанционной связи местного поста с дистанционным пос­том в ходовой рубке. Местный пост на двигателе оборудован ав­томатической пневматической системой управления. Управление двигателем с местного поста производится с помощью махович­ка. Команды о ходе судна передаются из ходовой рубки в ма­шинное отделение с помощью машинного телеграфа.

В систему дистанционного управления входят дистанционный пост в ходовой рубке, исполнительный механизм в машинном отделении и устройства управления и сигнализации.

Исполнительный механизм состоит из электродвигателя М постоянного тока с двумя последовательными обмотка­ми возбуждения (для правого и левого вращений электродвига­теля), редуктора, сельсина-приемника ВЕЗ и переключателя SA3. Исполнительный механизм ДАУ вводится в зацепление с двигателем с помощью специальной рукоятки.

Задающим элементом дистанционного поста управления явля­ется сельсин-датчик BC3_t ротор которого механически связан с рукояткой машинного телеграфа.

Устройства.управления и сигнализации состоят из фазочувст-вительных дискриминаторов, транзитных и магнитных усили­телей и триггеров. Фазочувствительные дискриминаторы пред­ставляют собой фазочувствительные выпрямители. Каждый диск­риминатор включает в себя вторичные обмотки VII, UI2, тран­сформатор TV3, выпрямители UT1, UT2 и резисторы R15, R16.

Транзисторные усилители VT5, VT6 служат первой ступенью усиления командного сигнала, создаваемого сельсином-прием­ником ВЕЗ. Применение транзитных усилителей обеспечивает ввод в работу магнитных усилителей при рассогласовании сель­синов на 1°. Транзисторные усилители VT4, VT7 обеспечивают торможение электродвигателя М противотоком.

Триггеры состоят из транзисторов VT1—VT3 и VT8—VT10. Они создают прямоугольные импульсы для управления транзисто­рами VT4, VT7.

Магнитные усилители мощности А1—А4 служат для питания электродвигателя и в зависимости от направления его вращения включаются попарно. Каждый магнитный усилитель имеет по 6 обмоток: №_р — рабочая, W_o.c — обратной положительной свя­зи, Wy.B — управления для работы «Вперед», №_у.„ — управле­ния для работы «Назад», W_T — торможения и W_o — снятия магнитного поля.

Управление двигателем с местного поста.

Включаются авто­матические выключатели SF1—SF3, переключатель SA2 в ходо­вой рубке ставится в положение «Ручное управление». Если ис­полнительный механизм ДАУ не отключен от двигателя, то по­лучат питание звонки НАЗ, НА4 и сигнальные лампы HL2, HL3. Сигналы будут подаваться до тех пор, пока не будет вы­веден исполнительный механизм ДАУ из зацепления с двигате­лем. При отключении исполнительного механизма контактом пе­реключателя SA3 отключается питание на цепь сигнализации. Получат питание обмотки возбуждения сельсинов ВС1, ВС2, ВЕ1, ВЕ2 машинного телеграфа. Команды о ходе судна переда­ются из. ходовой рубки в машинное отделение машинным теле­графом.

Машинный телеграф состоит из: сельсина-датчика ВС1; сель­сина-приемника ВЕ2 в ходовой рубке; сельсина-приемника ВЕ1; сельсина-датчика ВЕ2 в машинном отделении; устройства конт­роля скорости исполнения команд и контроля исполнения ревер­са. Рукоятку машинного телеграфа ставят в положение, соот­ветствующее ходу судна, например «Полный вперед», при этом ротор сельсина-датчика ВС1 повернется на заданный угол. Рав­новесие э. д. с. в обмотках синхронизации сельсинов нарушается. Под действием разности з. д. с. в цепи этих обмоток появится ток. В результате взаимодействия магнитных потоков на ротор сель­сина-приемника ВЕ1 будет действовать вращающий момент, под действием которого ротор начнет поворачивать стрелку телеграфа на заданный угол. Одновременно между сельсинами-датчиками ВС1 и ВС2 через первичные обмотки трансформатора TV5 прой­дет ток. Со вторичных обмоток этого трансформатора через вы­прямители VD9—VD11 ток замкнется на делитель напряжения R17, R18, с которого управляющее напряжение снимается на базу транзистора VT11. Поочередно транзисторы VT11 и VT13 откроются, катушка реле KV получит питание. Контакты KV.1 замкнутся и включат звонки НА1, НА2 и сигнальную лампу НЫ. Сигнал будет подаваться до тех пор, пока не будет выпол­нена команда. Сигнализация включается при рассогласовании ро­торов сельсинов-датчиков на угол 3°. Контроль реверса двига­теля выполняется специальным устройством, которое состоит из переключающего контакта SQ1.1, установленного в указателе машинного телеграфа, и контактов SQ2.1, SQ2.2 путевых вы­ключателей реверса, установленных на двигателе. Если реверс выполнен неправильно, то контакты путевых выключателей ре­верса включат звонки НА5, НА6. Сигналы будут подаваться до тех пор, пока не будет правильно выполнен реверс двигателя.

Дистанционное управление.

Для перехода на дистанционное управление переключатель SA2 ставят в положение «ДАУ». При этом включаются звонки НАЗ, НА4 и сигнальные лампы HL2, HL3. Рукоятку машинного телеграфа и маховичок поста управ­ления ставят в положение «Стоп». С помощью специальной ру­коятки вводят исполнительный механизм ДАУ в зацепление с двигателем. В этом случае контакты SA3 переключателя отклю­чают сигнализацию. Сельсин-датчик ВСЗ и сельсин-приемник ВЕЗ согласованы, и ток рассогласования отсутствует. На выходе фазочувствительных дискриминаторов UI1, UI2, в узлах д и е потенциалы будут одинаковы. Фаза напряжения рассогласования на обмотке ротора сельсина-приемника ВЕЗ меняется на 180° в зависимости от направления поворота ротора сельсина-датчика. Вследствие этого на выходе, в узлах дне будет меняться поляр­ность и величина сигнала.

При повороте рукоятки машинного телеграфа в положение «Вперед» ротор сельсина-датчика ВСЗ повернется в заданную сторону. В обмотке ротора сельсина-приемника ВЕЗ возникнет э. д. с, которая по фазе будет совпадать с э. д. с. в одной из обмо­ток фазочувствительного дискриминатора, а в другой будет на­правлена встречно.

Пусть сельсины настроены так, что при повороте рукоятки управления в сторону «Вперед» на зажиме а сельсина-приемни­ка ВЕЗ будет «плюс» сигнала, а в обмотках трансформатора фа­зочувствительных дискриминаторов Ш1, UI2 направление э. д. с. в данный момент будет справа налево (см. по схеме). Тогда в первый полупериод токи от обмотки ротора сельсина-приемника ВЕЗ будут проходить по следующим двум цепям:

первая цепь — зажим а сельсина, узел в, обмотка трансфор­матора UT1 (э. д. с. в этой обмотке совпадают по направлению),

узлы ш, е резистор R16, узлы э, щ фазочувствительного выпря­мителя UI2, узел г и второй зажим б сельсина;

вторая цепь — зажим а сельсина, узел в, узлы ц, д, резистор R15, узлы ф, ч фазочувствительного выпрямителя UI1, обмотка трансформатора UI2 (э. д. с. в этой обмотке направлены встреч­но), узел г и второй зажим б сельсина.

В результате взаимодействия э. д. с. обмотки сельсина-прием­ника ВЕЗ и обмоток трансформатора VII и UI2 на выходе фазочувствительного выпрямителя, в узлах д и е появится раз­ность потенциалов, которая прикладывается к транзисторам VT5 и VT6. Причем в узле е потенциал будет выше, чем в узле д. В результате на базу транзистора VT5 будет подан отрица­тельный потенциал, который изменит напряжение перехода ба­за—эмиттер, в результате понижается потенциальный барьер в эмиттерном переходе, что способствует увеличению тока коллек­тора и тока в обмотках управления №_у._в магнитных усилителей. Ток управления замкнется по следующей цепи: плюс выпрямите­ля UZ1, узлы ж, з, и, к, эмиттер—коллектор VT5, узел л, обмот­ка управления №_у._в—W_y._b4 магнитных усилителей А1—А4, узел м, минус выпрямителя UI1. В обмотках управления W_y._Bl, W_y._s2 и в рабочих обмотках W_pl, W_P2 токи совпадают по направле­нию, их магнитные потоки складываются и сердечники магнит­ных усилителей А1 и А2 намагничиваются до состояния насыще­ния. Индуктивное сопротивление рабочих обмоток уменьшается до нуля, а сила тока в цепи электродвигателя Ml возрастает до номинального значения. Токи в обмотках управления W_y._z3, W_y._B4 и в рабочих обмотках W_P3, W_P4 магнитных усилителей A3 и А4 не совпадают по направлению, поэтому в рабочих обмотках рез­ко увеличивается индуктивное сопротивление и ток через них к электродвигателю не поступает.

В первый полупериод цепь рабочего тока электродвигателя будет следующей: зажим XI обмотки трансформатора TV3, диод VD1 обмотки обратной положительной связи W₀.J, W_O._C2, обмот­ка возбуждения электродвигателя для работы «Вперед», обмот­ка якоря, узел п, рабочая обмотка W_P2, диод VD5, зажим YI обмотки трансформатора на 36 В. Во второй полупериод цепь рабочего тока будет следующей: зажим YI обмотки трансформа­тора на 36 В, диод VD2, рабочая обмотка W_p, обмотки положи­тельной обратной связи W₀.d, W_O._Z2, обмотка возбуждения элек­тродвигателя для работы «Вперед», обмотка якоря, узел п, диод VD6 и зажим XI обмотки трансформатора UZ1. В оба по­лупериода в электродвигатель поступает постоянный ток, и он бу­дет поворачивать вал исполнительного механизма для работы двигателя «Вперед». Одновременно в том же направлении будет поворачиваться сельсин-приемник ВЕЗ. При этом командный сиг­нал будет уменьшаться.

При достижении согласованного положения роторов сельсинов датчика и приемника заряжаются конденсаторы С1 и С2 от вы­прямителей UZ2, UZ3, от которых также питаются триггеры.

Рассмотрим работу триггера, собранного на транзисторах VT1—VT3. При наличии командного сигнала на транзисторе VT5 в цепи эмиттер—коллектор проходит ток, вследствие этого потенциал узла и понизится и конденсатор С1 разрядится на делитель напряжения R2—R4. Это вызовет изменение напряже­ния на выходе транзистора VT3, и триггер перейдет в первое ус­тойчивое состояние, когда на его выходе напряжение будет от­сутствовать. В таком состоянии триггер будет находиться до тех пор, пока будет действовать командный сигнал. При испол­нении команды действие командного сигнала прекращается. Транзистор VT5 закрывается, конденсатор С1 заряжается и пе­реводит триггер во второе устойчивое состояние. На его выходе сформируется тормозной прямоугольный импульс напряжения. Это напряжение с резистора R1 подается на базу транзистора VT7, который открывается, и обмотки торможения W_T4, W_r3 маг­нитных усилителей получают питание по следующей цепи: плюс-выпрямителя UZ4, узел н, эмиттер—коллектор транзистора VT7, обмотки торможения W_r4, W_T3, обмотки управления W_y._n4— Wy.nl для работы «Назад», узел г и минус выпрямителя UZ4. Направление тока в обмотках W_T4, W_T3, W_y._H4, W_y._H3 совпадает с направлением тока в рабочих обмотках W_P4, W_P3, а в обмотках W_y._H2, Wy.ul и W_P1, W_P2 не совпадает, поэтому включаются в ра­боту магнитные усилители A3, А4. Получит питание якорь элек­тродвигателя через последовательную обмотку возбуждения для работы «Назад», и электродвигатель быстро остановится.

Работа схемы при команде «Назад» аналогична описанной выше.