Устройство для автоматического выравнивания крутящих моментов параллельно работающих двигателей Советский патент 1984 года по МПК F02D25/00 

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, каждый формирователь импульсов соДержит элемент ИЛИ, два элемента И, три ждущих мультивибратора и сумматор, причем первый вход формирователя соединен с первым входом элемента ИЛИ и через первый мультивибратор и первый вход одного элемента И с инвертирующим входом

сумматора, второй вход формирователя соединен с вторым входом элемента ИЛИ и через второй мультивибратор и первый вход другого элемента И с неинвертирующим входом сумматора, выход элемента ИЛИ через третий мультивибратор соединен с вторыми входами обоих элементов И.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫРАВНИВАНИЯ КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ ПАРАЛЛЕЛБНО РАБОТАЮЩИХ ДВИГАТЕЛЕЙ, содержащее ведущий и ведомые двигатели и общую аагрузку, связанную с выходными валами двигателей, на которых установлены датчики крутящего момента, подсоединенные к регулятору нагрузки, связанному с топливодозирующими органами ведомых двигателей, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повыщения точности, каждый датчик крутящего мо.мента выполнен в виде отметчика положения выходного вала, а регулятор нагрузки содержит формирователи импульсов и интеграторы по числу ведомых двигателей, причем отметчик вала ведущего двигателя подключен к первым входам формирователей, вторые входы которых соединены с от.метчиками ведомых двигателей, а выходы формирователей соединены с входами интеграторов. (Л О5 О5

Устройство относится к машиностроению, конкретно к автоматическим устройствам регулирования параллельно работающих двигателей, и может быть использовано в многодвигательных энергетических установках, двигатели которых соединены с общей нагрузкой, например, в судовых дизель-редукторных устано1зках. Известно устройство, предназначенное для автоматического выравнивания крутящих моментов параллельно работающих двигателей, содержащее ведущий и ведомые двигатели и общую нагрузку, связанную с выходными валами двигателей, на которых установлены датчики крутящего момента, подсоединенные к регулятору нагрузки, связанному с топливодозирующими органами ведомых двигателей 1. Недостатком данного устройства являются его сложность, определяемая сложностью непосредственного измерения крутящих моментов двигателей, а также сравнительно невысокая точность выравнивания крутящих моментов, ограничиваемая точностью датчиков момента. Из существущих практически применимы только датч ки крутящего момента, оценивающие внут ренине напряжения в материале вала при его нагружении. Они требуют наличия участка вала определенной длины с незначительными концентрациями напряжений. Это условие в больщинстве реальных установок не выполняется, что приводит к увеличению погрешности измерения и выравнивания крутящих моментов. Цель изобретения - повышение точности и упрощение конструкции устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для автоматического выравнивания крутящих моментов параллельно работающих двигателей, содержащем ведущий и ведомые двигатели и общую нагрузку, связанную с выходными валами двигателей, на которых установлены датчики крутящего момента, подсоединенные к регулятору нагрузки, связанному с топливодозирующими органами ведомых двигателей, каждый датчик крутящего момента выполнен в виде отметчика положения выходного вала, а регулятор- нагрузки содержит формирователи импульсов и интеграторы по числу ведомых двигателей,причем отметчик вала ведущего двигателя подключен к первым входам формирователей, вторые входы которых соединены с отметчиками ведомых двигателей, а выходы формирователей соединены с входами интеграторов. При этом каждый формирователь импульсов содержит элемент ИЛИ, два элемента И, три ждущих мультивибратора и сумматор, причем первый вход формирователя соединен с первым входом элемента ИЛИ и через первый мультивибратор и первый вход одного элемента И с инвертирующим входом сумматора, второй вход формирователя соединен с вторым входом элемента ИЛИ и через второй мультивибратор и первый вход другого элемента И с неинвертирующим входом сумматора, выход элемента ИЛИ через третий мультивибратор соединен с вторыми входами обоих элементов. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства. Ведомые двигатели 1 и 2 и ведущий двигатель 3 связаны с общей нагрузкой 4 через элементы 5-7 упругой связи, например упругие муфты. На выходных валах 8-10 двигателей 1-3 установлены отметчики 11-13 положений валов,например индукционного или фотоэлектрического типа. Один из отметчиков, например 13, подключен к первым входам формирователей 14 и 15 импульсов, а остальные отметчики 12 и 11 подключены к их вторым входам. Выходы формирователей 14 и 15 через интеграторы 16 и 17 под ключены к топливодозирующим органам 18 и 19 ведомых двигателей 1 и 2, но не связаны с топливодозирующим органом 20 двигателя 3. Каждый из формирователей 14 и 15 содержит три ждущих мультивибратора 21-23, логический элемент ИЛИ 24, два логических элемента И 25 и 26 и сумматор 27 с инвертирующим и неинвертирующим входа ми. Первый вход формирователя 15 подключен к входу ждущего мультивибратора 23 и к первому входу элемента ИЛИ 24, а его второй вход соединен с вторым входом элемента ИЛИ 24 и с входом мультивибратора 22. Выходы мультивибраторов 22 и 23 подключены к первым входам элементов И 25 и 26, а на их вторые входы подключен выход мультивибратора 21. Выходы элементов И 25 и 26 подключены соответственно к неинвертирующему и к инвертирующему входам сумматора 27, чей выход является выходом формирователя 15. Устройство работает следующим образом. При рассогласовании крутящих моментов двигателей, например, когда крутящий момент двигателя 2 меньще крутящего момента ведущего двигателя 3, первым поступает импульс с отметчика 12, так как упругая муфта 6 скручена меньще. Этот импульс поступает на второй вход элемента ИЛИ 24, который запускает ждущий мультивибратор 21, а последний вырабатывает импульс разрещающии прохождение сигналов через элементы И 25 и 26. Одновременно запускается ждущий мультивибратор 22, вырабатывающий импульс, который через элемент И 25 поступает на неинвертирующий вход сумматора 27. Через определенный интер- 30 вал времени поступает импульс с отметчика 13, запускающий ждущий мультивибратор 23, который вырабатывает импульс, проходящий через элемент И 26 на инвертирующий вход сумматора 27. На выходе сумматора 27 формируется положительный им- 35 пульс, длительность которого определяется временным интервалом между импульсами отметчиков 12 и 13, Этот импульс с выхода формирователя 15 поступает на вход интегратора 17 и интегрируется. Непрерывный 40 сигнал с выхода-интегратора 17 увеличивает подачу топлива двигателю 2 через топливодозирующий орган 19. После исчезновения сигнала на выходе ждущего мультивибратора 21 элементы И 25 и 26 закрываются и отсекают импульсы, поступающие с ждущих мультивибраторов 22 и 23. Тем самым,различие моментов окончания импульсов, формируемых ждущими мультивибраторами 22 и 23 не влияет на выходной сигнал формирователя 15. Крутящий момент двигателя 2 увеличивается и, когда он станет больще крутящего момента двигателя 3, первым поступит импульс с отметчика 13. Этот импульс запустит мультивибраторы 21 и 23 и на выходе сумматора 27 начнет формироваться импульс отрицательной полярности, который приведет к уменьщению крутящего момента двигателя 2. Таким образом, крутящий момент двигателя 2 уравнивается с крутящим моментом ведущего двигателя 3, а на его топливодозирующий орган 20 управляющее воздействие не оказывается. Замена датчиков крутящих моментов в предлагаемом устройстве отметчиками положений выходных .валов двигателей повыщает точность выравнивания крутящих моментов. Точность фиксации момента прохождения определенной точки выходного вала существенно выще точности непосредственного измерения крутящего момента. В предлагаемом устройстве оценка крутящих моментов непосредственно не производится, а управляющее воздействие формируется на основе прямого замера относительно рассогласования крутящих моментов, что также повышает точность. Замена датчиков крутящих моментов отметчиками положений выходных валов двигателей упрощает устройство. По срав. , нению с известными датчиками крутящих моментов предлагаемые отметчики существенно проще конструктивно и в эксплуатации и не являются собственно измерительными устройствами. Отметчики требуют существенно меньшего участка выходного вала по сравнению с датчиками крутящего момента, что позволяет использовать предлагаемое устройство в малогабаритных многодвигательных установках.