Устройство для регулирования и согласования нагрузки параллельно работающих двигателей Советский патент 1985 года по МПК F02D25/00 

1

Изобретение относится к двигателестроению.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности работы.

На фиг. 1 приведена принципиальна схема устройства; на фиг. 2 - вариан исполнения сердечника датчика с возможностью изменения его начального положения.

Устройство состоит из отдельных одинаковых секций: А (ведутций двигатель) и Б (ведомый двигатель). Секция А содержит регулятор 1 частоты. вращения, задатчик 2 мощности, перви ньй датчик 3 режима, который содержи одну первичную и две вторичные обмот и преобразует линейное перемещение сердечника 4 в переменное напряжение посредством цепи 5 дистанцион- . ной настройки ведущего регулятора. Секция Б содержит регулятор 1, жестко связанный с вторичным датчиком 6 режима и цепь 7 дистанционной настройки регуляторов.

Цепь- 7 дистанционной настройки регуляторов состоит из электронного усилителя 8, на выходе которого включен реверсивньй электродвигатель 9, который через червячный редуктор. 10 с необратимой кинематической связью и механизм 11 для преобразования вращательного движения в поступательное, например пару зубчатое колесо - зубчатая рейка, воздействует на сердечник 4 вторичного датчика 6 режима.

Сердечник 4 вторичного датчика 6 режима в данном варианте представляет полый ферромагнитный сердечник, имеющий внутреннюю резьбу и закрепленный с помощью ее на соответствующем резьбовом участке жесткой связи 12 (Лиг. 2). I

Устройство работает следующим образом.

Линейное перемещение задатчика 2 мощности задает определенную мощност:5 для двигателя А посредством воздействия на цепь 5 дистанционной настройки ведущего регулятора. При этом перемещается орган дозирования подачи топлива (например, рейка топливного насоса высокого давления у дизельных двигателей). Движение цепи 5 вызывает перемещение сердечника 4 первичного датчика 3 режима, который представляет собой индуктив002

ный дифференциально-трансформаторный датчик с о,диой первичной и двумя вторичными полуобмотками. Амплитуда и фаза нторичного напряжения датчика 3 зависят от величины и направления перемещения соответственно сердечника 4 от начального положения. В исходном состоянии сердечник 4 вторичного датчика 6 режима находится в нейтральном положении (например, соответствующем режиму холостого хода секции Б).

Таким образом, сердечники 4 датчиков 3 и 6 при изменении режима задатчиком 2 находятся в разных положениях относительно нейтрального состояния. Это приводит к тому, что наводимые во вторичных полуобмотках датчиков напряжения неравны между собой-. Разностное напряжение поступает на вход электронного усилителя 8 цепи 7 дистанционной настройки регулятора ведомого двигателя. Усиленный сигнал ошибки подается на обмотку управления реверсивного двигателя 9, обмотка возбуждения которого включена в сеть переменного напряжения. Вал реверсивного двигателя. 9 вращается со скоростью, прямо пропорциональной амплитуде сигнала рассогласования. Направление вращения зависит от фазы рассогласования. Вращение вала двигателя 9 передается через червячный редуктор 10 и преобразуется в поступательное движение сердечника 4 датчика посредством механизма 11. Вал двигателя вращается до тех пор, пока в результате перемещения сердечника 4 датчика 6 напряжения Uj и Uj со вторичных полуобмоток датчиков 3 и 6 не сравняются. При этом сигнал ошибки становится равным нулю, и воздействие на регулятор ведомого двигателя прекращается. Но всем системам, содержащим индуктивные датчики, присущи свойственные этим датчикам нелинейные квадратурные погрешности, кроме того, возможны различия в настройке регуляторов ведущего и ведомых двигателей, а также неидентичность характеристик используемых индуктивных датчиков.

С целью ликвидации указанных погрешностей сердечники 4 датчиков 3 и 6 выполнены с возможностью изменения их начального положения. В данном варианте сердечник 4 датчика 6 может

перемещаться вдоль своей оси относительно жесткой связи 12 при помощи резьбы и закрепляться в нужном положении, например, контргайками. Таким образом, данное соединение позволит 5 выравнять нагрузки параллельно работающих двигателей путем выявления их начального рассогласования и последующего изменения начального положения сердечника 4 с помощью пары 10 винт-гайка до тех пор, пока индивидуальные мощности каждого двигателя не будут выравнены. Следовательно., в результате работы системы сердечника А датчика 6 получает перемещение, отлич-15 нее от перемещения сердечника 4 датчика 3 от задатчика 2. Это различие будет прямо пропордионально начальному рассогласованию регулируемых двигателей. Таким образом,компенси- 20 руются суммарные погрешности системы. Результатом этого является одинаковое перемещение органов дозирования топива в секциях А и Б, причем точность

в подаче топлива в секции Б ведомого двигателя полностью определяется коэффициентом усиления электронного усилителя 8 цепи 7 дистанционной насройки регулятора ведомого двигателя, собранной по дифференциально-трансформаторной схеме.

Преимуществом предложенного устроства является то, что в нем известна мощность ведомого двигателя; она равна мощности ведущего двигателя (в прототипе канал суммирования сигналов рассогласования не позволяет судить об индивидуальной мощности каждого двигателя в отдельности).

Предложенное устройство является более простым по сравнению с прототипом и не требует частого контроля и подстройки, а также более надежным, поскольку резко снижается зависимость параметров устройства от условий окружающей среды и тепловых режимов двигателей.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И СОГЛАСОВАНИЯ НАГРУЗКИ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮНЩХ ДВИГАТЕЛЕЙ, содержащее задатчик мощности ведущего двигателя, регуляторы частоты вращения ведущего и ведомых двигателей, связанные соответственно с первичным и вторичными датчиками режимов, и цепь дистанционной настройки регуляторов, отлич ающе ее я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежностиj первичный и вторичные датчики режимов выполнены в виде электромагнитов с сердечниками одной первичной и двумя вторичными обмотками, а цепь дистанционной настройки регуляторов выполнена в виде дифференциально-трансформаторной схемы, связывающей обмотки электромагнитов, усилителя, реверсивного электродвигателя и червячного редуктора, причем выход дифференциально-трансформаторной схемы через усилитель соединен с электродвигателем, который через червячный редуктор кинематически свяi зан с сердечниками электромагнитов ведомых двигателей. (Л 2. Устройство по п. 1, отличающееся теМ; что сердечники электромагнитов установлены с возможностью регулировки их начального положения относительно обмоток электромагнитов.

г-± .

11 W

фиг.2