СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СУДОВОЙ ПАРОТУРБИННОЙУСТАНОВКИ Советский патент 1966 года по МПК B63H21/06 F01B25/02 

Известны способы регулирования судовых установок, заключающиеся в том, что для стабилизации скорости хода судна предусматривается быстродействующий всережимный регулятор числа оборотов главной турбины. Управление положением задающего органа регулятора осуществляется дистанционно из центрального поста с помощью следящей системы от рукоятки управления, связанной со шкалой задаваемых оборотов.

Однако вследствие погрешности следящей системы, отклонения характеристики задатчика от расчетной, проявления неравномерности регулятора при изменении внешних условий (нагрузки на винте, вакуума в главном конденсаторе, сопротивления корпуса и т.п.) фактические обороты турбины могут значительно (до +6% номинального значения) отличаться от заданных с центрального поста. При этом для поддержания определенных оборотов оператору придется изменять положение рукоятки управления, ориентируясь на показания тахометра.

Кроме того, обороты гребного вала сами по себе еще не характеризуют однозначно скорость хода корабля. Последняя при постоянных оборотах может различаться в зависимости от состояния корпуса, обрастания его, отсутствия или наличия трала, осадки, глубины погружения (для подводных кораблей), состояния водной поверхности и т. п. Так, для надводных кораблей (эсминцев, крейсеров) ежемесячный прирост расхода топлива, необходимый для поддержания заданной скорости хода корабля при плавании в умеренных водах, составляет вследствие обрастания около 6-8,5%, а для тропических вод - вдвое больше.

Особенностью предлагаемого способа является то, что измеряют разность между фактической скоростью хода судна и заданной и подают на задающий орган регулятора числа оборотов корректирующий импульс, пропорциональный величине рассогласования.

На чертеже приведена принципиальная схема регулятора скорости хода судна по предлагаемому способу.

Регулятор состоит из трех основных блоков:

А - следящей системы управления пололсением задатчика оборотов;

Б - быстродействующего статического всережимного регулятора числа оборотов главной турбины;

В - медленно действующего астатического регулятора скорости хода корабля, корректирующего положение задатчика оборотов. Блок В в известных системах регулирования турби отсутствует и введеи в состав предлагаемого регулятора для обеспечения заданной скорости хода корабля независимо от точности следящей системы, погрешности в характеристике задатчика оборотов, точности регулятора оборотов, изменения внешних условий (нагрузки на винте, вакуума в главном конденсаторе), обрастания корнуса корабля, состояния водной поверхности, осадки, глубины погружения и т. п. Ручка 1 задания оборотов турбниы и скорости хода корабля связана механически через функциональный блок 2 с задатчиком следящей системы 3 и задатчиком скорости хода корабля 4, в качестве которых могут использоваться стандартные вратдающиеся трансформаторы на 400 гц, включенные по схеме ЛВТ (линейные вращающиеся трансформаторы). Сигнал от задатчика 3 сравнивается с сигналом вращающегося трансформатора обратной связи 5 по положению задатчика 6 регулятора оборотов турбины. Сигнал разбаланса (если он имеет место) усиливается в фазочувствнтельиом магиитном усилителе 7 и воздействует на электрогидравлический преобразователь 8 со струйным усилительным реле н далее поступает на гидравлический сервомотор 9 в направлении ликвидации имеющегося разбаланса в пределах точности следящей системы, составляющей около +2% полного перемещения задающего органа. Положением задатчика оборотов 6, жестко связанного со штоком сервомотора 9, определяются (с точностью до величины нечувствительности регулятора оборотов .и погрешности в характеристике задатчика) задаваемые обороты. Последние сравниваются с сигналом, поступающим от датчика числа оборотов 10, в качестве которого может быть исцользован шестеренчатый масляный насос. Сигнал разбаланса (если он имеет место) поступает на из.мерительный орган 11, уснлитель (струйное реле 12) и сервомотор 13, охваченные жесткой обратной связью 14, определяющей неравномерность регулятора оборотов, и далее через второй каскад усиления, представляющий собой гидравлическую следящую систему (отсечной золотник 15, сервомотор 16, подвижная букса 17 в обратиой связи, воздействует в направлении уменьшения разбаланса на ходовой клапан 18, регулирующий внуск пара в т;урбину 19. Оставшийся разбаланс онределяется неравномерностью и нечувствительностью регулятора оборотов. Турбина 19, включающая турбины переднего и заднего ходов связана через редуктор 20 с гребным винтом фиксированного шага 21. Подача пара с турбины переднего хода на турбину заднего хода переключается клапаном 22 при прохождении задающего органа через среднее (нулевое) положение. Сигнал заданной скорости хода корабля, поступающий с задатчика скорости 4, сравиивается с сигналом, поступающим с датчика скорост) хода корабля 23, в качестве которого может быть использован штатный лаг или ннердиальная система. Сигнал разбаланса (если он имеет место) нодается через ограничитель 24, не пропускающий нанряжений, больших некоторого установленного значения (У,„;„ (U,„1 0,2-f + 0,3 в) на вход интегрирующей тахометрической системы. Последняя состоит из фазочувствительного магнитного усилителя 25 (коэффициент усиления. /С 400 + 600) и электродвигателя 26, охваченных цепочкой обратной связи, состоящей из тахогенератора 27, и стандартного масштабного вращающегося трансформатора 28. Электродвигатель 26 через кинематический редуктор 29 и пр едохранительную муфту 30 связан с вращающимся трансформатором. Сигнал от него поступает на вход усилителя 7, где суммируется с сигналом заданных оборотов и сигналом обратной связи, вызывая тем самым через элементы 8, 9, 5 следящей системы «А некоторое дополнительное перемещение задатчика 6, направленное на ликвидацию разбаланса. Наличие астатического корректора (блок В позволяет значительно повысить динамические качества существующих регуляторов оборотов путем увеличения их иеравномерностн без опасения увеличить при этом отклонения скорости хо,да корабля при изменении внешних условий. Кроме того, наличие астатического корректора В позволяет значительно снизить требования к точиости следящей системы задания оборотов (блок Л), к точности воспронзведекия расчетной характеристнкн унравления иа задатчике 6 и к точности самого регулятора оборотов (блок Б), а также к стабнльиости характеристик этих элементов в процессе эксплуатации на корабле. Это позволит расширить поле допускаемых отклонений и значительно облегчить изготовление регуляторов оборотов. При неисправности корректор В может быть легко выключен, при этом сохраняется нолная работоспособность регулятора оборотов Б к следящей системы /1. Автоматическое отключение корректора В может быть предусмотрено при переходе на задний ход, если датчик скорости 23 на заднем ходу не работает. Предмет изобретения Способ регулирования судовой паротурбинной установки, оборудованной датчиком скорости хода сздна и всережимным регулятором числа оборотов турбины, путем автоматического воздействия на положение задающего органа регулятора по импульсу заданной CKO-J рости хода, отличающийся тем, что, с целью при изменении виешних условии и повышения точности регулирования, измеряют разность между фактической скоростью хода судна (иф) и заданной (Удаа ) и подают иа задающий орган регулятора числа оборотов дополнительный корректирующий имиульс, проиорциональиый величине рассогласования (Оф -

--I гг-и 411}-& I .

И1й--гШ-&а1Ч11(Ш 1Ч«ши II1 I1fг-п I г/.п- -Щ-