CrewTraffic - Maritime community CrewTraffic - Maritime community

Элементы периферийного оборудования систем ДАУ

Содержание

Задающие устройства систем ДАУ Усилительные устройства ДАУ Исполнительные элементы систем ДАУ

Комплекс системы ДАУ главным двигателем включает:

система автоматического контроля силовой установки и сигнализация; система автоматического дистанционного управления и обслуживание главного двигателя и вспомогательных механизмов; система автоматического регулирования и стабилизации энергетических процессов.

Управление главными двигателями большой мощности современных транспортных судов, как правило, осуществляется системой ДАУ, которая состоит из электронно-логического блока, выполненного на интегральных микросхемах с применением электромагнитных реле в качестве выходных элементов, и штатной пускореверсивной пневматической системой, выполненной на элементах фирмы «Вестингауз». В данном справочнике рассмотрены особенности компоновки и эксплуатации следующих систем ДАУ:

система ДАУ типа STL-930; система ДАУ AUTOCHIEF-III система ДАУ типа FAHM (ASEA); система ДАУ типа SBC-7.

По видам энергии большинство систем ДАУ являются комбинированными, так как в них используются электрические, пневматические и гидравлические элементы.

Таким образом, система ДАУ двигателем оборудована исполнительными периферийными элементами, которые предназначены для преобразования командных сигналов при управлении двигателем. В зависимости от выполняемых функций можно выделить следующие группы элементов периферийного оборудования: локальные регуляторы частоты вращения вала; задающие устройства; усилители и сервомоторы; исполнительные элементы.

Частота вращения вала ГД является одним из основных параметров, определяющих эксплуатационные характеристики судовой силовой установки.

Стабилизация заданной частоты вращения вала обеспечивается регуляторами, которые входят в состав система автоматического регулирования частоты вращения двигателя.

Наиболее широкое распространение получили механические регуляторы фирмы «ВУДВОРД», устанавливаемые на ГД морских судов, и электронные регуляторы типа DGS-8800.

Для двигателей морских судов фирма «ВУДВОРД» выпускает регуляторы по своему конструктивному устройству двух типов:

UG - универсальный регулятор рычажного и шкального исполнения; PG - регулятор с пневмозаданием.

Конструкцию и устройство регуляторов, их настройку, обслуживание необходимо рассматривать в специальной литературе.

Задающие устройства систем ДАУ

Задающие устройства - предназначены для преобразования командных сигналов в пропорциональные им выходные сигналы, используемые непосредственно или после усиления в системах управления.

Все вышеперечисленные системы ДАУ в настоящем издании имеют общую особенность - пускореверсивная система является пневматической. В пневматическую систему включен электропневмопреобразователь, который предназначен для преобразования управляющего сигнала в виде постоянного тока (0-500 мА) от электронной части системы ,ДАУ в давление управляющего воздуха соответственно заданной команде.

На рис. 22.33 приведено устройство электропневмопреобразователя фирмы «Вестингауз». Электропневмопреобразователь состоит из двух частей: верхней-электромагнитной и нижней - пневматической.

Электрическая часть преобразователя состоит из катушки 2 и постоянного магнита 1. При прохождении тока, катушка 2 движется вниз под действием силы, прямо пропорциональной величине этого тока, воздействуя через толкатель и плоскую пружину 3 на шарик 4 пневматической части. Положение шарика в гнезде клапана является входной координатной системы пневмообразования. Регулировочный винт 9 используется для регулировки заданной нагрузки. Заводом изготовителем винт 9 отрегулирован таким образом, что при нулевой мощности электрического сигнала на входе преобразователя на его выходе устанавливается нулевое значение давления воздуха.

Устройство электропневмопреобразователя фирмы «Вестингауз».

При подаче сигнала (0...500) мА на вход электропневмопреобразователя катушка 2 воздействует через толкатель и плоскую пружину 3 на шарик 4, который опускается в гнездо клапана и ограничивает стравливание воздуха в атмосферу. Давление в нижней части мембранного клапана повышается, выходной клапан 7 закрывается, а впускной клапан б открывается. Воздух поступает на выход до тех пор, пока давление под мембранным клапаном 8 не уравнивается давлением сверху. При этом впускной клапан б закрывается и на выходе преобразователя устанавливается определенное значение давления управляющего воздуха.

При уменьшении сигнала на входе преобразователя силовое воздействие картушки 2 уменьшается, под действием плоской пружины 3 шарик 4 освобождает гнездо клапана и увеличивается стравливание воздуха в атмосферу. Это приводит к уменьшению давления под мембраной 8, которая, двигаясь вниз, открывает выходной канал. Давление на выходе преобразователя уменьшается до тех пор, пока положение клапана 7 не уравновесится давлением снизу и сверху. Дальнейшее движение плоской пружины повторяет процесс до равновесия и появления на выходе преобразователя давления управляющего воздуха, пропорционально электрическому сигналу на входе.

Часто в пневматической системе ДАУ используют пневматические задатчики, преобразующие командный сигнал в пропорциональное давление воздуха.

В пневматическом задатчике фирмы «Вестингауз» показанном на рис. 22.34 статическое состояние характеризуется равновесием сил, действующих на мембрану 5 силы от сжатой настроечной пружины 7 и силы давления сжатого воздуха на выходе пневмозадатчика. Состояние равновесия нарушается при перемещения штока 3 (например, вниз). При этом сжимается задающая пружина 4 и прогибает вниз мембрану, которая сжимает настроечную пружину 7 и перемещает в том же направлении подвижное гнездо клапана 8 наполнения, открывая его.

Схема балластного пневматического задатчика фирмы «Вестингауз».

Рабочий воздух давлением Рраб поступит в камеру «в», затем через открытый клапан 8 заполнит камеру «б» наполнения и далее с давлением Рзад к приемному устройству. Под действием давления в камере «б» мембрана прогибается вверх, сжимая настроечную пружину. При достижении давления рабочего воздуха Рзад заданного значения, мембрана, переместившись вверх, займет такое положение, при котором клапан 8 закроется.

Если давление Рзад превысит заданную величину, мембрана еще больше переместиться вверх, открывая выпускной клапан б, этим самым часть воздуха из камеры «б» перепускается в камеру «а» и через открытое отверстое в атмосферу. Что приводит к снижению давления При понижении давления в камере «б» мембрана под действием задающей пружины переместится вниз, стравливающий клапан б закрывается и открывается клапан наполнения 8. После окончания переходного процесса на выходе установится новое значение давления управляющего воздуха пропорциональное перемещению штока 3 под действием задающего кулачка 2, связанного с командным органом 1. В состоянии равновесия кланан наполнения и стравливающий закрыты.

Электропневматаческий преобразователь фирмы «СИМЕНС», представленный на рис. 22.35, преобразует электрический сигнал постоянного тока Iвх = (0 ... 20) мА в пневматический сигнал (0,2 ... 1,0) бар (0,02...0,1 МПа).

Схема устройства электропневматического преобразователя фирмы «СИМЕНС».

При отсутствии напряжения в катушке электромагнита 8 рычаг плунжера 3 под действием силы натяжения пружины устанавливается в положение, при котором приоткрывается выпускное отверстие воздушной трубки 2, и воздух из полости «а» пневмозадатчика 5 выпускается в атмосферу. При этом поршень 6 пневозадатчика перемещается влево, перекрывая поступление рабочего воздуха с давлением Рраб от магистрали пневмопитания в полость «6», на выходе устанавливается нижний предел давления Рзад пневмозадания. При появлении напряжения в катушке электромагнита 8 под действием намагничивающей силы рычаг плунжера 3 изменяет свое положение, прикрывая выпускные отверстия трубки 2, в результате чего в полости «6» через дроссель 7 под действием давления рабочего воздуха повышается давление, поршень пневмозадатчика перемещается вправо, воздух поступает в полость 6, что приводит к повышению давления управляющего воздуха на выходе.

Повышение давления в полости «6» пневмозадатчика через сильфон 4 обратной связи создает на рычаге плунжера 3 усилие, противодействующее намагничивающей силе электромагнита. При равновесии намагничивающей силы и усилия от сильфона рычаг плунжера занимает новое положение. Таким образом, намагничивающая сила с помощью пневмозадатчика и отрицательной обратной связи преобразуется в давление Рзад воздуха управления на выходе из преобразователя, пропорционально току Iвх в катушке электромагнита.

Усилительные устройства ДАУ

Усилительные устройства в системах ДАУ служат для преобразования и усиления сигналов с целью изменения положения регулирующих органов объектов управления, обеспечиваются усилителями и сервомоторами с помощью вспомогательной энергии, в зависимости от вида которой различают гидравлические, пневматические, электрические усилители и сервомоторы.

Рабочей средой для гидравлических усилителей и сервомоторов используются минеральные масла с небольшой вязкостью. В системах управления применяются однопроточные струйные и золотниковые гидравлические усилители.

Однопроточный струйный усилитель приведен на рис. 22.36, в нем расположено напорное сопло 4, укрепленное на поворотном валике 2.

Верхняя часть сопла выполнена расширяющейся для улавливания рабочей жидкости из неподвижного сопла 1. Струя жидкости из сопла 4 попадает через приемные каналы «а» в полости сервомотора 3. Давление Р1 и Р2 жидкости в приемных каналах и полостях сервомотора устанавливается одинаковыми или различными в зависимости от того, какая часть струи попадает в каждый из каналов при отклонении сопла от среднего положения. При этом поршень сервомотора занимает положение, соответствующее отклонению сопла валика 2.

Гидравлический однопроточный струйный усилитель.

Золотниковый усилитель, показанный на рис. 22.37, управляет поступлением рабочей жидкости в полости сервомотора 1 давлением Рраб и сливом отработанной жидкости с помощью расположенной в корпусе 2 золотниковой пары 3 - золотник 4. В нейтральном (среднем) положении отсечные кромки золотника перекрывают окна, соединяющие полости усилителя с полостями сервомотора, поршень которого находится в покое.

При смещении золотника из нейтрального положения одно из окон втулки сообщается с напорной полостью сервомотора, другое - со сливной. В зависимости от соотношения размеров отсечных поясков золотника и ширины окон втулки золотниковые усилители бывают с положительным, нулевым и отрицательным перекрытием.

Гидравлический золотниковый усилитель

Для повышения чувствительности некоторые усилители выполняют в виде самоцентрующихся золотников, в которых поддерживается масляный зазор или между золотником и втулкой.

Исполнительные элементы систем ДАУ

Исполнительные элементы преобразуют сигналы усилителя в поступательные либо вращательное перемещение регулирующих органов. В зависимости от вида вспомогательной энергии различают гидравлические и пневматические сервомоторы.

Схемы и характеристики сервомоторов приведены в таблице 22.4.

Для установки регулирующих органов в промежуточное положение используют сервомоторы с позиционером, схема устройства которого приведена на рис. 22.38.

Сервомотор с позиционером.

В камеру «д» сервомотора подается командный пневматический сигнал Рвх, и мембрана 4 занимает положение, определяемое равновесием сил давления Рвх и пружины 3. В установившемся режиме коромысло 1 занимает положение, при котором клапаны 2 поддерживают одинаковое давление в камерах «а», «б» и полостях «в», «г». При изменении Рвх мембрана перемещается, вызывая через систему рычагов отклонение коромысла 1. При этом один из клапанов 2 увеличивает подачу воздуха пневмопитания Рпит в «свою» полость, а другой клапан 2 сообщает противоположную полость с атмосферой, что приводит к нарушению равенства давлений в полостях «в» и «г» и перемещению поршня 5, который будет перемещаться до тех пор, пока под действием обратной связи коромысло 1 не займет нейтральное положение. При этом положение штока 6 будет соответствовать новому значению сигнала Рвх.

Электромагнитные (соленоидные) исполнительные элементы, у которых управляющий сигнал преобразуется в поступательное движение или поворот на некоторый угол исполнительных органов (золотника, клапанов, заслонок) характеризуется высоким быстродействием.

В качестве исполнительных элементов электронного регулятора частоты вращения используют электромагнитные преобразователи, схема которых представлена на рис. 22.39.

Электромагнитный преобразователь.

Конструкция корпуса электромагнитного преобразователя и подвижного сердечника 4 обеспечивает линейную зависимость перемещения силового вала 1 от значения тока в соленоидной обмотке 5. При минимальном напряжении Uвх намагничивающая сила обмотки недостаточна для преодоления усилия пружины 6, поэтому сердечник занимает верхнее положение. При увеличении Uвх растет ток в обмотке 5, возрастает намагничивающая сила, преодолевая сопротивление силы упругости пружин. При этом сердечник перемещается вниз, устанавливая силовой вал в положение, соответствующее заданной топливоподаче. С помощью потенциометра 2 в схему управления преобразователем подается сигнал обратной связи по положению силового вала. При прекращении подачи тока в обмотке сила упругости пружин возвращает силовой вал в положение нулевой подачи топлива, при этом преобразователь действует как предохранительное устройство.

Литература

Судовой механик: Справочник. Том 3 - Фока А.А. (2016)

No comments yet. Be the first to add a comment!
By continuing to browse the site, you agree to our use of cookies.