Какие применяются регуляторы частоты вращения?

Для регулирования частоты вращения дизельных двигателей применяются главным образом центробежные регуляторы непря­мого действия с гидравлическими сервомоторами, вырабатывающими усилие для перемещения рычажно­го механизма топливоподачи. В последнее время стали применять электронные регуляторы.

Почему необходимы электрон­ные регуляторы?

Требования, предъявляемые к надежности регуляторов, их харак­теристикам и возможностям согла­сования с другими системами, не­изменно растут по мере развития автоматизации. Поэтому начата разработка электронных регулято­ров частоты вращения в связи с созданием систем дистанционного автоматизированного управления турбинами и малооборотными ди­зелями. Благодаря использованию достижении новейшей технологии стало возможным создание систем регулирования частоты вращения, содержащих только электрические и электронные компоненты. Такие системы должны удовлетворять особым требованиям в отношении их эксплуатационной надежности, характеристик и работоспособнос­ти в жестких условиях окружаю­щей среды.

Применяемые на судах дизели разнообразны по типам. Поэтому конструкция систем их регулирова­ния должна отличаться высокой универсальностью: управлять раз­личными исполнительными устрой­ствами, вводы и выводы должны быть стандартизированы и легко подключаться к другим системам, например к системе дистанционно­го управления гребным винтом ре­гулируемого шага или системе автоматизации дизель-генерато­ров.

Какие недостатки имеют гид­равлические регуляторы?

Повышаются требования предъ­являемые к качественным харак­теристикам систем регулирования частоты вращения и распределения нагрузки двигателей. Регулировать распределение нагрузки с помощью гидравлических и механических устройств трудно, так как они не обладают одинаковым статизмом.

Гидравлические регуляторы имеют подвижные детали, которые изнашиваются. Частая смена их ведет к неизбежному износу и удо­рожанию обслуживания. Кроме то­го, мощность, необходимая для привода исполнительного механиз­ма, отбирается непосредственно от двигателя, а это требует приме­нения устройств специальной передачи и, следовательно, дополни­тельных затрат. Установка блока питания и гидравлического усили­теля в случае ограниченной мощ­ности исполнительного устройства также увеличивает стоимость регу­лятора.

Каково устройство силовых приводов электронных регулято­ров?

Силовой привод регулятора ASAC 1850, выпускаемый фирмой АСЕА, имеет двигатель постоян­ного тока с низким моментом инер­ции, передачу и позиционный дат­чик.

Время ускорения двигателя при частоте вращения 0-3000об/мин составляет 27мс. Крутящий момент на выходном валу редукто­ра около 1800 Н×м, эффективный отбираемый момент примерно 700 Н×м. Нормальный угловой ин­тервал регулирования находится в пределах от 30 до 40°; поворот на угол в 30° происходит за 400 мс. Силовой привод мож­но проворачивать с помощью рукоятки, что используется в ава­рийной ситуации и при отладке сис­темы.

Регулятор типа EG фирмы «Вудворд» электрогидравлическо­го типа содержит управляемый со­леноид. Мощность отбирается от двигателя, как и в других сис­темах подобной конструкции, и пе­редается на выходной вал через гидравлический усилитель. Су­ществует другой вариант этого ре­гулятора типа EG-B, в котором исполнительный орган управляется не только с помощью соленоида, но и посредством обычного встро­енного регулятора. В этом случае система работает с резервировани­ем на случай отказа электрической части. Выпускаемые регуляторы EG имеют различные типоразмеры.

Регулятор DYNA фирмы «Барбер Колман» содержит мощный со­леноид, воздействующий на сердеч­ник, имеющий пружину, под дейст­вием которой он возвращается в ис­ходное положение. Управляющий сигнал, поступающий на вход элек­трического усилителя мощности системы, контролирует прохожде­ние тока через обмотку соленоида и, следовательно, положение сер­дечника. Поступательное переме­щение сердечника преобразуется во вращательное перемещение выход­ного вала исполнительного органа, оснащенного потенциометрическим позиционным датчиком. В регуля­торах этого типа возможность резервирования или аварийного управления при возникновении не­исправности в электрической сис­теме не предусмотрена. Регуляторы DYNA выпускаются с различными типоразмерами.

Что включает в себя электрон­ная система регулирования скорос­ти главных судовых дизелей?

Система состоит из пульта уп­равления, блока электроники, дат­чиков, исполнительного органа и блока питания (рис.80, а).

Пульт управления конструиру­ется по техническому заданию за­казчика. Вводы и выводы стандар­тизированы. К ним можно под­ключить реле, потенциометры, лам­пы, измерительные приборы и т.д. Кроме того, они позволяют произ­водить обмен сигналами с цент­ральной системой управления.

Как устроены и работают ис­полнительные органы в электрон­ных регуляторах?

Применяемые исполнительные органы могут быть различных ти­пов. Тем не менее, принцип их дейст­вия остается общим: блок электро­ники вырабатывает управляющий сигнал, поступающий на усилитель мощности, который заставляет ис­полнительный орган совершать ме­ханическое перемещение, связан­ное с входным сигналом определен­ной зависимостью.

В системе применяется один из типов блока электроники: QHFR 110 для управления исполнитель­ными устройствами регуляторов типа EG фирмы «Вудворд» или DYNA фирмы «Барбер Колман», имеющих встроенный усилитель мощности, либо QHFR 150, кото­рый содержит усилитель мощ­ности и предназначен прежде все­го для управления исполнительным устройством ASAC 1850 фирмы АСЕА. Функциональные электрон­ные цепи блоков обоих типов одинаковы.

Блок QHFR 110 заключен в гер­метизированный литой корпус, со­держащий электронные компонен­ты и выводные панели. Конструк­ция блока позволяет монтировать его непосредственно на двигателе. Блок QHFR 150, помимо электрон­ных компонентов, имеет тиристорный преобразователь с дросселями, предохранителями и простым ими­тирующим устройством. Блок QHFR 110 питается постоянным током напряжением 24В, в самом удобном варианте — от батареи. Питание блока QHFR 150 осущест­вляется от сети переменного тока напряжением 220В (380, 450В) через трансформатор. Электронные цепи в этом случае могут питаться от независимого источника посто­янного тока напряжением 24В.

Какие датчики частоты вра­щения используют в системе?

В системе используют импульс­ный датчик частоты вращения, производящий отсчет по зубчатому колесу, установленному на валоповоротном механизме или махови­ке (рис.80, б).