28.11.10

Функциональная схема САУ рулевой электрогидравлической машины (РЭГМ)

Дисциплина: Судовой автоматизированный электропривод (САЭП).
Лабораторная работа на тему "Устройство и принцип действия авторулевого АИСТ".
Функциональная схема САУ рулевой электрогидравлической машины (РЭГМ) приведена на рис.7.1. В состав современного автоматизированного электрогидравлического рулевого устройства (ЭГРУ) входит РЭГМ и авторулевой типа "Аист". РЭГМ устанавливается в рулевом помещении судна и включает:

-гидропривод руля (ГП);
-насосы регулируемой производительности (НРП) аксиальные, типа НД;
-электрооборудование электроприводов приводного двигателя (ПД) насоса.


Автоматизированные ЭГТУ в автоматическом режиме действуют следующим образом: под влиянием возмущающих моментов судно совершает около заданного курса небольшие рыскания. Гирокомпас непрерывно измеряет курсовой угол ψист. с помощью сельсино-измерительного звена курса СДк (сельсин-датчик курса)→СПк (сельсин-приемник курса)→НП передаёт его механическому дифференциометру (МЛ). При отклонении судна от курса выходной валик МД синхронно с отклонением судна от курса поворачивает ротор сельсина трансформатора (СТк) на угол, равный углу отклонения судна (±ψ = ±ψзад. ± ψист.)
Предположим, что судно отклоняется вправо от курса со скоростью 0,1 °/с. Синхронно с отклонением судна поворачивается по часовой стрелке ротор сельсина СТк. На вторичной обмотке СТк появляется возрастающее напряжение, пропорциональное углу отклонения (U1>K1ψ). Это напряжение поступает на сумматор (СМ), а также через фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ) на электронное дифференцирующее устройство (ЭДУ). Пропорциональное скорости отклонения судна от курса напряжение U2= K2*dψ/dt (K2= 1/КОС1), совпа-дающее по фазе с напряжением U1; также поступает на СМ, который суммирует эти два напряжения при отклонении судна от курса до начала работы исполни-тельного механизма (ИМ). Напряжение на входе усилителя (У1) равно алгебраической сумме Uуот = U1+ U2. Далее оптимальная следящая система управления (ОССУ) РЭГМ обеспечивает соответствующее управление РЭГМ и рулем. Усиленное суммарное напряжение Uд поступает с усилителя на управляющую обмотку исполнительного двигателя (ИД) ИМ. ИД интенсивно вращаясь через редуктор Л поворачивает выходной валик ИМ по часовой стрелке на угол (Ɵим+0,3*), пропорциональный суммарному усиленному напряжению Uд, а через понижающий редуктор Р2 - ротор сельсина трансформатора исполнительного механизма (Стим), напряжение которого U4=K4* Ɵим(K4=Kим/KOC2, Kим=0,16), находясь в противофазе с напряжением U1 и U2, почти полностью их компенсирует. Разность напряжений на входе СМ ΔU=U1+U2+U4 обеспечивает при стоянии ИД под током натяжение-сжатие пружины нулевого установителя (НУ) ИМ. Так отрицательная обратная связь (ООС) по ИМ обеспечивает следящее действие ОССУ, изменяя последовательность действия ИМ. К примеру: если КОС1=КОС2 = 1; К2 = 1/ КОС1*ατ/(dψ/dt) = Ким/ КОС2*Ɵим/(dψ/dt) = 20, то при скорости отклонения судна от курса, равный 0,1 °/с, валик ИМ вначале практически мгновенно поворачивается на угол предварения Ɵим, равный 12.5°, определяемый напряжением ЭДУ, пропорциональный скорости отклонения судна от курса. Затем синхронно с отклонением судна будет поворачиваться дальше под действием возрастающего напряжения СТк. Причем, через 10 с судно отклоняется от курса на 14°, а валик ИМ - до предела. За счет угла предварения ИМ обеспечивается предварение действия ЭГРУ с целью удержания судна на курсе, т.е. для уменьшения скорости и угла отклонения судна.
Валик ИМ, поворачивается по часовой стрелке смещает рычажный передачей РП1 поршень (золотник) золотниковой коробки (ЗК) насоса вправо. Масло под давлением шестеренчатого насоса ИРП поступает через ЗК в правый цилиндр гидроусилителя (ГУ). ГУ поворачивает по часовой стрелке люльку Л насоса Н, а рычажной передачей РП2 возвращает золотник ЗК в нейтральное положение. Так действует следящая система НРП, обеспечивая слежение Л за выходным валиком ИМ. При отклонении Л на угол - 0.3° Н развивает производительность, пропорциональную углу отклонения валика ИМ и нагнетает масло в прессы гидропривода (ГП) РЭГМ, РЭГМ разворачивает руль по часовой стрелке.
Так как СУ следящая, то руль повторит с некоторым запаздыванием манипуляции валика ИМ. Вначале руль быстро отклоняется на угол предварения α1, удерживая отклоняющееся судно. В нашем случае угол предварения руля будет равен 2°. Затем руль синхронно с отклонением судна будет отклоняться дальше, отклоняясь на 2° при отклонении судна на 1°. Через 10 с судно отклониться на 1°, а руль на 4°.


При повороте руля баллер рычагом поворачивает ротор сельсина трансформатора СТр, напряжение которого U5 = K5α, находящимся в противофазе с напряжением U4. С ростом напряжения U5 разностное напряжение Uд и пружины НУ ИМ, синхронно с поворотом руля возвращают валик ИМ сначала в нейтральное положение, а затем и далее.
Поворачиваясь против часовой стрелки, валик ИМ через рычажную передачу РП1 смещает золотник влево, масло от насоса устремляется в левый гидроцилиндр ГУ, ГУ возвращает люльку насоса в нейтральное положение, а рычажной передачей РП2 возвращает в нейтральное положение золотник 3. Когда перо руля отклоняется на требуемый угол α3, напряжение U5 полностью скомпенсирует напряжение U1, валик ИМ и Л Н установится в нейтральное положение. Производительность насоса снизиться до нуля и перекладка руля прекратится.
Под действием поворотного момента, создаваемое отклоненным рулем, судно возвращается на курс. Гирокомпас с помощью сельсино-измерительного звена (СИЗ) и МД возвращает ротор сельсина в нейтральное положение. Напряжение U1 уменьшается синхронно с уменьшением угла отклонения судна и на СМ появляется возрастающее напряжение U1’, равное разности напряжений U5 и U1, совпадающие по фазе с напряжением U5, т.к. руль и ротор сельсина СТр еще повернуты на угол α3. Напряжение U1’ поступает через ФЧВ на ЭДУ блока коррекции (БК), ЭДУ вырабатывает поступающие на СМ напряжения U2’ = K2*dψ/dt, пропорциональное скорости возвращения судна на курс, вновь совпадающее по фазе с напряжением U1’, т.к. поменялась полярность напряжения на выходе ФЧВ, т.е. при возвращении судна на курс, до начала работы ИМ, напряжение на выходе У1 равно алгебраической сумме этих двух напряжений Uуот= U1’+ U2’, фаза его противоположна фазе напряжения Uуот при отклонении судна от курса. В связи с этим ИД, интенсивно вращаясь в обратную сторону, поворачивает выходной валик ИМ против часовой стрелки на угол - 0.3°, пропорциональный, как в первом случае, суммарному усиленному напряжению Uуот.
ГУ развернет теперь люльку насоса против часовой стрелки. В связи с этим изменяется направление подачи Н, и РЭГМ интенсивно возвращает руль в диаметральную плоскость. Благодаря совместному действию напряжений СТр и ЭДУ, руль вернется к диаметральной плоскости раньше чем, судно вернется на заданный курс, а к моменту выхода судна на курс руль окажется заложен-ным на несколько градусов противоположного борта, т.е. происходит удержи-вание судна при возвращении на курс.
Если далее, под действием перпендикулярного давления, судно будет отклоняться влево, то ЭГРУ развернет руль вправо, удерживая судно на курсе. Если удары волны односторонние или дует боковой ветер, то пропорционально-дифференциальная часть авторулевого возвращает судно на курс с погрешностью, равной статической ошибке авторулевого Δψ=±0.5÷1°. Причем, при односторонних ударах волн курсовая погрешность накапливается. В случае курсовой погрешности на выходе СТк имеется небольшое напряжение ΔU (ротор сельсина, не вернулся). Это напряжение выпрямляется ФЧВ и подается на электронное интегрирующее устройство (ЭИУ). ЭИУ вырабатывает возрастающее во времени напряжение U3. Под действием возрастающего напряжения ЭИУ ЭГРУ перекладывает руль на соответствующий угол. Судно возвращается на курс, а СТк - в нейтральное положение. Напряжение ΔU и, уменьшается до нуля. При отклонении руля поворачивается ротор сельсина СТр, напряжение которого U5 компенсирует напряжение U3 и далее судно будет идти по заданному курсу с постоянно отклоненным рулем.
Точность стабилизации судна на заданном курсе при скорости не менее 5 узлов ±0,2° курса. Напряжение U2 ЭДУ с помощью потенциометра R3 «Регулировка производной» вынесенного на лицевую панель пульта управления (ПУ), может быть изменено в пределах от 0 до 2,2 В, т.е. угол предварения руля может быть задан в пределах от 0 до 6° при КОС1=КОС2=0,5 и dψ/dt =0,1 °/с. Скорость нарастания напряжения U3 ЭИУ с помощью потенциометра R1, находящегося внутри ПУ, может быть изменена от 0 до 8мВ/с при напряжении на входе ЭИУ 400 мВ, что соответствует скорости отклонения руля от 0 до 0,04°/с.
Максимальное напряжение ЭИУ 4В, что соответствует углу руля 8 . На лицевой панели ПУ находится переключатель "КОС" на 11 положении (0,2, 0,3, 0,4, ... 2) с помощью которого можно специально изменить напряжение, поступающее от автотрансформатора ТОСр, на обмотку возбуждения сельсина СTим. При этом изменяются коэффициенты обратных связей КОС1 и КОС2 и углы перекладки руля.
Цифры 0,2, 0,3, 0,4, ... 2 означают отношение численных значений напряжений возбуждения сельсинов СТр и СТим к численному значению неизменного напряжения возбуждения сельсина СТк. Изменение напряжения возбуждения СТим приводит к изменению производительности насоса НРП, т.е. скорости перекладки руля (уменьшение напряжения приводит к увеличению скорости) dα/dt=ψ/KOC1. Изменение напряжения возбуждения СТр приводит к изменению угла перекладки руля (уменьшение напряжения приводит к увеличению угла) α=ψϕ/KOC1.

⇓ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ⇓


⇒ВНИМАНИЕ⇐
  • Материал на блоге⇒ Весь материал предоставляется исключительно в ознакомительных целях! При распространении материала используйте пожалуйста ссылку на наш блог!
  • Ошибки⇒ Если вы обнаружили ошибки в статье, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье. Мы будем очень признательны!
  • Файлообменники⇒ Если Вам не удалось скачать материал по причине нерабочих ссылок или отсутствующих файлов на файлообменниках, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье.
  • Правообладателям⇒ Администрация блога отрицательно относится к нарушению авторских прав на www.electroengineer.ru. Поэтому, если Вы являетесь правообладателем исключительных прав на любой материал, предоставленный на ресурсе, то сообщите нам через контакты и мы моментально примем все действия для удаления Вашего материала.


⇓ОБСУДИТЬ СТАТЬЮ⇓

0 комментарии:

Отправить комментарий

 

Сисадмин мнил себя богом сети, электрик грубо развеял этот миф. Научись развеивать мифы! © Electrical Engineer's blog [2010-2016].