第六章螺距控制系統(tǒng)

1、第六章第六章 螺距控制系統(tǒng)螺距控制系統(tǒng) 變距槳的主要優(yōu)點：變距槳的主要優(yōu)點： 能充分利用主機的功率。（船舶在任何航行條件下，通能充分利用主機的功率。（船舶在任何航行條件下，通過調節(jié)螺距可以使主機發(fā)出全部功率）過調節(jié)螺距可以使主機發(fā)出全部功率） Ne主機功率主機功率船速船速Neh航行工況航行工況1234螺距角螺距角圖圖6-1 能提高船舶的操縱性能。（不需換向；可獲得任意低的能提高船舶的操縱性能。（不需換向；可獲得任意低的船速）船速） 主機壽命延長。（起動和停車次數(shù)減少，減輕了機械零主機壽命延長。（起動和停車次數(shù)減少，減輕了機械零件的磨損）件的磨損） 能使船舶在一定航速時消耗的燃料最少。（通過改變

2、主能使船舶在一定航速時消耗的燃料最少。（通過改變主機轉速和螺距的配合關系來實現(xiàn)）機轉速和螺距的配合關系來實現(xiàn)） 可帶軸帶發(fā)電機?？蓭лS帶發(fā)電機。 變距槳的缺點：變距槳的缺點： 成本高，初投資大。成本高，初投資大。 傳動機構復雜，可靠性降低。傳動機構復雜，可靠性降低。 維護保養(yǎng)要求較高。維護保養(yǎng)要求較高。6.1 變距槳系統(tǒng)控制特點及遙控方式變距槳系統(tǒng)控制特點及遙控方式 變距槳系統(tǒng)有兩個被調量：變距槳系統(tǒng)有兩個被調量： 轉速轉速n（轉速控制系統(tǒng)）（轉速控制系統(tǒng)） 螺距螺距H（螺距調節(jié)系統(tǒng)）（螺距調節(jié)系統(tǒng)） 變距槳自動遙控系統(tǒng)的操縱方式分為：變距槳自動遙控系統(tǒng)的操縱方式分為： 機旁手動操縱機旁手動操

3、縱 調油手柄（調節(jié)主機轉速）調油手柄（調節(jié)主機轉速） 調壓閥（調節(jié)螺距）調壓閥（調節(jié)螺距） 機控室遙控機控室遙控 轉速電位器（轉速）轉速電位器（轉速） 螺距電位器（螺距）螺距電位器（螺距） 駕駛臺自動遙控駕駛臺自動遙控 帶組合器（無軸發(fā)）帶組合器（無軸發(fā)） 不帶組合器（軸發(fā)）不帶組合器（軸發(fā)）圖圖6-2 1、帶組合器的駕駛臺遙控方式、帶組合器的駕駛臺遙控方式 由同一個車令發(fā)送器發(fā)送兩個信號：轉速和螺距，使二者由同一個車令發(fā)送器發(fā)送兩個信號：轉速和螺距，使二者保持一定的函數(shù)關系，以實現(xiàn)最佳匹配。保持一定的函數(shù)關系，以實現(xiàn)最佳匹配。 2、不帶組合器的駕駛臺遙控方式、不帶組合器的駕駛臺遙控方式 轉速

4、和螺距分別由各自的電位器發(fā)送。轉速和螺距分別由各自的電位器發(fā)送。 轉速電位器在機控室，始終保持不變。轉速電位器在機控室，始終保持不變。 為了使軸帶發(fā)電機和船舶電網同步，主機轉速可用微調電為了使軸帶發(fā)電機和船舶電網同步，主機轉速可用微調電位器在位器在10%nH范圍內調節(jié)。范圍內調節(jié)。 駕駛臺遙控的僅僅是螺距電位器。駕駛臺遙控的僅僅是螺距電位器。 保持主機轉速恒定，按照主機負荷和欲達到的船速去控制保持主機轉速恒定，按照主機負荷和欲達到的船速去控制變距槳的螺距。變距槳的螺距。圖圖6-36.2 帶組合器的螺距控制系統(tǒng)組成原理帶組合器的螺距控制系統(tǒng)組成原理 指令發(fā)送器指令發(fā)送器 輸入限制器輸入限制器 函

5、數(shù)發(fā)送器函數(shù)發(fā)送器 分級發(fā)送器分級發(fā)送器 螺距調節(jié)器螺距調節(jié)器PI U/I+電液執(zhí)行器電液執(zhí)行器 U/I+I/P+氣動執(zhí)行器氣動執(zhí)行器 電動執(zhí)行器電動執(zhí)行器 螺距反饋電路螺距反饋電路 函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器 負載限制調節(jié)器負載限制調節(jié)器螺距指令發(fā)送電路螺距指令發(fā)送電路螺距執(zhí)行器螺距執(zhí)行器負載限制器負載限制器組成組成圖圖6-4 1、指令發(fā)送器：同時發(fā)送轉速和螺距兩種指令。、指令發(fā)送器：同時發(fā)送轉速和螺距兩種指令。 2、輸入限制器：限制螺旋槳的最大螺距，起保護作用。、輸入限制器：限制螺旋槳的最大螺距，起保護作用。 3、函數(shù)發(fā)送器：使螺距和轉速之間實現(xiàn)最佳配合。、函數(shù)發(fā)送器：使螺距和轉速之間實現(xiàn)最佳配

6、合。 4、分級發(fā)送器：把螺距信號變換成等速信號發(fā)送出去。、分級發(fā)送器：把螺距信號變換成等速信號發(fā)送出去。限制指令中的加速度成分，調節(jié)螺距的加速程序。限制指令中的加速度成分，調節(jié)螺距的加速程序。 50%額定轉速以下：快速額定轉速以下：快速 50%額定轉速以上：慢速額定轉速以上：慢速nt1005010s250s20s30s圖圖6-4 緊急：快速。緊急：快速。 減速：快速。減速：快速。 5、負載限制器：防止主機過載。當主機過載時，自動減少、負載限制器：防止主機過載。當主機過載時，自動減少螺距，使負載減小到允許值。螺距，使負載減小到允許值。圖圖6-46.3 指令輸入限制器指令輸入限制器 指令輸入限制器

7、：指令輸入限制器：限制螺距給定值。限制螺距給定值。 限制的依據(jù)：限制的依據(jù)：根據(jù)主機工作性能的好壞。根據(jù)主機工作性能的好壞。 根據(jù)船舶的航行條件。根據(jù)船舶的航行條件。 根據(jù)裝載情況。根據(jù)裝載情況。給定值給定值輸出輸出R2R1R3R4R5-15V指令為負指令為負 電位器電位器R3：限制正車最大螺距給定值。限制正車最大螺距給定值。 電位器電位器R4：（匹配放大器：（匹配放大器）調節(jié)放大器的輸出大小。在不調節(jié)放大器的輸出大小。在不同的工況下，通過調節(jié)同的工況下，通過調節(jié)R4可對轉速和螺距之間的配合關系進行可對轉速和螺距之間的配合關系進行微調。微調。轉速轉速 螺距螺距%10050100指令值指令值%正

8、常海況正常海況惡劣海況惡劣海況良好海況良好海況6.4 函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器 為了使轉速和螺距之間實現(xiàn)最佳配合，必須通過函數(shù)發(fā)生為了使轉速和螺距之間實現(xiàn)最佳配合，必須通過函數(shù)發(fā)生器來實現(xiàn)。（在轉速和螺距控制系統(tǒng)中各配一個）器來實現(xiàn)。（在轉速和螺距控制系統(tǒng)中各配一個） 一、函數(shù)發(fā)生器工作原理一、函數(shù)發(fā)生器工作原理 實際的實際的n-H曲線，均為非線性，在電路中，則必須通過分段曲線，均為非線性，在電路中，則必須通過分段折線逼近的方式來代替。折線逼近的方式來代替。 分段折線的產生電路：分段折線的產生電路：R1R2RFV1V2D1D2UiU0UiU0V1V2S1S2)2(;1211RRRRSRRSFFF圖

9、圖6-5 以上的曲線是在將二極管理想化的基礎上而得出的，實際以上的曲線是在將二極管理想化的基礎上而得出的，實際上，二極管本身有正向電阻，另外對溫度敏感。上，二極管本身有正向電阻，另外對溫度敏感。 缺點：缺點：轉折點變成弧形，且隨溫度變化而變化。轉折點變成弧形，且隨溫度變化而變化。 引入引入精密限幅器精密限幅器電路來代替二極管：電路來代替二極管：u0ui理想曲線理想曲線實際曲線實際曲線R1RFU0UiU0S1=0UiD1D2U0S2=-RF/R1 轉折點可調的精密限幅器電路：轉折點可調的精密限幅器電路： 二、函數(shù)發(fā)生器實例二、函數(shù)發(fā)生器實例 主要是由多個轉折點可調的精密限幅器電路組成。主要是由多個轉折點可調的