第六章 螺距控制系统

驾驶台遥控的仅仅是螺距电位器。
保持主机转速恒定，按照主机负荷和欲达到的船速去控制 变距桨的螺距。
§6.2 带组合器的螺距控制系统组成原理
指令发送器 螺距指令发送电路 输入限制器
函数发送器
分级发送器
螺距调节器PI 组成 U/I+电液执行器 螺距执行器 U/I+I/P+气动执行器 电动执行器 螺距反馈电路 负载限制器 函数发生器 图6-4
负载限制调节器
1、指令发送器：同时发送转速和螺距两种指令。 2、输入限制器：限制螺旋桨的最大螺距，起保护作用。 3、函数发送器：使螺距和转速之间实现最佳配合。 4、分级发送器：把螺距信号变换成等速信号发送出去。
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限制指令中的加速度成分，调节螺距的加速程序。
n 30s 100 图6-4 50
t
10s 250s 20s 50%额定转速以下：快速 50%额定转速以上：慢速
D1 V 1 R1 RF U0 V1 S1 V2 Ui
Ui
D2 V 2
R2
U0
S2
RF RF RF S1 ; S 2 ( ) R1 R1 R2
以上的曲线是在将二极管理想化的基础上而得出的，实际 上，二极管本身有正向电阻，另外对温度敏感。 缺点：转折点变成弧形，且随温度变化而变化。 u0 理想曲线 实际曲线
紧急：快速。 减速：快速。
图6-4
5、负载限制器：防止主机过载。当主机过载时，自动减少 螺距，使负载减小到允许值。
§6.3 指令输入限制器
指令输入限制器：限制螺距给定值。 限制的依据：①根据主机工作性能的好坏。
②根据船舶的航行条件。 ③根据装载情况。 R2
给定值 R1 指令为负
R4
R3 -15V R5
输出
电位器R3：限制正车最大螺距给定值。 电位器R4：（匹配放大器）调节放大器的输出大小。在不
同的工况下，通过调节R4可对转速和螺距之间的配合关系进行 微调。 % 转速 螺距 100 50
良好海况
正常海况 恶劣海况 指令值 100 %
§6.4 函数发生器
为了使转速和螺距之间实现最佳配合，必须通过函数发生 器来实现。（在转速和螺距控制系统中各配一个） 图6-5 一、函数发生器工作原理 实际的n-H曲线，均为非线性，在电路中，则必须通过分段 折线逼近的方式来代替。 分段折线的产生电路：
第六章 螺距控制系统
图6-1 变距桨的主要优点： ①能充分利用主机的功率。（船舶在任何航行条件下，通 过调节螺距可以使主机发出全部功率） Ⅰ Ne 主机功率 Neh α2 α4 α3 船速 Ⅱ Ⅲ 航行工况 α1 螺距角
②能提高船舶的操纵性能。（不需换向；可获得任意低的 船速） ③主机寿命延长。（起动和停车次数减少，减轻了机械零 件的磨损） ④能使船舶在一定航速时消耗的燃料最少。（通过改变主 机转速和螺距的配合关系来实现） ⑤可带轴带发电机。 变距桨的缺点： ①成本高，初投资大。 ②传动机构复杂，可靠性降低。 ③维护保养要求较高。
ui
引入精密限幅器电路来代替二极管：
RF
D1
R1 Ui D2
U0
S2=-RF/R1 S1=0 Ui
U0 ’
U0
转折点可调的精密限幅器电路：
-Ev R3 R2 -V R1 Ui i1 U0’ D1 D2 U0 S2=-RF/R1 RF U0 S1=0 V
Ui
二、函数发生器实例 主要是由多个转折点可调的精密限幅器电路组成。 图6-6 图6-7 图6-8
1、带组合器的驾驶台遥控方式
由同一个车令发送器发送两个信号：转速和螺距，使二者 保持一定的函数关系，以实现最佳匹配。 图6-3
2、不带组合器的驾驶台遥控方式
转速和螺距分别由各自的电位器发送。
转速电位器在机控室，始终保持不变。
为了使轴带发电机和船舶电网同步，主机转速可用微调电 位器在10%nH范围内调节。
本章作业
1）变距桨有哪些优缺点？ 2）简述转折点可调的精密限幅器电路的原理。
§6.1 变距桨系统控制特点及遥控方式
变距桨系统有两个被调量： 转速n（转速控制系统） 图6-2 螺距H（螺距调节系统） 变距桨自动遥控系统的操纵方式分为： 机旁手动操纵 调油手柄（调节主机转速） 调压阀（调节螺距） 机控室遥控 转速电位器（转速） 螺距电位器（螺距） 驾驶台自动遥控 带组合器（无轴发） 不带组合器（轴发）