第六章螺距控制系统课件

1、第六章第六章 螺距控制系统螺距控制系统 变距桨的主要优点：变距桨的主要优点： 能充分利用主机的功率。（船舶在任何航行条件下，通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）过调节螺距可以使主机发出全部功率） Ne主机功率主机功率船速船速Neh航行工况航行工况1234螺距角螺距角图图6-1 能提高船舶的操纵性能。（不需换向；可获得任意低的能提高船舶的操纵性能。（不需换向；可获得任意低的船速）船速） 主机寿命延长。（起动和停车次数减少，减轻了机械零主机寿命延长。（起动和停车次数减少，减轻了机械零件的磨损）件的磨损） 能使船舶在一定航速时消耗的燃料最少。（通过改变

2、主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）机转速和螺距的配合关系来实现） 可带轴带发电机。可带轴带发电机。 变距桨的缺点：变距桨的缺点： 成本高，初投资大。成本高，初投资大。 传动机构复杂，可靠性降低。传动机构复杂，可靠性降低。 维护保养要求较高。维护保养要求较高。6.1 变距桨系统控制特点及遥控方式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：变距桨系统有两个被调量： 转速转速n（转速控制系统）（转速控制系统） 螺距螺距H（螺距调节系统）（螺距调节系统） 变距桨自动遥控系统的操纵方式分为：变距桨自动遥控系统的操纵方式分为： 机旁手动操纵机旁手动操

3、纵 调油手柄（调节主机转速）调油手柄（调节主机转速） 调压阀（调节螺距）调压阀（调节螺距） 机控室遥控机控室遥控 转速电位器（转速）转速电位器（转速） 螺距电位器（螺距）螺距电位器（螺距） 驾驶台自动遥控驾驶台自动遥控 带组合器（无轴发）带组合器（无轴发） 不带组合器（轴发）不带组合器（轴发）图图6-2 1、带组合器的驾驶台遥控方式、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。保持一定的函数关系，以实现最佳匹配。 2、不带组合器的驾驶台遥控方式、不带组合器的驾驶台遥控方式 转速

4、和螺距分别由各自的电位器发送。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。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位器在10%nH范围内调节。范围内调节。 驾驶台遥控的仅仅是螺距电位器。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。变距桨的螺距。图图6-36.2 带组合器的螺距控制系统组成原理带组合器的螺距控制系统组成原理 指令发送器指令发送器 输入限制器输入限制器 函

5、数发送器函数发送器 分级发送器分级发送器 螺距调节器螺距调节器PI U/I+电液执行器电液执行器 U/I+I/P+气动执行器气动执行器 电动执行器电动执行器 螺距反馈电路螺距反馈电路 函数发生器函数发生器 负载限制调节器负载限制调节器螺距指令发送电路螺距指令发送电路螺距执行器螺距执行器负载限制器负载限制器组成组成图图6-4 1、指令发送器：同时发送转速和螺距两种指令。、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。、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。、函数发送器：使螺距和转速之间实现最佳配

6、合。 4、分级发送器：把螺距信号变换成等速信号发送出去。、分级发送器：把螺距信号变换成等速信号发送出去。限制指令中的加速度成分，调节螺距的加速程序。限制指令中的加速度成分，调节螺距的加速程序。 50%额定转速以下：快速额定转速以下：快速 50%额定转速以上：慢速额定转速以上：慢速nt1005010s250s20s30s图图6-4 紧急：快速。紧急：快速。 减速：快速。减速：快速。 5、负载限制器：防止主机过载。当主机过载时，自动减少、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。螺距，使负载减小到允许值。图图6-46.3 指令输入限制器指令输入限制器 指令输入限制器

7、：指令输入限制器：限制螺距给定值。限制螺距给定值。 限制的依据：限制的依据：根据主机工作性能的好坏。根据主机工作性能的好坏。 根据船舶的航行条件。根据船舶的航行条件。 根据装载情况。根据装载情况。给定值给定值输出输出R2R1R3R4R5-15V指令为负指令为负 电位器电位器R3：限制正车最大螺距给定值。限制正车最大螺距给定值。 电位器电位器R4：（匹配放大器：（匹配放大器）调节放大器的输出大小。在不调节放大器的输出大小。在不同的工况下，通过调节同的工况下，通过调节R4可对转速和螺距之间的配合关系进行可对转速和螺距之间的配合关系进行微调。微调。转速转速 螺距螺距%10050100指令值指令值%正

8、常海况正常海况恶劣海况恶劣海况良好海况良好海况6.4 函数发生器函数发生器 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）器来实现。（在转速和螺距控制系统中各配一个） 一、函数发生器工作原理一、函数发生器工作原理 实际的实际的n-H曲线，均为非线性，在电路中，则必须通过分段曲线，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。折线逼近的方式来代替。 分段折线的产生电路：分段折线的产生电路：R1R2RFV1V2D1D2UiU0UiU0V1V2S1S2)2(;1211RRRRSRRSFFF图

9、图6-5 以上的曲线是在将二极管理想化的基础上而得出的，实际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。上，二极管本身有正向电阻，另外对温度敏感。 缺点：缺点：转折点变成弧形，且随温度变化而变化。转折点变成弧形，且随温度变化而变化。 引入引入精密限幅器精密限幅器电路来代替二极管：电路来代替二极管：u0ui理想曲线理想曲线实际曲线实际曲线R1RFU0UiU0S1=0UiD1D2U0S2=-RF/R1 转折点可调的精密限幅器电路：转折点可调的精密限幅器电路： 二、函数发生器实例二、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。主要是由多个转折点可调的