Интегрирующее устройство

<261 262 263264265 266 267 >

Интегрирующее устройство ( ИУ ) предназначено для устранения ( компенсации ) влияния на судно несимметричных внешних воздействий – волны, ветра.

Такие воздействия постепенно изменяют курс судна, что недопустимо. На судах, где авторулевые не имеют ИУ, в течение вахты вахтенному помощнику приходится пери

одически вносить поправки в курс судна, что усложняет несение вахты на мостике.

В авторулевом АТР2-10 в состав ИУ входят 3 электрические машины:

1. сельсин-трансформатор курса СТ1 ( ПУ, М5 );

2. двигатель интегратора Ди ( ПУ, М9 );

3. сельсин-трансформатор интегратора СТи ( ПУ, М10 ).

При уходе судна с курса ротор СПк ( ПУ, М7 ) разворачивает ротор СТ1 ( ПУ, М5 ). Выходное напряжение последнего через контакты ВК1-4 и В12 подаётся на обмот-

ку управления двигателя интегратора Ди ( ПУ, М9 ).

Ротор Ди через редуктор с большим передаточным отношением ( ι = 40 000 ) связан с ротором СТи.

Рассмотрим работу интегрирующего устройства в двух случаях:

1. судно рыскает симметрично относительно линии курса ( рис. 289, а );

2. судно рыскает несимметрично относительно линии курса, т.к. возникли внешние

несимметричные силы ( волна, ветер ), уводящие судно с курса ( рис. 289, б ).

Рис.289. Траектория движения судна при симметричных ( а ) и несимметричных

( б ) рысканиях судна относительно курса

В хорошую погоду ( рис. 289, а ) судно рыскает симметрично относительно курса на одинаковые углы α₁ ( вправо ) и α₂₍влево )_,причём одинаковы также промежутки вре-

мени рыскания t₁ и t₂.

Ротор СТ1 в течение промежутков времени t₁ и t₂поворачивается на одинаковые углы в разные стороны.

При этом двигатель интегратора Ди совершает одинаковое число оборотов в раз-

ные стороны, т.е. за время ( t₁+ t₂ ) остаётся на месте ( точка С ).

Поэтому при симметричных рысканиях судна относительно курса ротор СТи не по

ворачивается.

При несимметричном рыскании ротор СТ1 поворачивается в одну сторону на боль

ший угол, чем в другую (α₁ > α₂ ) .

При этом неодинаковы не только углы поворота ротора СТ1, но и промежутки вре-

мени, в течении которых ротор СТ1 был повернут (t₁> t₂).

Поскольку на отрезке времени t₂ротор СТ1 развернут на больший угол, чем на отрезке времени t₁ , выходное напряжение СТ1, а значит, и скорость вращения ротора Ди

Будет больше, чем на отрезке времени t₁_.

Поэтому ротор двигателя Ди на отрезке времени t₂вращается быстрее и дольше,

чем на отрезке времени t₁ . В результате ротор СТи начнет медленно поворачиваться и че-

рез 30...40 мин остановится.

При этом на выходе СТи появится напряжение

U₃ = к₃ α dt,

в котором:

1. α - алгебраическая сумаы углов рыскания судна в разные стороны;

2. dt = t – время накопления сигнала интегратора , т.е. время, в течение

которого поворачивался ротор СТи, т.е. судно рыскало несимметрчно и накапливался си-

гнал ИУ.

В авторулвых типа АТР это время составляет от 30 до 40 мин.

Поскольку через 30…40 мин ротор СТи остановится, в дальнейшем напряжение

U₃не будет изменяться не по величине, ни по фазе.

В результате появления этого напряжения судно станет идти по курсу, совершая

относительно курса симметричные рыскания ( как если бы ветра и волны не было ).

Причина этого в том, что за счёт напряжения U₃на выходе СТи кладки пера руля в

разные стороны стали неодинаковыми, несимметричными.

Для доказательства рассмотрим момент остановки пера руля.

Для этого момента справедливо уравнение

U_у= U₁± U₃– U₅ = 0

где: U₁= к₁ α – выходное напряжение СТк ( ПУ, М2 );

U₃ = к₃ α dt – выходное напряжение СТи ( ПУ, М10 );

U₅= к₅β - выходное напряжение СТр ( РД, М2 ).

Физический смысл уравнения состоит в том, что судно не на курсе ( U₁≠ 0 ), руль

не в диаметральной плоскости ( U₅≠ 0 ), на выходе ИУ накопился сигнал (U₃≠ 0 ).

Из уравнения следует

U₅= U₁± U₃_.

Отсюда видно, что в момент остановки пера руля в одном случае напряжение

U'₅= U₁+ U₃,

а в другом

U"₅= U₁- U₃_,

причём U'₅> U"₅, значит, β' > β" .

Иначе говоря, при наличии сигнала ИУ углы кладки пера руля на левый и правый борта становятся неодинаковыми.

Разным углам кладки соответствуют неодинаковые моменты на баллере руля: М_б' > М_б".

Можно условно считать, что к баллеру руля постоянно приложен разностный мо

мент ΔМ_б = М_б' - М_б" , имеющий знак большего момента, т.е. М_б'.

Этот момент ΔМ_б направлен навстречу моменту внешних сил М_вн и компенсирует

его( рис. 290 ).

Рис. 290. Образование на баллере руля избыточного момента:

ГК – генеральный курс судна; F_вн – внешние силы ( ветер, волна ), уводящие судно с курса; М_вн – момент внешних сил; ΔF_б – равнодействующая сила на баллере, возникаю-

щая при неодинаковых кладках пера руля в разные стороны; ΔМ_б– разностный момент на баллере

В результате после окончания накопления сигнала интегрирующего устройства

( 30…40 ми ) судно станет рыскать относительно курса симметрично, т.е так, как если бы несимметричных внешних воздействий ( ветер, волна ) не было бы.

При повороте ротора СТи ( ПУ, М10 ) в ту или иную сторону замыкается левый

( как на рис. 286 ) или правый контакт контактного приспособления КП-2, подготавливая узел интегратора к сбросу напряжения U₃ на нуль в случае перехода с автоматического управления на следящее или простое ( см. ниже ).

<261 262 263264265 266 267 >

Дата добавления: 2020-02-05; просмотров: 431;