Будуров М. І. Оптимізація електронного регулятора частоти обертання суднового дизеля

Дисертаційну роботу присвячено розв’язанню актуальної науково-практичної проблеми – удосконаленню налаштування електронних регуляторів частоти обертання суднових дизелів у реальних експлуатаційних умовах. Розв’язання цієї проблеми дозволить підвищити ефективність автоматичного регулювання частоти обертання суднових дизелів з електронними регуляторами контролерного типу у всьому діапазоні експлуатаційних режимів, усунувши погіршення якості регулювання частоти обертання при зміні режиму роботи дизельних установок, що також сприятиме безпеці мореплавства. У роботі запропоновано новий науково обґрунтований підхід до налаштування електронних регуляторів контролерного типу, який забезпечує підвищення стабільності частоти обертання дизелів у широкому діапазоні навантажень і умов збурення та запобігає перевантаженню за тепловою напруженістю. Наукові положення, що виносяться на захист: 1) при використанні електронних регуляторів частоти обертання контролерного типу роботу головних суднових дизелів доцільно адаптувати до змінних умов хвилювання моря за рахунок оптимізації нечутливості при малих відхиленнях між сигналами заданої та фактичної частоти обертання. Значення малих відхилень сигналів, при яких змінюється нечутливість, доцільно задавати з урахуванням найімовірнішого в експлуатації збурюючого впливу, а нечутливість при малих відхиленнях сигналів – збільшувати приблизно у два рази порівняно з нечутливістю при великих відхиленнях сигналів. Збільшення нечутливості при малих відхиленнях між сигналами заданої та фактичної частоти обертання зменшує коливання подачі палива в дизель, що стабілізує тепловий режим дизеля; 2) при використанні електронних регуляторів частоти обертання з пропорційно-інтегрально-диференціюючими контролерами роботу суднових дизель-генераторів доцільно адаптувати до змінних умов експлуатації шляхом оптимізації налаштування для величини ступеневої зміни відносного моменту навантаження близько 20 %, що серед істотних величин зміни навантаження на дизель-генератор має більшу імовірність виникнення в експлуатації. Для такого суттєвого збурення у пропорційно-інтегрально-диференціюючому контролері електронного регулятора частоти обертання суднового дизель-генератора доцільним є обнулення диференціюючої складової у поєднанні зі збільшенням коефіцієнта підсилення пропорційної ланки до 1,5 … 2 відн. од. При цьому інтегруючу складову рекомендується задавати у межах 0,85 … 1,45 с для зменшення нестабільності частоти обертання дизель-генератора при тривалості перехідного процесу регулювання в межах, допустимих стандартами; 3) для запобігання тепловим перевантаженням двотактної головної дизельної установки з гвинтом, крок якого фіксований, при використанні електронних регуляторів частоти обертання контролерного типу достатньо апроксимувати у графічному вигляді обмежувальну залежність за тепловою напруженістю в діапазоні частоти обертання дизеля 60 ... 100 % трьома лінійними ділянками; 4) при використанні електронних регуляторів частоти обертання контролерного типу роботу чотиритактної головної дизельної установки із гвинтами, крок яких регульований, на режимі із регламентованим (не менше десяти відсотків від номінальної потужності) перевантаженням та тривалістю, визначеними правилами класифікації та побудови морських суден, доцільно забезпечувати спільним збільшенням кроку гребного гвинта і частоти обертання головного двигуна, із наданням пріоритету збільшенню частоти обертання, до навантаження з мінімальною тепловою напруженістю циліндро-поршневої групи за критерієм мінімуму температури газів на лінії розширення.