Hệ Thống Tự Động Tàu Thủy

HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TÀU THỦY CHƯƠNG I KHOA MÁY TÀU BIỂNKHOA MÁY TÀU BIỂN BỘ MÔN TỰ ĐỘNGBỘ MÔN TỰ ĐỘNG BÀI 2 Phương trình động của Động cơ điêzel tàu thủy MỤC TIÊU • Thành lập phương trình động của động c[.]

CHƯƠNG I

KHOA MÁY TÀU BIỂN

BỘ MÔN TỰ ĐỘNG

BÀI 2

Phương trình động của

Động cơ điêzel tàu thủy

MỤC TIÊU

• Thành lập phương trình động của động

cơ điêzel tàu thủy

• Phân tích mối quan hệ giữa các hệ số

của phương trình và các thông số kỹ thuật của động cơ

• Giải thích đặc tính thay đổi tốc độ quay:

– phụ tải không thay đổi, thay đổi đột ngột lượng nhiên liệu cấp

– lượng nhiên liệu cấp không thay đổi,

nhiễu phụ tải xuất hiện đột ngột rồi biến mất

2.1 THÀNH LẬP PHƯƠNG

TRÌNH ĐỘNG

Mục đích

Nghiên cứu và phân tích đặc điểm hoạt động của động cơ điêzel một cách khoa học trên cơ sở tính toán

Thiết kế, hiệu chỉnh bộ điều tốc cho phù hợp với động cơ

PHƯƠNG PHÁP

• Xác định các giả thiết

• Xây dựng mô hình

• Viết phương trình cân bằng mô men

(năng lượng, khối lượng )

• Tuyến tính hóa để được phương trình

tuyến tính: dùng khai triển Taylor

• Khử thứ nguyên

• Dùng các hệ số và các biến thay thế để

đơn giản hóa phương trình

GIẢ THIẾT

1 Động cơ điêzel không trang bị bộ điều tốc dẫn

động một phụ tải,

2 Là một thiết bị năng lượng biến đổi nhiệt năng

thành cơ năng,

3 Tốc độ quay của trục khuỷu (tốc độ góc)

ω = dφ/dt

1 Vị trí thanh răng nhiên liệu h (tay ga, tay điều

chỉnh nhiên liệu),

1 Nhiên liệu cấp vào động cơ cháy sinh ra mô men

động Mđ = Mđ(ω,h),

2 Mô men cản do phụ tải sinh ra Mpt(ω,Npt)

Mễ HèNH

Mụ hỡnh đơn giản của động cơ điờzel

động cơ

diesel

h

N pt

ω = dφ/dt

Vị trớ thanh răng

nhiờn liệu Tốc độ quay của trục động cơ

Phụ tải

ω

J

M đ

M c

PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG MÔ

MEN

• Phương trình đầy đủ

• Phương trình rút gọn

t pt

kd

M dt

d

pt

d M

M dt

d

J   

TUYẾN TÍNH HÓA

Ở một trạng thái cân bằng tĩnh O

(dω/dt=0)

M do = M pto

• Các thay đổi nhỏ: Δω, Δh, ΔNpt

• Tuyến tính hóa M d và M pt

! 2

h h

M

!1

h h

M

! 2

M

!1

M M

o

2d

2 o

d

2 o

2d

2 o

d do











































! 2

N N

M

! 1

N N

M

! 2

M

! 1

M M

M

2 pt o

2 pt

pt

2 pt

o pt

pt 2

o

2pt

2 o

pt pto











































BIẾN ĐỔI







dt

d







!1

M

o





!1

h h

M

o

d   







!1

M

o

pt

!1

N N

o pt

pt 





Bỏ qua các VCB bậc cao và thay vào phương

trình cân bằng mô men

































o

d o

pt M

M







h

M

o

d

pt o

pt

pt N N

M













dt

d

J

Biến đổi

KHỬ THỨ NGUYÊN

Các thông số ở chế độ định mức: ωn, hn, Nptn

Chia cả hn, nhân vế trái với , vế phải

n















dt

d h

J

n n



































n o

d o

pt n

h









n o

d

h

h h

M

ptn

pt o

pt

pt n

ptn

N

N N

M h





ĐƠN GIẢN HÓA

Đặt

φ = λ = f =

Fođ= Kpt=

n







n

h

h



ptn

pt

N

N



o

d n

n

h

M h

J







n

n

h



o d

od

h M

F































o

d o

M

o d

o pt pt

n

ptn

h M N

M

h

N









PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG

f K

.

K dt

d

.

Tea-break!