Đề bài: Mô phỏng hệ động cơ – phụ tải khi trang bị bộ điều tốc có phản hồi phụ cứng kiểu lực bộ điều tốc SG Các thành phần cơ bản của bộ điều tốc + Cảm biến: 11, 12, 2 + Khuyếch đại: 6, 7 + Liên hệ ngược: 2, 18, 3 Khi tải không thay đổi Khi chế đọ hoạt động của động cơ cân bằng ổn định,lực li tâm của quả văng 12 cân bằng với lực đàn hồi của lò xo 11,con trượt 9 ở vị trí như hình vẽ.Dầu không được cấp vào xilanhpiston 6,piston 6 đứng yên,thanh răng nhiên liệu ở vị trí lượng cấp nhiên liệu không đổi,lượng cấp nhiên liệu không đổi, vòng quay động cơ không đổi.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ
BÁO CÁO THỰC HÀNH Môn: TĐ ĐC&ĐK HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY
Đề bài: Mô phỏng hệ động cơ – phụ tải khi trang bị bộ điều tốc có phản hồi phụ cứng kiểu lực bộ điều tốc SG
GVHD : PHẠM ĐÌNH BÁ SINH VIÊN : ĐỖ TIẾN DUY MSV : 39297
LỚP : MTT51-ĐH2
Hải Phòng- 2014
Trang 21 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC BỘ ĐIỀU TỐC UG40-TL
Sơ đồ nguyên lý bộ điều tốc SG
1- trục ra; 2- tay đòn; 3- tay đặt tốc độ; 4- vít hạn chế tốc độ cao; 5- vị trí cấp dầu; 6- piston servomotor; 7- tay đòn; 8- van chặn; 9- con trượt điều khiển; 10- bơm dầu; 11- lò xo điều tốc; 12- quả văng; 13- ống trượt quay; 14- bộ phận hiệu chỉnh độ không đồng đều; 15- thiết bị định vị để hiệu chỉnh
độ không đồng đều; 16- tay đòn gắn lò xo; 17- vít hạn chế tốc độ thấp; 18-tay đòn điều khiển tốc độ; 19- lò xo van một chiều; 20- piston van một chiều
1.1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
1.1.1 Các thành phần cơ bản của bộ điều tốc
+ Cảm biến: 11, 12, 2
+ Khuyếch đại: 6, 7
+ Liên hệ ngược: 2, 18, 3
Trang 31.1.2 Khi tải không thay đổi
- Khi chế đọ hoạt động của động cơ cân bằng ổn định,lực li tâm của quả văng 12 cân bằng với lực đàn hồi của lò xo 11,con trượt 9 ở vị trí như hình vẽ.Dầu
không được cấp vào xilanh-piston 6,piston 6 đứng yên,thanh răng nhiên liệu ở
vị trí lượng cấp nhiên liệu không đổi,lượng cấp nhiên liệu không đổi, vòng quay động cơ không đổi
1.1.3 Khi tăng tải
- Khi tăng tải thì vòng quay giảm, lực li tâm của quả văng 12 lớn hơn lực li tâm
lò xo 11 làm cho con trượt 9 đi xuống.Khi đó,dầu đi vào xilanh-piston 6 đẩy piston 6 đi lên nâng tay đòn 7 lên, 26 quay theo cùng chiều kim đồng hồ,thanh răng nhiên liệu quay theo chiều tăng lượng nhiên liệu cấp vào động cơ,làm tăng vòng quay động cơ.Đồng thời khi tay đòn 7 nâng lên thì tay đòn 2 cũng nâng lên làm nâng lò xo 2 lên,con trượt 9 được nâng lên,vòng quay dần trở về
ổn định
1.1.4 Khi giảm tải
- Khi giảm tải: vòng quay tăng, lực li tâm của quả văng 12 nhỏ hơn lực đàn hồi của lò xo làm cho con trượt 9 đi lên dầu trong xilanh-piston 6 đi ra, piston 6 đi xuống,7 đi xuống, 26 quay theo chiều ngược kim đồng hồ làm thanh răng
nhiên liệu quay theo chiều giảm lượng cấp nhiên liệu vào động cơ,làm giảm vòng quay động cơ.Khi 7 đi xuống kéo tay đòn 2 đi xuống làm con trượt 9 đi xuống, vòng quay dần trở về ổn định
- Liên hệ ngược có tác dụng làm cho việc đóng mở piston servomotor nhanh hơn, làm cho quá trình điểu chỉnh nhanh hơn
Sơ đồ chức năng bộ điều tốc SG
Trang 42 MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ ĐIỀU TỐC BẰNG MATLAB
Sơ đồ cấu trúc bộ điều tốc SG
2.2 XÁC ĐỊNH HÀM TRUYỀN THEO THAM SỐ
- Ta có:
+ W3 nối tiếp với W4 nên: W34 = W3 W4 = 1.1 = 1
+ W34 hồi tiếp với W1 nên tá có W134
+ W134 nối tiếp W2 nên có W1234
+ W hồitiếp với W
Trang 5Ta có
1
y = ( )p =0,5 ( )p
W (p) = W 2 y 4
y4= y3-y5 = y3- d p( )
=> W (p) = W 2 (y3- d p( ).W5) với W5= 1
y3= W134 y2
y2=0,5 ( )p -W6 = 0,5 ( )p -Wp
=> W (p) = W 2 (y3- d p( )) = W2.[W134. 0,5 ( )p - W p W 134 - αd(p) ]
=> W(p).(1+ W2.W134)=W2 W134. 0,5 ( )p - αd(p) W2
3 XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ CỦA HÀM TRUYỀN
3.1 THỰC HIỆN MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CHO TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ
Thay vào ta có sơ đồ sau
Trang 6Thay số
W34 = W3 W4 = 1.1 = 1
5 , 1 6 6
1 1
5 , 1 3
1 )
( 5 , 1 6 6
1 1
5 , 0 5 , 1 6 6
1 )
(
2 2
2
p p
p
p p
p p
p p p
5 , 2 6 6
1 )
( 5 , 2 6 6
5 , 0 )
p p
p p
p p
4 KHẢO SÁT TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ.
Xét phương trình đặc trưng:
H’(p)= 6 2 6 2 , 5
p p
Theo Hurwirtz
Hệ thống điều khiển tự động sẽ ổn định nếu:
- Tất cả các hệ số của phương trình đặc trưng là dương
- Tất cả các định thức Hurwirtz đều dương
Như ta đã thấy tất cả các hệ số của phương trình đặc trưng đều dương
Ta xét:
= 15 > 0
Hệ ổn định Kết luận: hệ đã cho ổn định
4.1 MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG ĐIỀU TỐC BẰNG MAPLAP
Trang 7Mô phỏng hệ động cơ – phụ tải khi trang bị bộ điều tốc SG bằng Simulink
