1

Wielkości charakterystyczne regulacji prędkości obrotowej

1.

Stopień nieczułości regulatora

ε

r

:

%

100

n

n

n

n

z

n

z

min

max

r

⋅

∆

=

−

=

ε

n

max

i n

min

największa i najmniejsza prędkość obrotowa silnika powodująca zmianę

dawki paliwa przez regulator

n

z

– obroty znamionowe silnika

2.

Stopień nierównomierności biegu silnika

δ:

(

)

min

max

min

max

2

ω

+

ω

ω

−

ω

=

δ

ω

max

i

ω

min

– największa i najmniejsza prędkość kątowa wału korbowego silnika w

czasie jednego cyklu pracy silnika

3.

Odchylenie statyczne

δ

st

:

Własności regulatorów prędkości obrotowej w stanach ustalonych można opisać
zależnością:

Graficzna postać powyższej zależności nosi nazwę charakterystyki statycznej
regulatora.

Rys. Charakterystyki statyczne regulatorów

Charakterystyki statyczne regulatora jako całość oraz poszczególnych jego elementów

składowych wyrażają zależność wielkości wyjściowej od odpowiedniej wielkości
wejściowej lub przyrostów tych wielkości w ustalonych warunkach pracy przy określonej
zadanej wartości prędkości obrotowej n

z

. Na ogół charakterystyki statyczne regulatorów są

nieliniowe i każdej zadanej wartości n

z

odpowiada inna charakterystyka. Maksymalna

wartość h

rmax

oznaczana na charakterystyce określa ograniczenie ruchu elementu

wykonawczego lub listwy paliwowej, natomiast znamionowa wartość parametru
wyjściowego h

rn

odpowiada znamionowemu obciążeniu silnika przy znamionowej

prędkości obrotowej n

rn

.

2

Wielkością określającą statyzm regulatora, czyli nachylenia jego charakterystyki, jest

stopień niejednostajności, definiowany jako stosunek spadku prędkości obrotowej przy
zmianie obciążenia od wartości zerowej do prędkości znamionowej.

%

100

n

n

n

n

n

z

st

z

z

iz

st

⋅

∆

=

−

=

δ

4.

Odchylenie dynamiczne

δ

d

:

%

100

n

n

n

n

n

z

max

z

z

max

d

⋅

∆

=

−

=

δ

5.

Czas regulacji

τ

r

Regulatory silników pomocniczych

Rys. Tarcza nastawcza regulatora Woodward UG-8D

Ograniczenie obciążenia (Load Limit)

1. Rozruch silnika

3

Rys. Zależność szybkości rozruchu od nastawy ograniczenia obciążenia dla R=3 i

R=10

Rys. Zmiany wskaźnika obciążenia (W

o

) podczas rozruchu silnika

Rys. Przeciążenie silnika momentem przy rozruchu silnika przy różnych szybkościach

(wynikających z nastaw wskaźnika obciążenia)

Stan niepełnej zdatności silnika:

1. Uszkodzenie turbosprężarki,
2. Niezdatny jeden z układów cylindrowych,
3. Spadek sprawności doładowania,
4. Nieszczelne zawory wylotowe.

4

Nastawa spadku statycznego obrotów (Speed Droop)

Dla regulatorów Woodward

δ

st

wynosi 12%, co odpowiada wartości względnej 100

Rys. Praca regulatora ze spadkiem obrotów 10 i 100 (według skali względnej)

Rys. Zależność pomiędzy nastawą statycznego spadku obrotów a spadkiem prędkości

obrotowej dla danego przyrostu obciążenia

Nastawy podatnego sprzężenia zwrotnego (Needle valve, Compensation)

1. Nastawa okresu osylacji

Rys. Zmiany okresu oscylacji obrotów dla różnych kątów otwarcia zaworu iglicowego

5

Rys. Zmiana okresu uchybu obrotów silnika dla różnych kątów otwarcia zaworu

iglicowego (zalecany zakres regulacji – zakreskowano)

2. Nastawa amplitudy uchybu obrotów

Rys. Zmiana amplitudy uchybu obrotów dla różnych nastaw kompensacji

Czas regulacji

τ

r

Rys. Zmiany czasu regulacji przy różnych nastawach zaworu iglicowego

6

Współpraca zespołowa (równoległa) silników

Rys. schemat ideowy pracy równoległej silników

1. Współpraca silników w stanach ustalonych

Rys.

Rozkład obciążeń silników przy niejednakowych (nieznacznie) nastawach spadku obrotów

Rys.

Rozkład obciążeń silników przy niejednakowych (znacznie) nastawach spadku obrotów

Rys. Rozkład obciążeń silników przy jednakowych nastawach spadku obrotów

7

Rys.

Wpływ niejednakowych nastaw spadku obrotów przy pracy równoległej podczas

wzrostu obciążenia (a) i spadku obciążenia (b)

2. Współpraca silników w stanach nie ustalonych (przejściowych)

Rys. Oscylacja częstotliwości w sieci i mocy czynnej dla dwóch silników o różnym

(odwrotnym i przesuniętym w fazie) okresie uchybu obrotów

Rys. Oscylacja częstotliwości w sieci i mocy czynnej dla dwóch silników o różnym okresie

uchybu obrotów

8

Rys. Przebieg przyrostu obciążenia dla dwóch silników przy różnych nastawach amplitudy

uchybu obrotów

Rys. Oscylacja mocy czynnej dla pełnych zakresów ustawienia okresów i amplitud przy

założeniu jednakowych ich wartości dla dwóch silników współpracujących
równolegle