NO116356B

NO116356B -

Info

Publication number: NO116356B
Application number: NO161971A
Authority: NO
Inventors: T Rink; W Klein
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1965-03-06
Filing date: 1966-03-05
Publication date: 1969-03-10
Also published as: DE1232848B; GB1090110A; SE301280B; NL6602853A; BE677295A

Description

Anordning for styring av innstillingen av stigningen på en propell Device for controlling the setting of the pitch of a propeller

med vribare blad ved dieseldrevne skip. with rotating blades for diesel-powered ships.

Ved bestemte skipstyper består skipsdrivanordningen av en eller to dieselmotorer som over en tannhjulsutveksling arbeider på For certain types of ships, the ship's propulsion system consists of one or two diesel engines that work via a gear train

en felles skipsaksel. Forandring av skipshastigheten skjer ved innstilling av skipspropellens bladstigning. I dette oyemed er det anordnet en hydraulisk kraftforsterker (servomotor) som, som en etterlopstyring dreier propellbladene inntil deres stilling stemmer overens med stillingen av en kommandospak. Fra skipsakselen drives samtidig generatorer for forsyning av skipsnettet. Disse generatorer krever et konstant omdreiningstall. Nu kan imidlertid det grensetil-felle inntre, at man ved innstilling av skipspropellen til den storste skipshastighet, altså hoyeste effekt, samtidig må dekke en ekstra belastning på skipsnettet. Hvis skipsdieselmotorene ikke er i stand til å dekke overbelastningen, vil skipsakselens omdreiningstall synke. En reduksjon av omdreiningstallet er imidlertid av hensyn til skipsnettet ikke tillatelig. Det må derfor treffes foranstaltninger slik at propellstigningen forandres ved slike grensebelastninger, inntil omdreiningstallet igjen er nådd. Det er kjent å foreta en slik belastningsbegrensning av skipspropellen i avhengighet av dieselmotorens dreietall ved påvirkning av motorens regulator. Denne metode er imidlertid avhengig av innstillingsnoyaktigheten, innstillings- a common ship shaft. Changing the ship's speed occurs by setting the ship's propeller blade pitch. In this oyemed, a hydraulic power amplifier (servo motor) is arranged which, as a trailing control, turns the propeller blades until their position corresponds to the position of a control lever. At the same time, generators are operated from the ship's shaft to supply the ship's grid. These generators require a constant speed. Now, however, the borderline case can occur, that when setting the ship's propeller to the highest ship speed, i.e. highest power, at the same time an additional load on the ship's network must be covered. If the ship's diesel engines are unable to cover the overload, the ship's shaft speed will decrease. However, a reduction in the number of revolutions is not permissible for reasons of the ship network. Measures must therefore be taken so that the propeller pitch is changed at such limit loads, until the number of revolutions is reached again. It is known to carry out such a load limitation of the ship's propeller depending on the diesel engine's speed by influencing the engine's regulator. However, this method is dependent on the setting accuracy, setting

Kfr. kl. 65f2-8 Cf. at 65f2-8

hastigheten og av dieselregulatorens svingninger, og gir bare util-fredsstillende resultater. the speed and of the diesel regulator's fluctuations, and gives only unsatisfactory results.

Den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen er å sorge for en belastningsbegrensning som ikke er avhengig av de nevnte innflytelser. The task underlying the invention is to ensure a load limitation that is not dependent on the aforementioned influences.

Oppfinnelsen vedrorer en anordning for styring av innstillingen av stigningen på en propell med vribare blad ved dieseldrevne skip med av motorakselen drevne dreiestromgeneratorer for skipsnettet , og med en etterlopreguleringskrets for propellinnstillingen, bestående av en håndregulert skal-verdigiver og etterfort er-verdigiver, mot hverandre koblede likerettere, triggeranordning, koblingsreléer, antiparallelle styrbare halvledere, enfase-induksjonsmotor og en skal-verdigiver med stillgirkasse med kommandospak for betjening av en hydraulisk kraftforsterker, og anordningen er kjennetegnet ved at det er anordnet en begrerisningsregulator for inngrep i etterlopkretsen, hvis skal-verdi i samsvar med dieselmotorens maksimale fyllingsgrad leveres fra en skal-verdigiver og hvis er-verdi leveres fra en akseldrevet tachodynamo, ved at det bare oppstår et utgangssignal ved begrensningsregulatoren når den nevnte er-verdi underskrider den som terskelverdi for den maksimale dieseleffekt tjenende skal-verdi, og ved at utgangssignalet ved hjelp av triggeranordningen for redusering av propelleffekten overlagres etterlopkretsens skal-er-vérdi-differanse som en fortegnavhengig korrekturstorrelse. The invention relates to a device for controlling the setting of the pitch of a propeller with turnable blades in diesel-powered ships with torque generators driven by the engine shaft for the ship's mains, and with a trailing control circuit for the propeller setting, consisting of a hand-regulated scale encoder and trailing speed encoder, connected to each other rectifiers, trigger device, switching relays, anti-parallel controllable semiconductors, single-phase induction motor and a setpoint encoder with silent gearbox with command lever for operating a hydraulic power amplifier, and the device is characterized by the fact that a beaker regulator is arranged for intervention in the trailing circuit, whose setpoint in compliance with the diesel engine's maximum degree of filling is supplied from a target value encoder and whose actual value is supplied from a shaft-driven tachodynamo, in that an output signal only occurs at the limiting regulator when the said actual value falls below it as a threshold value for the maximum diesel power serving s cal value, and by the output signal using the trigger device for reducing the propeller power being superimposed on the trailing circuit's set-is-value difference as a sign-dependent correction quantity.

Tegningens fig. 1 viser en vanlig anordning av skipsdrivanordningen og prinsippet ved styringsanlegget. The drawing's fig. 1 shows a common arrangement of the ship's propulsion device and the principle of the steering system.

Fig. 2 viser den elektroniske kobling av propellinnstillingen og lastbegrensningsinnretningen. Fig. 2 shows the electronic connection of the propeller setting and the load limiting device.

I henhold til fig. 1 blir vripropellen 1 over en tannhjulsutveksling 2 drevet av de to dieselmotorer 3j 4«Propellens innstilling foregår over en hydraulisk kraftforsterker 5 som arbeider som en etterlopstyring. Skal-verdien av den innstilte stigning be-stemmes av kommandospaken 6. Betjeningen av kommandospaken skjer fra en innstillingsmotor 7 under mellomkobling av en girkasse 8. Kommandospakens innstilling er på forhånd gitt ved hjelp av en skal-verdigiver 9 som er anbragt for at innstillingsmotoren 7 får spenning inntil stillingen av den av kommandospaken betjente er-verdigiver 11 stemmer overens med stillingen av skal-verdigiveren 9« Skipsnett-generatorene 12 er videre koblet med skipsakselen. Dieselmotoren har dessuten en ikke vist regulator for påvirkning av brennstoff- According to fig. 1, the rotary propeller 1 is driven by the two diesel engines 3j via a gear transmission 2. 4«The propeller is adjusted via a hydraulic power amplifier 5 which works as a back-running control. The target value of the set pitch is determined by the command lever 6. The command lever is operated from a setting motor 7 with intermediate coupling of a gearbox 8. The command lever's setting is given in advance by means of a target value transmitter 9 which is arranged so that the setting motor 7 receives voltage until the position of the is-value encoder 11 operated by the command lever agrees with the position of the shell-value encoder 9« The Skipsnett generators 12 are further connected to the ship's shaft. The diesel engine also has a regulator, not shown, for the influence of fuel

fyllingen i avhengighet av omdreiningstallet. the filling depending on the number of revolutions.

Fig. 2 viser koblingsanordningen av styreapparatet 10. De Fig. 2 shows the coupling device of the control device 10. De

av skal-verdigiveren 9°S er-verdigiveren 11 leverte vekselspenninger blir under mellomkobling av transformatorer likerettet av brolike-retterne 13, 14* Disse likeretteres utgangsspenninger er koblet mot hverandre, så at en etter fortegn og storrelse foranderlig likespenn-ing i overensstemmelse med storrelsen og retningen av kommandospakens avvikelse fra akal-verdien avgis. Denne differanseverdi tilfores en triggeranordning 15 som ved overskridelse av en bestemt terskelverdi avgir koblingsordrer til koblingsreléer 16, 17. Det ene relé betjenes ved positiv og det annet relé ved negativ avvikelse. Som koblingsreléer kan det anvendes enten kontaktlost arbeidende, med halvledere forsynte innretninger eller reléer med hermetisk avlukkede kontakter. AC voltages supplied by the scale encoder 9°S the encoder 11 are, during intermediate connection of transformers, rectified by the bridge rectifiers 13, 14* The output voltages of these rectifiers are connected to each other, so that a DC voltage that changes in sign and magnitude in accordance with the magnitude and the direction of the joystick's deviation from the akal value is output. This difference value is fed to a trigger device 15 which, when a certain threshold value is exceeded, sends switching orders to switching relays 16, 17. One relay is operated in the event of a positive and the other relay in the event of a negative deviation. As switching relays, either contactless working devices equipped with semiconductors or relays with hermetically sealed contacts can be used.

De av disse koblingsreléer avgitte styreordrer blir fort til de styrbare halvledere l8, 19 (tyristorer), som parvis er koblet anti-parallelt. I overensstemmelse med koblingstilstanden av disse tyristorer, får induksjonsmotoren 20 en til vedkommende omdreiningsret-ning svarende nettspenning. Den får dessuten hjelpefasespenningen over kondensatoren 21. Induksjonsmotoren innstiller ved hjelp av gi-ret 22 den hydrauliske kraftforsterkers kommandospak 6. Kommandospaken er koblet direkte med er-verdigiveren 11, som leverer en til spak-stillingen svarende spenning. The control orders issued by these switching relays quickly become the controllable semiconductors l8, 19 (thyristors), which are connected in pairs in anti-parallel. In accordance with the switching state of these thyristors, the induction motor 20 receives a mains voltage corresponding to the direction of rotation in question. It also receives the auxiliary phase voltage via the capacitor 21. The induction motor sets the hydraulic power amplifier's command lever 6 with the help of the gear 22. The command lever is connected directly to the encoder 11, which supplies a voltage corresponding to the lever position.

For kontroll av skipsakselens omdreiningstall er det anordnet en tachodynamo 23, hvis utgangsspenning tilfores inngangen til en begrensningsregulator 24. Denne begrensningsregulator, hvis skal-verdi innstilles ved hjelp av en motstand 31>leverer etter overskridelse av det nominelle omdreiningstall en med omdreiningstallet proporsjonal spenning, som over relékontaktene 25, 26 og over diodene 27, 28 leveres til triggeranordningens 15 inngang. Denne dreietallavhengige inngangsspenning overlagres skal-er-verdi-differansen og bevirker en korrektur av denne differanse med det for oye å minske skipspropellens stigning og dermed fremkalle en avlastning av skipsdieselmotorene. Denne korrektur av skal-er-verdi-differansen er imidlertid bare nød-vendig når en endring av propellstigningen er foretatt. Korrekturen må da også i overensstemmelse med innstillingsretningen (forover-akter-ovtergang) være koblet på triggerens inngang. Det skal derfor på skal-verdigiveren være anordnet endekontakter 29, 30 som styrer de to reléer 25, 26. Korrekturverdien blir altså virksom når skal-verdigiveren har forlatt null-stillingen. Den i motstanden 31 innstilte skal-verdi To control the speed of the ship's shaft, a tachodynamo 23 is arranged, the output voltage of which is supplied to the input of a limiting regulator 24. This limiting regulator, whose target value is set by means of a resistor 31>, delivers, after exceeding the nominal speed, a voltage proportional to the speed, which via the relay contacts 25, 26 and via the diodes 27, 28 is delivered to the trigger device 15 input. This rpm-dependent input voltage is superimposed on the set-is-value difference and causes a correction of this difference with the aim of reducing the pitch of the ship's propeller and thus causing a relief of the ship's diesel engines. However, this correction of the set-is-value difference is only necessary when a change to the propeller pitch has been made. The correction must then also be connected to the trigger's input in accordance with the setting direction (forward-aft-transition). There must therefore be arranged end contacts 29, 30 on the scale encoder which control the two relays 25, 26. The correction value thus becomes effective when the scale encoder has left the zero position. The target value set in resistor 31

for begrensningsregulatoren 24 tilsvarer den maksimale brennstoff- for the limiting regulator 24 corresponds to the maximum fuel

fylling og kan oppfattes som en terskelverdi for inngrepet i skips- filling and can be perceived as a threshold value for the intervention in the ship's

propellens reguleringskrets. the propeller control circuit.

Hvis akselomdreiningstallet synker under skal-verdien, så If the shaft speed drops below the set value, then

vil triggeren 15 vise en falsk spenningsdifferanse, som utloser kor- the trigger 15 will show a false voltage difference, which triggers cor-

rigerte koblingsordrer til koblingsreléene l6, 17 og dermed til de styrbare halvledere 18, 19. Innstillingsmotoren 20 foranlediger inn- controlled switching orders to the switching relays l6, 17 and thus to the controllable semiconductors 18, 19. The setting motor 20 causes in-

stillingen av skipspropellen i retning av en redusering av aksel- the position of the ship's propeller in the direction of a reduction of shaft

effekten inntil det nominelle omdreiningstall er nådd og utgangs- the power until the nominal speed is reached and the output

storrelsen av begrensningsregulatoren 24 igjen er blitt null. Det for skipsnettforsyningen nodvendige omdreiningstall av skipsakselen er dermed sikret. the size of the limiting regulator 24 has again become zero. The number of revolutions of the ship's shaft required for the ship's grid supply is thus ensured.

Den nominelle effekt av en dieselmotor kan reduseres ved The nominal power of a diesel engine can be reduced by

forandringer av fyllingsstangsystemet. De ovenstående betingelser for å opprettholde det reduserte omdreiningstall gjelder da på til- changes to the filler rod system. The above conditions for maintaining the reduced speed then apply to

svarende måte. Disse betingelser oppfylles ved at en av fyllings- corresponding way. These conditions are met by one of the filling

stangsystemet levert reguleringsstorrelse overlagres den nevnte kor-•rekturverdi.. The control value delivered by the rod system is superimposed on the aforementioned correction value.

De i forbindelse med utforelseseksemplet beskrevne detaljer, The details described in connection with the embodiment example,

henholdsvis den elektroniske kobling i fig. 2, omfattes ikke av pa-tentbeskyttelsen, utover det som er definert i patentkravene. respectively the electronic connection in fig. 2, is not covered by patent protection, beyond what is defined in the patent claims.

Claims

1. Device for controlling the setting of the pitch of a

propeller with turning blades in diesel-powered ships with engine shaft-driven torque generators for the ship's mains, and with a trailing control circuit for the propeller setting, consisting of a hand-regulated scale value encoder (9) and following speed value encoder (li), interconnected rectifiers, trigger device, switching relays, anti-parallel controllable semiconductors, a single-phase induction motor and a scale value encoder with a silent gearbox (8) with a command lever (6) for operating a hydraulic power amplifier (5), characterized in that a limiting regulator (24) is arranged for intervention in the trailing circuit, if value in accordance with the diesel engine's maximum degree of filling, is supplied from a target value encoder (31) and whose actual value is supplied from a shaft-driven tachodynamo (23), in that an output signal only occurs at the limiting regulator when the said actual value falls below the threshold value for the maximum diesel power serving target value, and in that the output signal is superimposed by means of the trigger device (15) for reducing the propeller power, the target-is-value difference of the trailing circuit as a sign-dependent correction quantity.

2. Device according to claim 1, characterized in that, for sign-correct application of the output signal, switching relays (25, 26) are arranged which are controlled by the end contacts (29, Jd) of the follow-up circuit's target value encoder (9).