Układ sterowania Silnikiem ze śrubą nastawną

Układ sterowania możemy przedstawić:

Układ sterowania silnikiem ze śrubą nastawną różni się od sterownia ze śrubą stałą dodatkowym parametrem  jakim jest skok śruby (czyli droga jaką przebędzie śruba po obrocie o 360°). W takim układzie nie musimy stosować silników nawrotnych ani układów rewersyjnych (uruchamiania silnika po stopie lub zmianie kierunku ruchu).

Najważniejszym parametrem działania układu jest sprawność którą definiuje się jako

     gdzie

                            R opór kadłuba

                            v prędkość statku

                            G godzinowe zużycie paliwa

                            W wartość opałowa paliwa

Ponieważ wpływ mamy tak naprawdę tylko na zużycie paliwa  sprawność  w naszym przypadku jest jej funkcją. Zużycie paliwa określa dodatkowo równanie G=av3 . Istnieje także możliwość zmniejszenia zużycia paliwa poprzez określenie optymalnych nastaw sterujących pracą zespołu.

Schemat blokowy H=f(n)

             k2        k1    

Z1

Z2

                P2                                 P1                                                                K1,K2-krzywki

Reg v

                                                                                                             Z1,Z2-zadajniki

Skok śruby

silnik

                                                                                                             p1,p2-ciśnienie sterujące

Od układu sterowania oczekujemy

-          Utrzymywania prędkości zadanej

-          Optymalnych nastaw

Ograniczenia wynikające z zastosowania prądnicy wałowej

Prądnica wałowa wymaga aby obroty były stałe i nie dochodziło przez ich zmiany do zmian częstotliwości generowanego prądu. Zatem nie możemy dowolnie sterować obrotami silnika nie narażając przy tym na wyrzucenie prądnicy z sieci. Wyjątkiem jest prądnica z przekładnią planetarną lub układami regulacji częstotliwości(falowniki).

Sterownie Programowe

Nie możemy tak naprawdę zastosować optymalnego sterowania. W zamian tego wyznacza się uśrednione charakterystyki  H=f(n) które noszą nazwę sterownia programowego. Wykresy te prezentują różne nastawy śruby w zależności od żądanej prędkości i obrotów.

Przeciążenie

Gdy nastawa śruby będzie zbyt duża w stosunku do obrotów nastąpi sytuacja przeciążenia, regulator wtedy zmniejszy skok zwiększając jednocześnie dawkę paliwa , gdy obroty dojdą do właściwej wartości to regulator  z powrotem zwiększy skok. Jest to wykorzystywane w sterowaniu zwanym combination gdzie danej prędkości odpowiada  wartość skoku i obrotów. Jedną dzwignią zmieniamy oba te parametry. Jeżeli nie nastąpiło by zmniejszenie skoku śruby i zwiększenie obrotów silnika nastąpiło by przeciążenie silnika silnik mógł by się zatrzymać ze względu na zbyt małe obroty i za duże obciążenie jego , a  gdyby nie zgasł  w dłuższym przeciągu czasu silnik mógł by ulec zniszczeniu.

Zalety i wady układów ze śrubą nastawną

-          Płynność regulacji

-          Brak konieczności nawracania silnika (ponownych uruchomień)

-          Silniki nienawrotne(tańsze)

-          Zawodność mechanizmu sterownia skokiem

-          Możliwość przeciążenia układu (o ile nie ma wbudowanej przystawki zabezpieczjącej)