Следящее управление

Для получения режима «Следящее управление» переводят переключатель видов

управления ВК1 в положение II «Следящее» ( рис. 286 ).

При этом размыкаются контакты ВК1-1, ВК1- 7, ВК1-8 и переключаются осталь-

ные.

При размыкании ВК1-1 обесточивается обмотка возбуждения масштабного сельси

на-трансформатора СТм ( ПУ, М11 ), поэтому его выходное напряжение уменьшается до нуля.

Значит, обесточивается обмотка возбуждения сельсина-трансформатора интеграто

ра СТи, поэтому его выходное напряжение

U ₃ = к₃ α dt = 0.

Тем самым интегрирующее устройство исключается из работы.

При размыкании контактов ВК1-7 и ВК1-8 3-фазная обмотка сельсина – приемника курса СПк ( ПУ, М7 ) отключается от 3-фазной обмотки сельсина-датчика гирокомпаса

( на схеме не показана ), поэтому роторы СПк и ТГ ( ПУ, М8 ) поворачиваться не будут.

Тем са­мим выводится из работы дифференцирующее устройство , напряжение которого

U₂ = к₂ dα / dt = 0.

При переключении контактов ВК1-2 и ВК1-3 обмотка возбуждения сель­сина – тран

сформатора руля СТр отключается от выходной обмотки масштабного сельсина – транс-

форматора СТм и подключается к напряжению 110 В, 50 Гц.

С этого момента на обмотки возбуждения СТк и СТР по­ступает одинаковое напря-

жение 110 В, поэтому КОС становится равным 1 ( КОС = 1 ). Это означает, что при пово-

роте штурвала на определённый угол, на такой же угол повернётся руль.

Через контакт ВК1-4 обмотка управления двигателя возврата штурвала Дс ( ПУ, М6 ) подключается к выходной обмотке СТ1 ( ПУ, М5 ).

Через контакт ВК1-6 обмотка возбуждения этого двигателя подключается к напря

жению 110 В, 50 Гц.

Через контакт ВК1-5 обмотка управления двигателя интегратора Ди ( ПУ, М9 ) подключается к левой половине вторичной обмотки транс­форматора Тр1.

Двигатель Ди включается и начинает возвра­щать ротор СТи в нулевое положение.

В нулевом положении ротора размы­кается левый контакт контактного приспособле

ния КП-2, двигатель Ди останавливается. Тем самым сигнал интегрирующего устройства «сброшен».

Аналогично работает Ди при переходе с режима «Автомат» на режим «Простое уп-

равление».

В положении I «Простое управление» через контакт ВК1-5 обмотка управления двигателя интегратора Ди ( ПУ, М9 ) подключается к левой половине вторичной обмотки транс­форматора Тр1. Далее процесс повторяется.

Сигнал ИУ при каждом переходе с автоматического на следящее или простое управ

ление надо сбрасывать ( до нуля ). В противном случае при обратном переходе на автома-

тическое управление вновь возникший сигнал ИУ, накопленный на прежнем курсе, может нарушить нормальную работу авторулевого.

Из сказанного выше следует, что при переходе на следящее или простое управле-

ние исключаются из схемы управления дифференцирующее и интегрирую­щее устройства. Поэтому в работе схемы принимают участие оставшие­ся 3 электрические машины : СТк, СТн и СТр. ^:

При следящем управлении для управления движением судна используют штурвал.

При повороте штурвала ротор сельсина-трансформатора курса СТк ( ПУ, М2 ) по-

вернётся на такой же угол, на его выходной обмотке появится напряжение U₁ = к₁ α.

В первый момент времени после ухода с курса это напряжение является единствен

ным в цепи суммирования сигналов, т.е. напряжение управления

U_у = U₁.

Оно поступает на вход усилителя мощности У1-М, усиливается в нём, и с выхода усилителя через контакт ВК1-9 подаётся на обмотку управления серводвигателя руля Др ( ИМ, М1 ).

Серводвигатель Др начинает выводить барабан насоса Холла из нулевого положе-

ния, например, вправо, и одновременно поворачивать ротор сельсина-трансформатора насоса СТн ( ИМ, М2 ), на выходной обмотке которого появляется напряжение

U₄ = к₄ s.

Фаза напряжения U₄ противоположна по фазе напряжению U₁ на выходе СТк ( М2, ПУ ) поэтому напряжение управления становится равным

U_у = U₁ – U₄.

По мере движения барабана напряжение U₄ увеличивается, а напряжение управле

ния, таким образом, уменьшается:

↓U_у = U₁ – U₄↑.

Поэтому скорость движения барабана, максимальная в первый момент ухода судна

с курса, постепенно уменьшается.

При наступлении равенства этих напряжений напряжение управления

U_у = U₁ – U₄ = 0,

серводвигатель Др ( ИМ, М1 ) остановится.

В результате барабан насоса Холла остановится, успев сместиться на расстояние s, пропорциональное углу поворота штурвала. .

Этот процесс смещения барабана насоса и его остановки длится небольшое время.

Поскольку барабан насоса смещён, перо руля начинает выходить из диаметральной плоскости.

При этом поворачивается ротор сельсина-трансформатора руля СТр ( РД, М2 ), на выходной обмотке которого появляется напряжение

U₅ = к₅ β.

Это напряжение находится в противофазе с напряжением U₁ = к₁ α сельсина-тран

сформатора курса СТк ( ПУ, М2 ), поэтому напряжение управления

U_у = U₁ – U₄ – U₅

изменит фазу на 180º, что приведёт к реверсу серводвигателя руля.

При реверсе серводвигатель начинает возвращать барабан насоса, а также ротор

сельсина-трансформатора насоса СТн ( ИМ, М2 ) в нулевые положения.

При этом напряжение U₅ сельсина-трансформатора руля продолжает возрастать

( т.к. барабан насоса пока не успел вернуться в нулевое положение, и кладка руля продол

жается ), а напряжение U₄ постепенно уменьшается ( т.к. ротор сельсина-трансформатора насоса СТн возвращается в нулевое положение).

Уравнение управления для этого отрезка времени можно записать так:

U_у = U₁ – U₄↓ – U₅ ↑.

В момент времени, когда барабан насоса Холла, а значит, ротор сельсина-трансфор

матора насоса СТн вернутся в нулевые положения, напряжение СТн

U₄ = к₄ s = 0 ( т.к. s = 0),

а напряжение U₅ компенсирует напряжение U_1.

В результате напряжение управления

U_у = U₁ – 0 - U₅ = 0,

поэтому серводвигатель останавливается.

Кладка руля окончена.

Как следует из описанного выше, барабан совершил возвратно-поступательное дви

жение ( вышел из нулевого положения – остановился – вернулся в исходное положение ) и остановлен в нулевом положении, а перо руля повернулось на угол β, равный ( или про

порциональный ) углу поворота штурвала.

Простое управление

При простом управлении переключатель видов управления ВК1 устанавливают в положение I «Простое» ( рис. 286 ).

Через контакт ВК1-9 обмотка управления серводвигателя руля Др ( ИМ, М1 ) под-

ключается к узлу схемы с кнопочным постом управления.

При нажатии, например, кнопки «Лево руля» обмотка управления Др подrлючает-

ся к левой половине вторичной обмотки трансформатора Тр1.

В результате двигатель Др выводит ротор насоса переменной производительности из нулевого положения, начинается перекладка пера руля.

Для ее прекращения отпускают кнопку "Лево руля", а пружина нуль-установителя вернет ротор насоса переменной производительности в нулевое положение.

Чтобы возвратить руль в диаметраль, надо нажать кнопку "Право", и, дождавшись возвращения пера руля в диаметраль, отпустить ее.

На схеме не показана электромагнитная муфта, которая находится между серводви

гателем Др и тягой барабана насоса Холла. Муфта работает так.

При нажатии кнопки «Лево руля» ( «Право руля» ) муфта отключается, при этом серводвигатель Др механически соединяется с тягой барабана насоса Холла.

При отпущенной кнопке муфта включается, рассоединяя серводвигатель Др и тягу барабана насоса Холла. Тем самым облегчается работа пружинного нулевого установите

ля, возвращающего барабан насоса Холла в нулевое положение.