Cảm biến mô-men xoắn được sử dụng như thế nào trong hệ thống động cơ đẩy hàng hải?
Trong hệ thống động lực hàng hải, cảm biến mô-men xoắn chủ yếu được lắp đặt giữa động cơ chính, trục và chân vịt. Họ thực hiện các phép đo trực tuyến về mô-men xoắn, tốc độ và công suất trục được tính toán của trục động cơ để theo dõi hiệu suất, quản lý hiệu quả năng lượng và chẩn đoán lỗi.
Vị trí và hình thức lắp đặt:
- Cảm biến mô-men xoắn loại mặt bích hoặc loại vòng{1}} được lắp trên trục giữa đầu ra của động cơ diesel hoặc động cơ điện và trục trung gian/trục đẩy. Máy đo biến dạng đo biến dạng xoắn của trục.
- Ngoài ra, có thể sử dụng vòng mô-men xoắn/mô-men xoắn, lắp vào trục hiện có mà không cần cắt trục. Máy đo biến dạng được gắn vào bề mặt trục và được bảo vệ bằng vòng rôto. Tín hiệu sau đó được truyền tới hệ thống điều khiển của tàu không dây hoặc cảm ứng.
- Hệ thống thường đo đồng thời mô-men xoắn và tốc độ, đồng thời được triển khai trên trục đẩy chính hoặc nhiều trục để giám sát công suất đẩy-trục đơn hoặc nhiều{1}}trục.
Nguyên lý đo lường và tín hiệu:
- Máy đo biến dạng cầu-toàn phần được đặt trên bề mặt trục đẩy. Trục bị biến dạng xoắn nhỏ dưới tải trọng chân vịt, gây ra sự thay đổi lực cản. Sự thay đổi này được truyền qua cầu đo biến dạng, phát ra tín hiệu điện tỷ lệ với mô-men xoắn.
- Mô-đun điện tử rôto trên trục-khuếch đại, điều chế và số hóa tín hiệu biến dạng, sau đó truyền tín hiệu đó đến bộ thu cố định hoặc tủ I/O thông qua phương pháp-không tiếp xúc (điện từ/không dây).
- Máy tính chủ hoặc PLC, kết hợp với mô-men xoắn (T) và tốc độ (n), tính toán công suất trục, cho phép các chức năng-hiển thị, ghi và cảnh báo theo thời gian thực đối với công suất-tốc độ-mô-men xoắn.
Các ứng dụng chính trên tàu:
- Quản lý hiệu suất động cơ đẩy và hiệu quả sử dụng năng lượng: Kiến thức theo thời gian thực về công suất trục thực tế được truyền từ động cơ chính đến cánh quạt có thể được sử dụng để tối ưu hóa tốc độ, bước, tải và hướng, giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và khí thải.
- Giám sát và cảnh báo tình trạng vận hành: Theo dõi biến động mô-men xoắn, quá tải và đỉnh mô-men xoắn bất thường, kích hoạt cảnh báo hoặc giới hạn công suất khi vượt quá giới hạn để bảo vệ động cơ chính, hộp số và hệ thống trục.
- Chẩn đoán và bảo trì: Phân tích các biến động nhất thời về mô-men xoắn và tốc độ có thể giúp chẩn đoán hư hỏng cánh quạt, tạo bọt, rung xoắn bất thường hoặc các sự cố ăn khớp bánh răng, tạo cơ sở cho việc bảo trì dựa trên tình trạng.
Các thành phần hệ thống điển hình:
- Trên-phần trục:Đồng hồ đo biến dạng, vòng rôto hoặc thân cảm biến mô-men xoắn loại mặt bích, có-mô-đun điện tử truyền tải và điều hòa tín hiệu tích hợp. Kết cấu phải đáp ứng yêu cầu về đường kính trục lớn, mô men xoắn cao và bảo vệ môi trường biển.
- Phần trục-tắt:Cuộn dây stato/ăng-ten thu, tủ I/O hoặc bộ phận chính của đồng hồ đo mô-men xoắn, chịu trách nhiệm cung cấp điện, giải điều chế tín hiệu, tuyến tính hóa và đầu ra (analog, nối tiếp, CAN, Ethernet, v.v.) và giao tiếp với các hệ thống AMS/PMS/VDR hàng hải.
- Phần mềm máy chủ:Được sử dụng để hiển thị-các đường cong mô-men xoắn, tốc độ, công suất và xu hướng theo thời gian thực cùng với tính năng ghi dữ liệu, cảnh báo sự kiện, xuất báo cáo và các chức năng khác, hỗ trợ các yêu cầu giám sát tuân thủ các tiêu chuẩn xã hội phân loại hoặc quân sự.
