Судовые электроприводы

Развитие электрооборудования судов тесно связано с развитием электротехники и электротехнической промышленности и имеет более, чем полуторавековую историю, начало которой положил русский ученый академик Б.С. Якоби. В 1838 году на реке Неве он испытал первое в мире судно с электрической гребной установкой.

Позднее электроэнергия на судах стала использоваться для освещения, а также для питания сигнальных и отличительных огней.

Начало применения электротехники для судовых электроприводов относится к концу XIX в. и связано с установкой электровентиляторов на крейсерах «Лейтенант Ильин» и «Адмирал Нахимов».

В последующие годы процесс электрификации судов непрерывно продолжается, что объясняется ростом надежности электрических машин, их высоким к.п.д., легкостью преобразования электроэнергии в другие виды энергии. Электрифицируются механизмы машинного отделения, бытовые потребители и ряд других установок и механизмов.

В процессе своего развития электрооборудование судов выполнялось как на постоянном, так и на переменном токе, однако начиная с середины XX в. был взят курс на внедрение трехфазного переменного тока, обладающего рядом существенных преимуществ по сравнению с постоянным. Главным из них является высокая надежность электрических машин, а также простота преобразования переменного напряжения в различные уровни напряжения, а также в напряжение постоянного тока.

Современные суда характеризуются высокой степенью электрификации. Электроэнергия широко используется для управления судном, для работы различных вспомогательных и палубных механизмов, для электродвижения, радио- и электронавигационных приборов, для осуществления внутрисудовой связи и сигнализации, бытовых целей.

Последние достижения автоматического управления, вычислительной и полупроводниковой техники сделали возможным автоматизацию всех производственных процессов на судне.

Ориентируясь на некоторые показатели, такие, как среднее количество устанавливаемого электрооборудования и средняя мощность судовых электроустановок, можно констатировать, что в настоящее время уровень электрификации судов непрерывно повышается.

На современных морских судах устанавливаются сотни электрических машин и десятки тысяч электрических аппаратов и приборов, прокладываются сотни километров кабеля. Мощность судовых электростанций достигает нескольких тысяч киловатт, а мощность отдельных электроприводов составляет несколько сотен киловатт. Можно ожидать, что в недалеком будущем некоторые суда будут иметь электростанции мощностью 50-200 МВт.

14 стр., 6695 слов

Судовые установки (2)

... Судовые газотурбинные установки с теплоутилизирующим кон­туром (ТУК) ГТУ М-25 мощностью 25 000 кВт эксплуатируются на судах ... картере или уносится с выхлопными газами в выхлопной системе. Плохое смешивание воздуха с ... часто уменьшает их проходное сечение на 50-70. В выпускной трубе толщина слоя нагара достигает ... особенно при увеличении сопротивления движению судна и снижении частоты вращения путем ...

1. Судовые электроприводы

Судовые электроприводы являются основными потребителями электроэнергии, вырабатываемой судовой ЭЭС.

История развития судового электропривода, начатая в 1838 г. академиком Б.С. Якоби, продолжилась внедрением на ряде крейсеров российского флота — в 1886 г. корабли были оборудованы электровентиляторами.

Первый электропривод рулевого устройства был использован на крейсере «Двенадцать апостолов» в 1892 г., а первая отечественная грузовая электролебедка была установлена на транспортере «Европа» в 1897 г. На протяжении следующих 6-8 лет электрифицируются якорные устройства, насосы, воздуходувки, компрессоры, установки вооружения.

В 1904 г. на Сормовском заводе были спущены на воду дизель-электроходы «Вандам» и «Сармат».

Первые судовые электроприводы выполнялись исключительно на постоянном токе напряжением, не превышающем, как правило, 110 В.

С 1908 г. начинается внедрение судовых электроприводов переменного тока. На минном загородителе «Амур» устанавливаются трехфазные электродвигатели вентиляторов и водоотливных насосов. В 1914 г. на линкорах «Императрица Екатерина Великая» и «Императрица Мария» полностью электрифицируются вспомогательные механизмы с применением электроприводов переменного трехфазного тока.

В период с 1960-го по 1970-е гг. осуществляется переход к использованию на судах электроэнергии преимущественно переменного тока. Важную роль в этом сыграло внедрение многоскоростных асинхронных электродвигателей (серия МАП).

В настоящее время обеспечивается автоматическое управление электроприводами с использованием современной полупроводниковой техники. По мере развития судовых электроприводов наблюдается переход от автоматизации отдельных операций к комплексной автоматизации судовых энергетических систем. В системы управления электроприводом все чаще включаются вычислительные машины, микропроцессоры, с большой точностью осуществляющие операции управления, ранее выполняемые человеком.

1 Определение и классификация электроприводов

Электропривод — это управляемая электромеханическая система, осуществляющая преобразование электрической энергии в механическую и наоборот.

Электропривод состоит из преобразовательного устройства, электродвигателя, механической передачи и управляющего устройства, а его функциональная схема может быть представлена в следующем виде (рис.1).

Рисунок. 1. Функциональная схема электропривода

Преобразовательное устройство предназначено для преобразования вида электроэнергии (переменного тока в постоянный или наоборот) и ее регулирования (электромашинные, тиристорные, частотные и другие преобразователи).

Электродвигатель выполняет роль электромеханического преобразователя, преобразуя подводимую к нему электрическую энергию в механическую. Электродвигатели делятся на машины постоянного и переменного тока.

Механическая передача предназначена для преобразования параметров движения (уменьшения, увеличения частоты вращения, преобразование вращательного движения в поступательное и т.д.).

21 стр., 10077 слов

Выпускной квалификационной работы «Проектирование автоматизированного ...

... насоса. Предметом исследования является математическая модель системы управления асинхронным двигателем. Цель работы: спроектировать автоматизированный электропривод насосной установки системы теплоснабжения Для реализации этой ... разновидностями их технической реализации по правилам применения для самых различных машин и механизмов. В основных сериях электроприводов различных фирм можно отметить ...

К этим устройствам относятся: редукторы, коробки передач, цепные, ременные, винтовые передачи, барабан с тросом, передача винт-гайка, кривошипно-шатунный механизм и т.д.

Управляющее устройство представляет собой систему управления электроприводом, обеспечивающую ему достаточную степень управляемости и регулирования основных параметров движения.

В составе электропривода могут отсутствовать преобразовательное устройство (двигатель питается непосредственно от сети), или механическая передача (у вентилятора крыльчатка насажена на вал двигателя).

Электроприводы можно разделить на одиночные и многокоординатные.

Одиночным называется электропривод, в котором рабочий орган машины приводится в действие одним электродвигателем (электропривод шпиля).

Многокоординатным или многодвигательным называют электропривод, в котором каждый из рабочих органов машины приводится в движение отдельным электродвигателем. Так в электроприводе грузоподъемного крана механизмы поворота платформы, вылета стрелы и подъема груза приводятся в движение своим электродвигателем. Применение многокоординатного электропривода упрощает кинематическую схему и конструкцию электромеханической системы.

По способу управления электроприводы делят на неавтоматизированные, автоматизированные и автоматические.

Неавтоматизированный электропривод предусматривает участие человека в выработке управляющих воздействий и компенсации последующих возмущений.

Автоматизированный электропривод требует участия человека только в выработке начального управляющего воздействия.

Автоматическим считается электропривод, где роль человека сводится лишь к наблюдению за работой электромеханической системы.

По роду тока различают электроприводы постоянного и переменного тока.

Судовые электроприводы, приводящие в действие судовые механизмы, делятся на рулевые, якорно-швартовные, грузоподъемные, вспомогательные (электроприводы, обслуживающие механизмы главной силовой установки судна).

якорный швартовный грузоподъемный электропривод

2. Схемы управления рулевыми электроприводами

В зависимости от системы рулевого электропривода, назначения судна, рода тока на судне, требований надежности и живучести могут применяться различные схемы управления рулевыми электроприводами.

Область применения различных схем управления электроприводов в значительной степени определяется мощностью электродвигателя.

Управление рулевым гидравлическим приводом в системе автоматического действия может быть осуществлено теми же схемами авторулевых, что и для механических приводов с воздействием на манипулятор гидравлического насоса.

К схемам рулевых электроприводов предъявляется ряд требований, определяемых главным образом Правилами Регистра и Международной конвенцией.

Питание рулевого электропривода на судах должно осуществляться непосредственно от ГРЩ по двум максимально удаленным друг от друга (обычно они находятся на противоположных бортах) фидерам. Если рулевой электропривод имеет два комплекта двигателей, то каждый питается от своего фидера. На судах, имеющих аварийную электростанцию, электрически связанную с главным распределительным щитом судна, Правилами рекомендуется подключать один из фидеров через аварийную электростанцию, предусмотрев достаточную ее мощность.

5 стр., 2418 слов

Система управления электроприводами

... , Рис. 9 - График тока Вывод В данном курсовом проекте была спроектирована система управления электроприводом на основе регуляторов т ... мкОм. 2 . Расчёт статических параметров Определим угловую скорость вращения якоря двигателя, рад/с: ,(2.1) Определим сопротивление якорной цепи двигателя, приведённое к рабочей температуре 750С, Ом, при коэффициенте, ...

Управление пуском приводных двигателей для рулевого преобразователя или насоса переменной производительности (при установке вне машинного отделения) осуществляется дистанционно: у места нахождения двигателя, в рулевой рубке и на главном распределительном щите (если у последнего ведется круглосуточная вахта).

Управление электроприводом руля осуществляется от двух (не менее) постов управления и переключателей постов управления. Переключатель должен подключать только один пост из имеющихся. Резервный пост устанавливается либо в румпельном помещении, либо на юте.

В электрических схемах рулевых приводов Правилами запрещается иметь максимальную и нулевую выключающие привод защиты. Должна быть только защита от коротких замыканий и соответствующая сигнализация. В схемах должны предусматриваться конечные выключатели, ограничивающие предельный по углу ход привода, но допускающие его обратный ход. В следящих автоматических системах ограничение не обязательно.

На рис. 2 приведена одна из схем электропривода переменного тока основных насосов гидравлических рулевых машин (для одной машины).

Питание электропривода осуществляется по двум фидерам, разведенным по бортам. При выходе из строя основного фидера от ГРЩ в работу автоматически включается резервный (от АРЩ).

Эту операцию выполняет автоматический переключатель питания, выполненный на контакторах КМ1 и КМ2 с электронной блокировкой.

При включении автоматического выключателя QF1 питание подается на схему управления. Пуск двигателя можно осуществлять как из румпельного помещения, так и с поста дистанционного управления. В первом случае переключатель SA переводится в положение М (местное), во втором в положение Д (дистанционное) и включение двигателя насоса производится контактором КДВ (дистанционного включения).

Как в первом, так и во втором случае срабатывает контактор КМ3 и двигатель получает питание от сети.

Рисунок. 2. Схема электрогидравлического рулевого привода

Защиту электропривода от коротких замыканий осуществляет автоматический выключатель QF1, а во вспомогательных цепях предохранители FU1 и FU2. Для контроля возможных перегрузок электропривода использованы тепловые реле КК1, КК2, работающие на промежуточное реле КП, которое своим нормально-замкнутым контактом включает световую лампу HL2 и звуковую сигнализацию — ревун РВ. Сигнализацию о подаче питания в схему управления обеспечивает лампа HL1.

1 Электроприводы якорно-швартовных механизмов

Якорно-швартовные механизмы делятся на две основные группы:

  • якорно-швартовные и якорные шпили, имеющие вертикальное расположение грузового вала и одну звездочку;
  • брашпили, имеющие горизонтальное расположение грузового вала и две звездочки.

Якорно-швартовные шпили подразделяются:

  • по скорости выбирания якорной цепи — на нормальные и с повышенной скоростью;
  • по конструктивным признакам — на однопалубные (цепная звездочка, механизм и двигатель размещены на одной палубе) и двухпалубные (цепная звездочка и швартовный барабан размещены на одной палубе, механизм и двигатель — на другой);
  • двухпалубные якорно-швартовные шпили могут быть одинарными (с индивидуальным приводом) и соединенными, связанными общим редуктором.

Якорные шпили обычно выполняются соединенными. Калибр их цепей бывает выше 72 мм.

5 стр., 2172 слов

Конструкция машин постоянного тока

... машин переменного тока, что обусловлено дороговизной двигателей постоянного тока. Основные элементы конструкции МПТ В машинах постоянного тока насажанный на вал роторный сердечник вместе с заложенной в его пазах якорной обмоткой обычно называется якорем. Якорь машины постоянного тока ...

Брашпили по скорости и конструкции подразделяются на нормальные и облегченные. Первые используются на судах морского флота, вторые — на судах речного и озерного флота, где применяются короткие цепи.

2 Назначение и особенности работы

Якорно-швартовное устройство является одним из наиболее важных судовых устройств, обеспечивающих безопасность эксплуатации судна. Шпилевые и брашпильные устройства предназначены для выбирания и спуска якорей, для выполнения швартовных и других операций. Работа каждого шпилевого и брашпильного электропривода определяется величиной тягового усилия, скоростью выбирания якорной цепи или швартовного троса, длительностью рабочего периода.

С помощью якорно-швартовных механизмов выполняются следующие основные операции:

  • отдача якоря (посредством электропривода, свободным травлением и свободным травлением с подтормаживанием тормозом звездочки);
  • стоянка на якоре на тормозе цепной звездочки;
  • съемка с якоря — подтягивание судна к якорю, отрыв и подъем якоря, втягивание якоря в клюз;
  • одновременный подъем двух якорей (только для брашпилей) с половины расчетной глубины стоянки при неодновременном их отрыве от грунта;
  • обеспечение швартовки судна при отжимном ветре 5 баллов.

кратковременный режим работы (20-40 мин); стандартная продолжительность одного цикла принята равной 30 мин;

  • широкое изменение нагрузки на валу электродвигателя (30-200% номинальной);
  • возможность стоянки двигателя под током (0,5-1,0 мин);
  • частые пуски электродвигателя (до 120 пусков и торможений в течение часа) и возможные реверсы;
  • суммарная продолжительность включения двигателя швартовного механизма за сутки 40-50 мин;
  • необходимость саморегулирования частоты вращения электродвигателя при изменении момента сопротивления на его валу.

3 Требования к электроприводам якорно-швартовных механизмов

К электроприводам якорно-швартовных механизмов предъявляются следующие требования:

  • возможность их использования при заданных условиях погоды и моря;
  • надежность и безотказность в работе, в частности при колебаниях параметров питающей сети, установленных соответствующими правилами и нормами;
  • возможность пуска в ход под полной нагрузкой;
  • поддержание необходимого тягового усилия при малых скоростях выбирания цепи или троса вплоть до полной остановки;
  • соразмерность максимального усилия тяги, развиваемого исполнительным электродвигателем, с прочностью цепи или троса;
  • получение нормированных скоростей подъема якоря после отрыва от грунта, выбирания швартов и втягивания якоря в клюз;
  • способность удержания якоря на весу в случае потери питания электроэнергией;
  • обеспечение безопасного спуска якоря на заданную глубину;
  • небольшие масса, габариты и стоимость установки;
  • удобство и простота управления и обслуживания.

Все якорно-швартовные механизмы обычно выпускаются с электрооборудованием морского исполнения переменного тока 380 и 220 В частотой 50 Гц и постоянного тока 220 В.

Электродвигатели, командоконтроллеры, кулачковые контроллеры и другие элементы электрооборудования, устанавливаемые на палубе, должны быть водозащищенного исполнения; магнитные контроллеры, устанавливаемые в помещениях, должны быть брызгозащищенного исполнения.

13 стр., 6052 слов

Асинхронные двигатели в системах электропривода

... момента холостого хода). 1 Асинхронные двигатели в системах электропривода 1.1 Параметры задания и выбор варианта задания Вариант задания выбирается по двузначному шифру, присвоенному ... токов при одновременном увеличении пускового момента. При выборе двигателя по мощности следует исходить из необходимости его полного использования в процессе работы. В случае завышения номинальной мощности двигателя ...

Якорно-швартовные механизмы должны допускать возможность оборудования их устройствами для дистанционной (с мостика) отдачи якоря. Они также должны быть снабжены счетчиками длины вытравленной якорной цепи, допускающими установку дистанционных репитеров.

Якорно-швартовные механизмы оборудуются автоматическим тормозом на валу электродвигателя с устройством для ручного растормаживания. Тормоз предназначен для удерживания механизма от разворота при действии в цепи на звездочке (соединенной с приводом) статического усилия извне, величина которого составляет не менее 1,3-2,0 номинального. Для швартовных шпилей это усилие составляет 1,5 номинального тягового усилия шпиля.

2.4 Типы электроприводов якорно-швартовных механизмов

Для якорно-швартовных механизмов рекомендуются три основные группы электроприводов:

  • с двигателями постоянного тока, питающимися от сети;
  • с двигателями переменного тока, питающимися от сети;
  • с двигателями постоянного тока, питающимися от автономных преобразователей — электромашинных (системы Г — Д) или статических.

Для двух первых групп применяются силовые кулачковые контроллеры или магнитные контроллеры с дистанционным управлением. Группа электроприводов по системе Г — Д имеет обычно дистанционное управление.

Все три группы электроприводов могут иметь один или два приводных электродвигателя. Приводы с двумя электродвигателями применяются только для крупных якорных и якорно-швартовных механизмов с калибром цепи свыше 62 мм.

На постоянном токе используются двигатели смешанного возбуждения серии ДПМ, характеристики которых специально подобраны исходя из требований, предъявляемых к электроприводам палубных механизмов.

Из двигателей переменного тока преимущественно применяются короткозамкнутые асинхронные двигатели. Для нормальных якорно-швартовных шпилей с калибром цепи до 28 мм, всех облегченных механизмов и швартовных шпилей с тяговым усилием до 3000 кгс рекомендуются двухскоростные двигатели; для всех остальных механизмов целесообразно использование трехскоростных двигателей. В отечественной серии МАП предусмотрены двухскоростные двигатели на мощность 2-10 кВт и трехскоростные — на мощность 10-60 кВт.

На рис. 2.3 дана схема управления переменного тока для якорно-швартовных механизмов мощностью от 10 до 25 кВт с помощью кулачкового контроллера. Приводной двигатель трехскоростной, причем основной частотой вращения является средняя, на ней производится выбирание якорной цепи с номинальной нагрузкой и отрыв якоря от грунта. Высшая скорость используется для выбирания свободных швартовных канатов, а низшая — для втягивания якоря в клюз и для безопасного подтягивания судна к причалу.

Переключение группы обмоток малой и средней частоты вращения и обмотки большой частоты вращения осуществляется контактором КМ1.

Рисунок. 3. Схема электропривода переменного тока при управлении с помощью кулачкового контроллера

2 стр., 999 слов

Расчеты преобразователя частоты для регулирования скорости асинхронного ...

... также специальные асинхронные двигатели, предназначенной для работы в режиме регулирования скорости от преобразователей частоты. Ведущие зарубежные электротехнические фирмы уже освоили производство транзисторных и тиристорных преобразователей частоты для электропривода. Основой таких преобразователей являются, как ...

Работа на большой скорости ограничивается сравнительно небольшими нагрузками. Чтобы не допустить перегрузки, в схеме предусмотрено тепловое реле КК5, имеющее номинальный ток на одну ступень ниже тока обычной тепловой защиты. При срабатывании реле КК5 катушка контактора КМ1 размыкается и двигатель переключается с большей частоты вращения на среднюю.

Чтобы исключить звонковое включение обмотки большой скорости при перегрузке, катушка контактора КМ1 включается на промежуточном третьем положении, а на четвертом рабочем положении катушка питается через блок-контакты КМ1. Защита контроллера — типовая, с помощью автоматического выключателя QF1 и тепловых реле КК1 — КК4. При необходимости работы привода в условиях тепловой перегрузки двигателя контакты тепловых реле шунтируются кнопкой SB.

5 Электроприводы палубных грузовых механизмов

Судовые грузоподъемные механизмы (лебедки и краны) по ряду общих признаков классифицируются следующим образом:

  • по характеру выполняемых операций они подразделяются на: а) грузовые лебедки и краны, предназначенные для переработки генеральных грузов, т.е. грузов, перевозимых в упаковке или таре, а также для переработки леса и сыпучих грузов;
  • б) лебедки и краны, предназначенные для специализированных операций — шлюпочные, буксирные, траловые и т.д.

по передаточному механизму различаются лебедки и краны с механическим и гидравлическими передачами;

  • по системе управления лебедки и краны делятся на грузоподъемные механизмы с контроллерным и релейно-контакторным управлением электроприводом, а также с управлением по системе Г — Д или посредством магнитных усилителей и статических преобразователей;
  • по роду тока различаются грузоподъемные механизмы с электроприводом постоянного и переменного тока.

6 Требования, предъявляемые к электроприводам грузоподъемных устройств

Эксплуатационные показатели судов транспортного флота в значительной степени зависят от производительности грузовых операций, которая, в свою очередь, во многом зависит от характеристик и надежности работы судовых грузоподъемных механизмов.

К современным грузовым лебедкам и кранам предъявляется ряд требований как технического, так и эксплуатационно-экономического характера. Основными из них являются:

  • а) достаточно высокая производительность грузовых операций (до 50 ц/ч с номинальным грузом и до 70-80 ц/ч с половинным грузом);
  • б) необходимый диапазон изменения рабочих скоростей, достаточный для оперативной и безопасной работы с различными грузами;
  • в) высокая надежность электропривода, под которой понимается обеспечение безотказной работы в течение разгрузки (или погрузки) судна;

г) простота схемы и

д) простота и удобство обслуживания, минимальный уход при эксплуатации;

  • е) минимальное отрицательное влияние пусковых токов и двигателя на судовую сеть;
  • ж) минимальные мощность электропривода и расход электроэнергии;

— В большинстве случаев высокая производительность, способствуя сокращению погрузочно-разгрузочных paбoт и продолжительности стоянки судна в портах, значительно улучшает экономические показатели эксплуатации всего судна в целом. Поэтому естественно, что требование высокой производительности во многих случаях является доминирующим. Высокой производительности грузовых операций добиваются тремя путями:

25 стр., 12398 слов

Автоматические швартовные лебедки

... двигателя в установившемся и переходных режимах и благодаря регулированию выходных параметров преобразователя. Глава 1. Анализ существующих и перспективных систем управления автоматическими швартовными лебедками ... эти электроприводы позволяют получить предельные показатели по уровню производительности, диапазону регулирования, скорости, удельным параметрам и надежности исполнительного двигателя. Это ...

обеспечением достаточной скорости подъема. Обычно она колеблется в пределах 0,2-1,0 м/с (12-66 м/мин).

Более высокие скорости для судовых устройств нерациональны вследствие малой высоты подъема грузов. Увеличение скорости подъема выше 50-60 м/мин перестает влиять на продолжительность всего цикла и не способствует увеличению производительности даже в том случае, если за счет увеличения мощности двигателей обеспечить достаточные ускорения, которые позволили выходить на максимальную скорость.

При погрузке судна проходимые грузом пути по мере заполнения трюма изменяются и достижение высоких скоростей становится все более затруднительным. За короткий путь перемещения груза по высоте исполнительный двигатель не успевает достигнуть полной скорости.

Для получения более гибкой системы управления наряду с максимальной скоростью судовые лебедки имеют несколько промежуточных скоростей. Особенно важно иметь устойчивые малые, так называемые установочные скорости подъема и спуска, а также ограничение выбегов при торможении. Значения устойчивых посадочных скоростей определяются из условия гарантии сохранности груза как эквивалентные скорости падения груза с некоторой высоты. В отечественной практике посадочные скорости обычно составляют 9-10 м/мин (эквивалентны скорости при высоте падения 1,0-1,1 мм), однако возможны посадочные скорости до 15 м/мин. Обычно судовые лебедки постоянного тока имеют не менее четырех положений скорости;

  • значительным увеличением диапазона регулирования скорости для обеспечения быстрого подъема и спуска холостого гака и малых грузов. При этом скорость подъема холостого гака допускается обычно несколько выше, а скорость спуска оставляется умеренной, так как слишком быстрый спуск холостого гака может привести к спутыванию троса на барабане лебедки;

— сокращением продолжительности переходных процессов. Это достигается уменьшением моментов инерции движущихся частей механизма, ограничением скорости двигателя (обычно до 1000 об/мин).

Увеличение пусковых моментов ограничивается допустимой кратностью пускового тока, имеющего обычно значения IПУСК = (2,0-2,5)IН.

Для обеспечения безопасности работы лебедочные и крановые двигатели снабжаются электромагнитными и механическими тормозами, допускающими ручное растормаживание, а для остановки в верхнем положении — концевыми выключателями.

7 Электропривод грузовых лебедок и кранов

Режим работы электропривода грузовых лебедок и кранов является повторно-кратковременным и характеризуется изменением нагрузки приводного двигателя в широких пределах вследствие изменения приемов и общей организации грузовых работ (подтаскивание груза, спаренная работа двух лебедок на один гак и т.п.).

Наиболее распространен привод грузовых лебедок с электрическим реверсированием двигателя и регулированием его скорости при подъеме и спуске груза с электрическим и механическим торможением. Судовые лебедки и подъемные механизмы кранов имеют следующие основные типы электроприводов:

  • а) с двигателями постоянного тока смешанного возбуждения при контроллерных или релейно-контакторных схемах управления;
  • б) по системе генератор-двигатель или с тиристорным управлением;
  • в) с асинхронными короткозамкнутыми многоскоростными двигателями;
  • г) асинхронными двигателями с фазным ротором.

В качестве примера рассмотрим схему электропривода грузовой лебедки, выполненной на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с релейно-контакторным управлением (рис. 2.4).

17 стр., 8283 слов

Судовые дизели и их эксплуатация

... управление при этом уровне предусматривается, но только при особых режимах судна и его автоматической установке. Общая тенденция в развитии судовых механизмов характеризуется усложнением возлагаемых на электроприводы ... Назначение автоматической работы 2. Требования Регистра Росси к системам автоматической работы дизель- генераторов 3. Пуск дизель - генераторов. Выбор схемы, регулирования скорости ...

Питание на привод подается автоматическим выключателем QF, который одновременно обеспечивает защиту от коротких замыканий. Для подключения к сети электродвигателя должен сработать один из контакторов КМ1 или КМ2. В роторную цепь электродвигателя включены пусковые резисторы R1 и R2, которые по мере разгона электродвигателя шунтируются силовыми контактами контакторов КМ3 и КМ4.

Рисунок. 4. Схема электропривода грузовой лебедки

Рисунок. 5. Механические характеристики электропривода

Таким образом, разгон двигателя происходит по трем механическим характеристикам, последовательно проходя через точки 0-1-2-3-4-5.

Остановка электропривода производится нажатием кнопки стоп SBС.

2.8 Схемы управления электроприводов судовых систем

Для дистанционного пуска двигателя или автоматического пуска привода в функции параметра, определяющего работу установки, преимущественное распространение получили релейно-контакторные схемы управления. Дистанционное управление при автоматическом пуске осуществляется с помощью кнопочного поста от любого типа измерительного

Для пуска прямым включением в сеть применяются магнитные пускатели. Они обеспечивают возможность пуска двигателя мощностью 1,7-55,0 кВт при напряжении 380 В. Магнитный пускатель состоит из трехполюсного контактора, двух тепловых реле и встроенного или дистанционного кнопочного поста.

Тепловая защита отключает двигатель, когда ток перегрузки превышает 1,2 номинального, в течение 20 мин после длительной работы при номинальном токе. При семикратном токе перегрузки с холодного состояния пускатель срабатывает примерно через 5 с, что необходимо учитывать при пуске двигателя насосов или вентиляторов с большим маховым моментом, когда время разгона может превышать 5 с. Таким образом, необходимо правильно выбирать тепловое реле, иначе оно отключит двигатель до окончания пуска.

На рис. 2.6 в качестве примера приведена схема автоматического пуска двигателя в функции изменения давления, где КК — тепловые реле; КДmax и КДmin — н. з. и н. р. контакты реле давления; КП — промежуточное реле; КМ линейный контактор.

Рисунок. 6 — Схема автоматического пуска двигателя в функции давления

В связи с развитием систем автоматического управления появились схемы управления электроприводами, предназначенные для дистанционного автоматического управления регулируемыми и исполнительными органами от измерительного устройства того или иного типа.

Электроприводы могут использоваться в регуляторах давления для поддержания величины давления регулируемой среды. В системах регулирования котельных установок они применяются в регуляторах, управляющих подачей топлива и воздуха. Эти же электроприводы могут быть применены для поддержания заданной величины разрежения регулируемой среды, перемещения регулирующего органа на величину, пропорциональную изменениям параметров измерительного устройства.

На рис. 7 в качестве примера приведена схема электропривода, которая обеспечивает возможность дистанционного (положение Д) управления с помощью кнопок открытия SBО и закрытия SBЗ и автоматического управления (контакты КАЗ) от измерительного устройства положением рабочего органа. Выбор режима управления осуществляется переключателем SA.

В автоматическом режиме (положение А) при достижении предельного положения исполнительного механизма система автоматически отключается при помощи контактов конечных выключателей КВО, КВЗ и контакторов «Открыть» (КМО) и «Закрыть» (КМ3).

Электроприводы работают кратковременно, на время нажатия кнопки или автоматического замыкания контактов по принципу «открыть», «закрыть», «приоткрыть».

Рисунок. 7. Схема электропривода с регулированием положения

Литература

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/yi-sudovoy-elektroprivod/

1. Соловьев, Н.Н. Судовые электроэнергетические системы : учеб. / Н.Н. Соловьев, В.И. Самулеев. — М. : Транспорт, 1991. — 248 с.

  • Справочник судового электротехника. В 3-х т. Т. 1. Судовые электроэнергетические системы и устройства / под ред. Г.И. Китаенко. Т. 1. Судовые электроэнергетические системы и устройства. — Л. : Судостроение, 1975. — 520 с.
  • Чекунов, К.А.

Судовые электроприводы и электродвижение судов : учеб. / К.А. Чекунов. — М. : Транспорт, 1986. — 352 с.