- •Термины и определения
- •1.2. Классификация электроприводов
- •1.3. Краткий очерк развития отечественных судовых электроприводов
- •1.4. Особенности работы судового электромеханика
- •1.5. Значение предмета
- •1.6. Международные и национальные морские классификационные общества.
- •1.7. Условия работы судового электрооборудования. Требования Правил Реги-
- •1.8. Требования морских нормативных документов к конструкции судового
- •1.8.1. Классификация судового оборудования в зависимости от климатических условий района плавания
- •1.8.2. Классификация электрооборудования в зависимости от места расположе
- •1.8.3. Классификация электрооборудования в зависимости от степени защи
- •1.8.4. Классификация судового оборудования в зависимости от особых условий работы эксплуатации
- •1.9. Классификация судового электрооборудования в зависимости от способа монтажа электрических машин
- •1.10. Классификация судового электрооборудования в зависимости от режи
- •1.11. Условия выбора электродвигателей для судовых электроприводов
- •1.12. Системы буквенно-цифровых обозначений электрооборудования Промышленность выпускает различные виды электрооборудования сериями.
- •1.13. Международная система обозначения выводов электрических машин, цветовое обозначение выводов
- •1.14. Международная система единиц физических величин
- •1.15. Единицы, часто применяемые в судовой электротехнике
- •1.16. Рекомендации по изучению дисциплины
- •Глава 1. Типовые узлы и схемы управления судовыми электроприводами
- •§ 1.1. Аппаратура управления электроприводами
- •1. Электрические аппараты
- •Классификация электрических аппаратов
- •7. По режиму работы
- •2. Рубильники, выключатели и переключатели
- •3. Автоматические выключатели
- •2. По роду тока :
- •3. По числу полюсов:
- •5. По типу расцепителей:
- •По типу привода:
- •Исходное состояние выключателя
- •Включение выключателя
- •Расцепители Основные сведения
- •Промышленные типы автоматических выключателей
- •Технические характеристики автоматических выключателей типа ак-50
- •Номинальные токи расцепителей и уставки тока срабатывания в зоне токов короткого замыкания электромагнитных расцепителей выключателей серии а3100р
- •Пределы регулирования и калибруемые значения параметров полупроводниковых расцепителей выключателей серии а3700р
- •Расчет параметров выключателя
- •Выбор выключателя
- •1.1.4. Командоаппараты
- •Кнопочные посты управления
- •Универсальные переключатели
- •Рычажные выключатели
- •1.1.5. Контроллеры
- •Силовые контроллеры
- •1.1.6. Контакторы постоянного и переменного тока
- •Контакты предназначены для непосредственной коммутации электрических цепей.
- •Изображение контактов При изображении контактов применяют следующие правила:
- •Электромагнитная система
- •1.1.7. Реле тока и напряжения
- •Расчет и выбор реле максимального тока
- •Грузовые реле
- •1.1.8. Реле промежуточные
- •1.1.9. Реле времени
- •Электродвигательные реле времени
- •Электромеханические реле времени
- •Технические характеристики реле времени серий рэм20 и рэм200
- •9. Реле с герметизированными магнитоуправляемыми контактами
- •Промышленные типы реле на магнитоуправляемых контактах
- •Герсиконы
- •10. Электротепловые реле Основные сведения
- •Токовые тепловые реле
- •Регулирование уставки ( тока срабатывания реле )
- •11 Реле контроля неэлектрических величин
- •12. Резисторы
- •Классификация резисторов
- •Схемы включения резисторов
- •Материалы, применяемые при производстве резисторов
- •Номинальные параметры резисторов
- •13 Тормозные устройства
- •Основные сведения
- •Ленточные тормозные устройства
- •Дисковые тормозные устройства Дисковые тормозные устройства широко применяются в электроприводах судовых
- •14. Предохранители
- •Устройство и принцип действия предохранителей
- •Технические характеристики предохранителей типа пр2
- •Технические характеристики предохранителей серии пк
- •Расчёт и выбор предохранителей
- •§ 1.2. Условные изображения и обозначения элементов электрических схем
- •1. Единая система конструкторской документации Основные сведения
- •Единая система конструкторской документации
- •Система обозначений стандартов
- •2. Условные графические изображения и буквенно-цифровые обозначения элементов электрических схем Основные сведения
- •3. Виды и правила чтения электрических схем
- •§ 1.3. Типовые узлы и схемы управления электроприводами
- •1. Управление электроприводами
- •Виды управления электроприводами
- •2. Типовые узлы схем автоматического управления электродвигателями
- •Почного поста, состоящего из кнопок «Пуск» и «Стоп». Эта схема применяется для управ- ления наиболее простых судовых электроприводов – насосов, вентиляторов, шлюпочных и траповых лебедок и т.П.
- •Подготовка схемы к работе
- •Остановка
- •Причины и последствия снижения напряжения
- •Схемы защит по снижению напряжения
- •3. Типовые схемы автоматического управления электродвигателями Автоматизация пуска двигателей постоянного и переменного тока Основные сведения
- •Подготовка схемы к работе
- •Работа схемы
- •Подготовка схемы к работе
- •Подготовка схемы к работе
- •Работа схемы
- •Подготовка схемы к работе
- •Подготовка схемы к работе
- •Остановка
- •4. Типовые комплектные устройства управления судовыми электроприво-
- •Основные сведения
- •Пусковые реостаты
- •Подготовка схемы к работе
- •Защиты Защита от токов короткого замыкания
- •Устройство пускового реостата типа рзп
- •Пускорегулировочные реостаты
- •Подготовка схемы к работе
- •Работа схемы Пуск
- •Остановка
- •§ 1.4. Техническая эксплуатация судового электроооборудования
- •2.3. Системы управления саэп
- •Глава 2. Электроприводы судовых нагнетателей
- •§2.1. Классификация и параметры судовых нагнетателей
- •1. Общая характеристика судовых нагнетателей
- •2. Классификация судовых нагнетателей
- •3. Основные параметры нагнетателей
- •2.2. Центробежные нагнетатели
- •1. Основные сведения
- •2. Рабочие характеристики центробежных нагнетателей
- •3. Характеристика сопротивления нагнетательной системы
- •4. Совместная работа нагнетателей
- •§2.2. Устройство, принцип действия, эксплуатация судовых нагнетателей
- •1. Центробежные насосы
- •2. Поршневые насосы
- •3. Осевые ( пропеллерные ) насосы
- •4. Ротационные насосы
- •5. Вентиляторы
- •6. Компрессоры
- •7. Выбор электродвигателей для судовых нагнетателей
- •Решение
- •Решение
- •8. Требования Правил Регистра к электроприводам насосов и ветиляторов
- •§ 2.3. Системы управления электроприводами судовых нагнетателей и холо-
- •4.3. Принципиальная схема управления электроприводом осушительного насоса
- •Основные сведения
- •Подготовка схемы к работе
- •Ходовой режим
- •Режим манёвров
- •Силовая часть схемы
- •Автоматическое управление
- •Защита по снижению напряжения сети
- •Защита от повышения и понижения давления фреона в трубопроводе
- •§ 2.4. Техническое использование электроприводов судовых нагнетателей
- •Глава 3. Электроприводы якорно-швартовных устройств
- •§ 3.1. Общая характеристика якорных устройств
- •1. Назначение якорных устройств
- •2. Классификация якорно-швартовных и швартовных устройств
- •Кинематические схемы якорно-швартовных устройств
- •Нагрузочные диаграммы якорно-швартовных устройств Нагрузочной диаграммой электропривода называют зависимость мощности, тока или момента электродвигателя от времени.
- •5. Нормы якорного снабжения судов
- •Необходимые тяговые силы
- •6. Характеристика швартовного снабжения судов
- •7. Требования Правил Регистра к якорным и швартовным электроприводам
- •8. Рекомендации по выбору систем электроприводов якорно-швартовных устройств
- •§ 3.2. Системы управления электроприводами якорно-швартовных устройств
- •Подготовка схемы к работе
- •Работа схемы
- •Описание принципиальной схемы
- •Типовая система управления яшу на переменном токе Основные сведения
- •На современных транспортных судах применяют 2 вида управления отдачей якоря:
- •Подготовка схемы к работе
- •Работа схемы Предварительный этап
- •Основные сведения
- •Основные элементы схемы
- •Подготовка схемы к работе
- •Работа схемы
- •1 Скорость
- •2 Скорость
- •3 Скорость
- •§ 3.3. Техническая эсплуатация якорно-швартовных устройств
- •1. Подготовка к действию, отдача и подъем якоря
- •Глава 4 . Электроприводы грузоподъемных механизмов
- •§ 4.1. Общая характеристика гпм
- •1. Классификация гпм
- •2. Устройство гпм
- •3. Условия работы гпм
- •4. Нагрузочные диаграммы электроприводов гпм
- •5. Требования Правил Регистра к электроприводам грузоподъемных механизмов
- •6. Технико-экономические характеристики электроприводов гпм переменного тока
- •§ 4.2. Системы управления электрическими палубными кранами
- •Подготовка схемы к работе
- •Работа схемы Алгоритм работы схемы Алгоритм работы схемы крайне прост:
- •1 Скорость
- •2 Скорость
- •3 Скорость
- •Рекуперативное торможение электродвигателя
- •Защита от обрыва фазы
- •Блокировка по положению воздушной заслонки
- •Блокировка по длине троса на грузовом барабане
- •На рис. 174 показана схема включения электромагнитных тормозов, общая для всх трех механизмов крана. Подготовка схемы к работе
- •Работа схемы
- •Остановка
- •Защита от токов короткого замыкания
- •Защита от токов перегрузки
- •Защита от токов перегрузки при динамическом торможении
- •Защита по снижению напряжения
- •Защита от обрыва фазы
- •Алгоритм работы схемы Алгоритм работы схемы крайне прост:
- •2 Скорость
- •Защита от обрыва фазы
- •Блокировка по положению гака относительно нока стрелы
- •2. Системы управления электрогидравлическими палубными кранами
- •Радиально-поршневые насосы переменной подачи
- •3. Системы программируемого логического управления ( системы plc )
- •§ 4.3. Бесконтактные системы управления электроприводами гпм
- •§ 4.4. Техническая эксплуатация электроприводов гпм
- •1. Механизмы гпм, подготовка и ввод в действие, вывод из действия
- •2. Электроприводы гпм, подготовка и ввод в действие, вывод из действия
- •3. Техническое обслуживание гидравлических кранов
- •4. Технология заполнения гидропривода маслом
- •5. Мероприятия по поддержанию качества масла
- •Глава 5. Схемы управления электроприводами на логиче-
- •§ 5.1. Общая характеристика логических элементов
- •Логический элемент «да»
- •Логический элемент «не»
- •Логический элемент «и»
- •Логический элемент «или»
- •Логический элемент «и-не»
- •Логический элемент «или-не»
- •§ 5.2. Триггеры Основные сведения
- •Триггер Шмидта
- •Асинхронный симметричный триггер
- •§ 5.3. Схемы управления электроприводами на логических элементах
- •1. Схемы управления линейным контактором в контактном ( а ) и бесконтакт
- •Тактном ( б ) вариантах
- •2. Схема управления реверсивными контакторами
- •3. Схема управления асинхронным двигателем
- •Исходное состояние схемы
- •Работа схемы
- •Остановка двигателя
- •4. Схема управления охлаждающим насосом рефрижераторной установки
- •Алгоритм пуска насоса
- •Работа схемы
- •5. Схема управления осушительным насосом Основные элементы схемы
- •Подготовка схемы управления к работе
- •Работа схемы
- •Остановка насоса
- •Основные элементы схемы
- •Подготовка схемы управления к работе
- •Работа схемы
- •6. Схема блока защиты компрессоров пускового воздуха Основные сведения
- •Элементы схемы блока защиты и их исходное состояние
- •Подготовка блока к работе
- •Работа блока защиты
- •§ 5.4. Бесконтактные защитные устройства
- •1. Бесконтактное реле перегрузки
- •Исходное состояние схемы
- •2. Бесконтактное реле напряжения
- •Исходное состояние схемы
- •Работа схемы при снижении напряжения
- •§ 5.5. Техническая эксплуатация полупроводниковых приборов
- •Глава 6. Бесконтактные схемы судовых электроприводов на тиристорах
- •§ 6.1 Общая характеристика тиристоров
- •1. Основные сведения
- •2. Несимметричные триодные тиристоры
- •3. Симметричные тиристоры
- •4. Способы управления тиристорами
- •§ 6.2. Типовые узлы тиристорных устройств
- •1. Основные сведения
- •2. Тиристорные коммутаторы постоянного тока
- •3. Тиристорные коммутаторы переменного тока
- •Тиристорные контакторы переменного тока
- •5. Схема бестоковой коммутации в одной фазе электромагнитного контактора
- •§ 6.3. Преобразовательные устройства на тиристорах
- •1. Основные сведения
- •2. Тиристорные преобразователи постоянного тока
- •3. Тиристорные преобразователи переменного тока
- •§ 6.4. Типовые схемы тиристорных электроприводов
- •1. Основные сведения
- •2. Схема управления 2-скоростным асинхронным двигателем при помощи кулачкового контроллера
- •§ 6.5. Тиристорные электроприводы гпм
- •§ 6.6. Микропроцессорные системы управления тиристорными электроприводами
- •§ 6.7. Техническая эксплуатация полупроводниковых преобразователей
- •Глава 7. Электроприводы рулевых устройств
- •§ 7.1. Общая характеристика рулевых устройств
- •1. Назначение и конструкция рулевых устройств
- •2. Типы рулей
- •3. Основные определения
- •В состав системы управления рулевым приводом входят:
- •Датчики и приёмники положения пера руля;
- •Электродвигатели с насосами;
- •4. Принцип действия руля
- •5. Нагрузочные диаграммы рулеых электроприводов
- •6. Виды управления рулевыми электроприводами
- •6. Требования Конвенции solas-74 и Правил Регистра к рулевым электро-
- •1. Повреждение любого рулевого привода – главного или вспомогательного, не должно выводить из строя другой;
- •7. Срок службы рулевых электроприводов
- •§ 7.2. Передаточные устройства рулевых электроприводов
- •1. Механические передаточные устройства
- •Устройство секторной рулевой машины Устройство секторной рулевой машины показано на рис. 256.
- •Принцип действия
- •2. Гидравлические передаточные устройства
- •§ 7.3. Насосы гидравлических рулевых машин
- •1. Насосы постоянной подачи
- •2. Насосы переменной подачи
- •Радиально-поршневые насосы регулируемой подачи
- •§ 7.4. Механизмы управления насосами гидравлических рулевых машин
- •1. Механизмы управления насосами постоянной подачи
- •2. Механизмы управления насосами переменной подачи
- •3. Гидравлические и комбинированные механизмы управления насосами переменной подачи
- •§ 7.5. Исполнительные устройства систем управления гидравлических руле-
- •1. Серводвигатели
- •2. Электромагнитные муфты
- •3. Пружинные нулевые установители
- •§ 7.6. Системы управления рулевыми электроприводами
- •В состав системы управления рулевым приводом входят:
- •1. Системы управления электромеханическими ( секторными ) рулевыми электроприводами
- •Ся на транспортных судах типов «Волго-балт» и «Волго-Дон».
- •Основные элементы схемы ( рис.273 )
- •Работа схемы
- •Ется на судах типа «Повенец» постройки бывшей гдр ( рис. 275 ).
- •Описание схемы управления Основные элементы схемы ( рис. 275 )
- •2. Системы управления электрогидравлическими рулевыми приводами
- •§ 7.7. Автоматические системы управления рулевыми электроприводами
- •1. Общая характеристика автоматических систем управления рулевыми электроприводами
- •В состав системы управления рулевым приводом входят:
- •2. Авторулевой типа атр2-10
- •Пульт управления ( пу )
- •3. Цепь суммирования сигналов Цепью суммирования сигналов ( рис. 286 ) называют цепь, образованную последо вательно соединёнными выходными обмотками 5 электрических машин:
- •4. Режимы работы авторулевого
- •4.1. Автоматический режим
- •4.1.1. Подготовка схемы к работе
- •Принцип удержания судна на курсе
- •Характер движения барабана насоса Холла.
- •Характер движения барабана насоса Холла
- •Работа авторулевого в автоматическом режиме
- •Часть 1.
- •Часть 2.
- •Коэффициент обратной связи ( кос ) Определение коэффициента
- •4.2. Следящее управление
- •4.3. Простое управление
- •3. Авторулевой типа аист
- •1. Подготовка схемы к работе
- •2. Работа схемы при автоматическом управлении
- •Закон регулирования напряжения управления при автоматическом управле
- •1. Подготовка схемы к работе
- •2. Работа схемы при следящем управлении
- •1. Подготовка схемы к работе
- •2. Работа схемы при простом управлении
- •§ 7.8. Техническая эксплуатация рулевых электроприводов
- •1. Подготовка рулевого электропривода к выходу в рейс
- •2. Обслуживание рулевого электропривода на ходу судна
- •3. Правила технической эксплуатации авторулевых
- •4. Настройка и регулировка авторулевых
- •5. Правила техники безопасности при обслуживании рулевых электро-
- •Глава 8. Электроприводы механизмов специального назначения
- •§ 8.1. Общая характеристика механизмов специального назначения
- •§ 8.2. Подруливающие устройства
- •Работа системы управления
- •3.1. Подготовка системы управления к работе
- •3.2. Работа системы управления
- •§ 8.3. Успокоители ( стабилизаторы ) качки
- •2. Система управления успокоителями качки
- •2.1. Состав системы управления
- •§ 8.4. Системы кренования и дифферента
- •1. Схема управления электроприводом насоса креновой системы
- •1.1. Силовая часть схемы
- •1.2. Схема управления
- •1.2.1. Подготовка к работе
- •1.2.2. Ручное управление
- •1.2.3. Дистанционное управление
- •1.2.4. Автоматическое управление
- •2. Наладочные работы
- •§ 8.5. Системы откренивания
- •1. Система откренивания судна с перекачивающим насосом
- •1.1. Принцип действия системы
- •1.2. Исходное состояние
- •1.3. Выравнивание крена
- •1.4. Заполнение танков водой
- •1.5. Слив воды из танков
- •2. Системы откренивания с электрокомпрессором
- •2.1. Принцип действия системы
- •2.2. Исходное состояние
- •2.3. Выравнивание крена
- •3. Автоматизация откренивания
- •1. Основные элементы схемы
- •2. Подготовка схемы к работе
- •3. Работа схемы
- •2. Схемы автоматических швартовных лебедок без взвешивающего устройст
- •Кинематическая схема ашл без взвешивающего устройства Элементы кинематической схемы На рис. 301, а показаны:
- •Автоматический режим работы ашл
- •Кинематическая схема ашл со взвешивающим устройством
- •3. Взвешивающие устройства ашл - датчики натяжения каната
- •Кинематическая схема лебедки Кинематическая схема лебедки приведена на рис. 304.
- •Управляющая часть схемы управления
- •1 Скорость
- •2 Скорость
- •3 Скорость
- •§ 8.7. Техническая эксплуатация электроприводов механизмов специального назначения
МИРОНОВ В.В.
СУДОВЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ
Конспект лекций для курсантов высших морских учебных заведений
Миронов В.В. Судовые автоматизированные электрические приводы: конспект лекций для высших морских учебных заведений. Херсон. 2007. – 612 с.
Приведены основные сведения о судовых автоматизированных электроприводах.
Особое внимание уделяется системам управления судовыми автоматизированными электроприводами, а также устройству, принципу действия и особенностям эксплуатации
электрифицированных судовых технических средств.
Конспект содержит таблицы с техническими характеристиками электрических аппа
ратов и примеры расчета и выбора этих аппаратов.
Для курсантов высших морских учебных заведений. Может бать полезен судовым электрикам и электромеханикам.
Рецензенты:
В.В. Шевченко, д.т.н., профессор Национального университета кораблестроения
Г.Г. Драгомарецкий, судовой электромеханик 1-го разряда
ПРЕДИСЛОВИЕ
Конспект лекций составлен в соответствии с учебной программой дисциплины
„Судовые автоматизированные электроприводы” для специальности 6.092200 «Электри
ческие системы и комплексы транспортных средств» морских высших учебных заведений 3-го уровня аккредитации.
В конспекте рассмотрены вопросы эффективного использования и технического обслуживания систем электроприводов, широко распостраненных на современных судах транспортного флота.
Необходимое внимание уделено рассмотрению физической сущности явлений про-
цесса эксплуатации, типовым конструктивным решениям, нагрузочным диаграммах рабо-
чих механизмов и механическим характеристикам электроприводов.
Порядок изложения учебного материала облегчает усвоение курса и наиболее пол-
но отвечает современному состоянию и тенденциям развития электрооборудования судов.
Значительное место в конспекте лекций отведено практическим вопросам, связан-
ным со специфическими условиями работы судового электрооборудования, его техниче-
ского использования и обслуживания.
При составлении конспекта лекций были использованы международные и нацио-
нальные морские нормативные документы, в том числе:
1. Международная конвенция по подготовке моряков и несению вахты (STCW-78);
2. Международный кодекс по подготовке моряков и несению вахты ( CODE-95 );
3. Правила классификации и постройки морских судов ( Правила Регистра );
4. Правила технической эксплуатации морских и речных судов Украины. Раздел
«Электрооборудование», КНДЗ 31.2.002.07-96;
5. Международная Конвенция по охране человеческой жизни на море ( SOLAS-74);
6. Правила предотвращения загрязнения с судов ( МАРПОЛ-73/78 ).
В конспекте использован справочный материал, который должен помочь студентам при расчете и выборе различных видов судового электрооборудования из справочников и каталогов.
В конспект включены контрольные вопросы, имеющие целью сосредоточить вни-
мание студентов на наиболее важные особенности изучаемой темы.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
АБЛ – автоматические буксирные лебедки
АВ – автоматический выключатель
АД – асинхронный двигатель
АР – автоматический рулевой
АСУ – автоматическая система управления
АШЛ – автоматическая швартовная лебедка
БУ – блок управления
ВМХ – вахтенный механик на морских судах, вахтенный помощник механика на речных судах или лица, их заменяющие
ВП – вахтенный помощник капитана или лицо, его заменяющее
ВРШ – винт регулируемого шага
ВФШ – винт фиксированного шага
ВЭМ – вахтенный электромеханик на морских судах, вахтенный помощник электро
механика на речных судах
Г – Д – генератор-двигатель
ГПМ – грузоподъемные механизмы
ДУ – дифференцирующее устройство
ИД – исполнительный двигатель
ИМ – исполнительный механизм
ИУ – интегрирующее устройство
КОС – коэффициент обратной связи
М – машина электрическая
МХЗ – механик на морских судах, помощник механика на речных судах, в заведова
нии которых находятся соответствующие СТС
НД – нормативный документ
ПД – приводной двигатель
ПТБ – правила техники безопасности
ПТЭ – правила технической эксплуатации
ПУ – пост управления
ПСУ – пульт следящего управления
СТ – старший помощник капитана на морских судах, первый штурман ( старший помощник капитана, первый помощник капитана ) на речных судах
СТМ – старший ( главный ) механик на морских судах, механик на речных судах
СТС – судовые технические средства
ТИ – техническое использование
ТО – техническое обслуживание
ТПЧ – тиристорный преобразователь частоты
РУ – рулевое устройство
РЭГ – рулевой электрогидравлический ( привод )
РЭМ – рулевой электромеханический ( привод )
РЭП – рулевой электропривод
ЭМХ – старший механик на электроходах и приравненное к ним судах, на осталь-
ных судах – первый электромеханик, электромеханик или лицо, его заменяющее
ЭО – электрооборудование
ЭП – электропривод
ЭСА – электрические и электронные средства автоматизации
ЯШУ – якорно-швартовное устройство
ВВЕДЕНИЕ
Термины и определения
В науке, технике и производстве в области электропривода применяют следующие
термины и определения понятий ( ГОСТ 16593-79 ).
Электрическим приводом называется электромеханическая система, предназначен-
ная для приведения в движение механизма и управления этим движением.
К судовым механизмам относятся:
1. вспомогательные – насосы, вентиляторы, компрессоры;
2. рулевые;
3. грузоподъемные – лебедки, краны, тельферы;
4. якорно-швартовные – брашпили, шпили, автоматические швартовные лебедки;
5. специальные – подруливающие, кренования, успокоители качки, откренивающие ( суда типа ро-ро ), автоматические буксирные лебедки ( АБЛ ).
Под управлением движением механизма понимают выполнение таких функций:
1. пуск и остановку;
2. регулирование скорости;
3. реверсирование;
4. электрическое торможение;
5. защиту электродвигателя, например, от токов короткого замыкания, токов пере-
грузки и т.п.
Управление простейшими судовыми электроприводами, например, вентиляторами, сводится к пуску, остановке и защите.
В то же время в более сложных электроприводах, например, грузоподъемных меха
низмах, управление предусматривает выполнение всех 5 функций.
В общем случае электропривод состоит из 4-х устройств ( рис.В.1 ):
преобразовательное;
электродвигательное;
передаточное;
управляющее.
Рис. В.1. Структурная схема электропривода
Преобразовательное устройство – это электротехническое устройство, включае-
мое между питающей сетью и электрической частью электропривода и предназначенное для преобразования рода тока, напряжения и частоты тока.
На современных судах в качестве преобразовательных устройств чаще всего используются статические ( не вращающиеся ) преобразователи:
для преобразования рода тока – выпрямители, преобразующие переменный ток в постоянный;
для преобразования напряжения – трансформаторы, преобразующие перемен-
ное напряжение одного значения в переменное напряжение другого значения той же часто
ты;
для преобразования частоты тока – преобразователи частоты, преобразующие переменный ток одной частоты в переменный ток другой частоты.
Рассмотрим поочередно эти преобразовательные устройства.
Выпрямители
На судах выпрямители применяют для питания электроприводов с двигателями постоянного тока. К таким электроприводам относятся:
якорно-швартовные – брашпили и шпили;
грузоподъёмные – грузовые лебёдки и краны;
гребные электрические установки, предназначенные для движения судна.
Мощность этих электродвигателей составляет десятки и сотни кВт.
Трансформаторы
В судовых электроприводах трансформаторы применяются:
1. в цепях управления;
2. в установках двойного рода тока;
3. в тиристорных преобразователях частоты;
4. в гребных электрических установках;
5. с специализированных ЭП большой мощности ( плавучие буровые вышки и т.п. )
Мощность трансформаторов цепей управления составляет от нескольких сот ВА
до нескольких кВА .
В установках двойного рода тока переменное напряжение напряжение судовой се-
ти преобразуется при помощи трансформаторно-выпрямительного блока в напряжение по
стоянного тока и далее подается на исполнительный электродвигатель постоянного тока, например, электродвигатель якорно-швартовного устройства.
В этих установках мощность трансформаторов составляет от десятков до сотен кВ*А .
В тиристорных преобразователях частоты мощность трансформаторов составляет от десятков до сотен кВА .
Наиболее мощные судовые трансформаторы применяются в гребных электриче-
ских установках и на специализированных судах. Их мощность составляет от тысяч до десятков тысяч кВА.
Преобразователи частоты
На судах статические тиристорные преобразователи частоты применяются в элек-
троприводах переменного тока. К таким электроприводам относятся, в основном, грузо-
подъёмные тяжеловесные устройства и гребные электрические установки.
Частоту на выходе таких преобразователей можно регулировать в пределах от 0 до 50 Гц.
Электродвигательное устройство предназначено для преобразования электриче-
ской энергии в механическую или, в некоторых системах судовых электроприводов ( си
стема генератор – двигатель ), механической энергии в электрическую.
К электродвигательным устройствам относят электродвигатели постоянного и пере
менного тока, а также универсальные ( переменно-постоянного тока ). Последние нашли на судах ограниченное применение, в основном, в электроприводах мощностью до 250…300 Вт.
Передаточное устройство предназначено для передачи механической энергии от электродвигателя к исполнительному органу механизма.
К передаточным устройствам относят механические , гидравлические и другие передачи. Передаточные устройства применяют в грузоподъёмных, якорно-швартовных
и рулевых механизмах
Например, в электроприводе грузовой лебёдки передаточным устройством являет
ся редуктор, расположенный между электродвигателем и грузовым барабаном лебёдки.
В электроприводе поршневого компрессора передаточным устройством является кривошипно-шатунный механизм, который преобразует вращательное движение вала электродвигателя в поступательное движение поршня компрессора. В паровозах этот же механизм работает наоборот – преобразует поступательное движение поршней в цилинд-
рах паровых машин во вращательное движение колес паровоза.
Простейшие по устройству электроприводы, например, вентиляторы и центро-
бежные насосы, не имеют передаточного устройства, т.к. у них крыльчатка насажена непосредственно на вал электродвигателя.
Управляющее устройство предназначено для управления преобразовательным
электродвигательным и передаточным устройствами.
При помощи управляющего устройства задают необходимый режим работы всего электропривода, например, пуск, остановку, реверс, изменение скорости и др.
Например, в электроприводе грузовой лебёдки управляющее устройство состоит из командоконтроллера ( с рукояткой управления ) и станции управления, внутри корпуса которой находятся коммутационные и защитные электрические аппараты – контакторы, реле, предохранители и др.
В сложных современных судовых электроприводах составной частью управляю-
щего устройства являются бортовые компьютеры, которые получают информацию от задатчиков и датчиков обратной связи и вырабатывают сигналы управления в соответ-
ствии с заданными алгоритмами ( программами ).
При этом, в качестве задатчиков используются рукоятки управления тремя меха-
низмами крана ( подъём, поворот, стрела ), связанные с потенциометрами, в качестве дат-
чиков – большое количество чувствительных элементов, измеряющих вес груза, давление в системе гидравлики, силу тока, определяющих положение рабочих органов перечислен-
ных механизмов и многое другое.
Рабочим органом называется часть механизма, предназначенная для непосред-
ственного выполнения полезной работы. Например, рабочим органом являетя: у рулевых
электроприводов – перо руля, при повороте которого судно изменяет курс, у центробеж-
ных насосв – крыльчатка, при вращении которой перемещается жидкость, у поршневых насосов – поршень, при движении которого также пермщается жидксть, у поршневого компрессора – поршень, при движении которого происходит сжатие газа, у лебедки – грузовой барабан, при вращении которого перемещается груз, у якорно-швартовных устройств – швартовных и якорный барабаны, при вращении которых перемещаются соответственно швартовный канат или якорь с якорь-цепью и т.п.