4. Расчёт мощности и выбор генератора и приводного двигателя системы «генератор-двигатель»

1. Расчёт мощности и выбор генератора

Номинальная мощность генератора

где:

- номинальная расчётная мощность рулевого двигателя;

- номинальный КПД рулевого двигателя.

Генератор выбирается из приложения(табл. 3) с учётом номинального напряжения выбранного рулевого двигателя.

Таким образом, выбираем генератор:

Тип электродвигателя	Мощность , кВт	Ток , А	КПД, %
Частота вращения n=1500 об/мин
П61М	10,5	43,5	83,5

2. Расчёт мощности и выбор приводного двигателя

где - номинальный КПД выбранного генератора.

В качестве приводного двигателя выбирается асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором из приложения (табл.4) с учётом номинальной частоты вращения выбранного генератора и напряжения судовой сети.

Таким образом, выбираем приводной двигатель:

Тип электродвигателя	Мощность , кВт	Ток при напряжении, А			Частота вращения (об/мин)		КПД, %
		220 В	380 В
А02-61-4М	13,0	44,0	25,0	1440		86,0

5. Принципиальная схема рулевого электропривода

В соответствии с заданием схема рулевого электропривода должна быть выполнена по системе «генератор-двигатель». На рис.3 представлен один из возможных вариантов такой схемы.

Условные обозначения, принятые на схеме

M1 – приводной электродвигатель;

G – генератор;

LG1, LG2 – обмотки возбуждения генератора;

M2 – исполнительный электродвигатель;

LM2 – обмотка возбуждения двигателя;

UZ – выпрямитель;

F – предохранители, служат для защиты схемы управления от токов К.З.;

SB1, SB2 – кнопки управления «лево», «право»;

SB3 – кнопка «ускоренно»»

S1, S2 – контакты конечных выключателей, отключающие двиатель при достижении максимального угла перекладки;

K1 – грузовое реле, обеспечивающее защиту двигателя от перегрузки по току, переводя его работу на меньшей скорости;

K1.1 – контакт грузового реле;

Q – автомат, обеспечивающий защиту от К.З.;

R1 – сопротивление регулирующее частоту вращения двигателя;

R2 – сопротивление, обеспечивающее переключение двигателя на малую скорость;

R3, R4 – разрядные сопротивления, которые защищают обмотки от пробоя изоляции при отключении питания;

H1, H2, H3 – сигнальные лампочки;

R5 – сопротивление, регулирующее яркость горения ламп.

Работа схемы рулевого электропривода

При включении автомата Q подаётся питание на двигатель M1 и на выпрямитель UZ. Двигатель M1 начинает вращать генератор G1.

При замыкании выключателя Q1, получает питание схема управления, при этом обмотка возбуждения двигателя LM2 создаёт магнитный поток, схема готова к работе.

Для перекладки руля влево необходимо нажать кнопку SB1, при этом получит питание обмотка LG1 и создаст магнитный поток генератора. Генератор G1 возбудится и подаст питание на рулевой двигатель M2. Двигатель начнёт перекладку руля влево. Для увеличение скорости перекладки руля надо дополнительно нажать кнопку SB3. При этом ток возбуждения в обмотке LG1 возрастает, напряжение генератора G1 увеличится и двигатель M2 начнёт работать с большей скоростью. При отключении кнопки SB1 двигатель M2 теряет питание и переходит в режим динамического торможения.

Перекладка руля вправо происходит аналогично. При этом рулевой двигатель M2 реверсируется за счёт изменения полярности напряжения на якоре.

Если в процессе работы рулевого электропривода нагрузка на валу двигателя M2 недопустимо увеличится, сработает грузовое реле (реле тока) К1 и разомкнёт свой контакт К1.1. При этом ток возбуждения генератора G1 уменьшится, напряжение генератора уменьшится, рулевой двигатель начнёт вращаться с меньшей скоростью и, следовательно, ток в цепи якоря двигателя уменьшится.

Используемая литература:

1. Федотов Ю.В. Судовые автоматизированные электроприводы. Учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта.-СПб: СПБГУВК, 2009.

2. Судовые электроприводы. Справочник. Под редакцией И.Р. Фрейдзона т. 1 и 2.- Л.: Судостроение, 1975.