1. Системы управления судовыми электроприводами

Под управлением электроприводом понимают выполнение опе­раций, осуществляющих пуск, регулирование скорости, торможе­ние, реверсирование и остановку двигателя, а также его защиту, производимых в целях поддержания или соответствующего из­менения режима работы привода.

Под системой управления электроприводом понимают электротехническое устройство, предназначенное для выполнения перечисленных выше операций и изготовленное чаще всего в виде металлического шкафа с аппаратурой управления ( контакторами, реле, защитными устройствами, элементами автоматики и т.п. ).

В зависимости от уровня автоматизации, т.е. от степени участия человека в процессе управления, различают три вида систем управления:

1. неавтоматизированного ( ручного) управления ( сокращенного названия нет );

2. автома­тизированного управления ( САУ ) ;

3. автоматического управления ( АСУ ).

Неавтоматизированное (ручное) управление осуществляют не­посредственным воздействием оператора на аппарат ручного уп­равления: пусковой или пускорегулировочный реостат, выключа­тель или контроллер.

В системах автоматического управления ( САУ ) управление объектом осущестляется без участия человека, пример – авторулевой.

В системах автоматизированного управления ( АСУ ) человек ( группа людей ) является самостоятельным звеном управления в составе системы управления, пример – система управления судовой атомной энергетической установкой.

2. Системы релейно-контакторного управления и системы генератор – двигатель (г-д)

Для управления ЭП применяют следующие системы управления: контроллерные, контакторные и системы Г-Д.

1.Контроллерные системы управления применяют преимуще­ственно в ЭП мощностью до 20 кВт (в отдельных случаях и большей мощности). Управление ЭП при данной системе осуществляется силовым кулачковым контроллером серии КВ, контакты которого включены в силовую цепь ЭД. Контроллеры устанавливают на палубе вблизи механизма, а ящики с пускорегулировочными ре­зисторами-под палубой. Для предотвращения обгорания контактов контроллера в схему обычно вводят линейный контактор, обеспечи­вающий коммутационную нагрузку при включении ЭД. Линейный контактор также выполняет функцию нулевой защиты, с его по­мощью также осуществляется защита ЭП от перегрузок. Высокая надежность и простота обслуживания этих аппаратов дают им преимущество перед другими системами.

Применение контроллерных систем при мощности ЭП выше 20-25 кВт не рекомендуется, их заменяют

2. контакторными система­ми, которые наиболее широко распространены на современных судах. Эти системы обеспечивают автоматизацию процесса пуска, регулирования режимов и необходимую защиту ЭД. Для управления используют комплектные устройства в виде контакторных станций, называемых магнитными контроллерами. Магнитные контроллеры применяют как в ЭП постоянного тока (серий БП и ВП-брызго-и водозащищенного исполнения), так и в ЭП переменного тока (серии БТ и ВТ-брызго- и водозащищенного исполнения). Автома­тизация отдельных режимов (пуск, торможение) выполняется, как правило, в функции времени.

Управление якорно-швартовными ЭП осуществляется при помощи командоконтроллеров, которые ус­танавливаются вблизи механизмов.

3. Системы Г-Д имеют ограниченное применение. В свое время их использование было оправдано для больших мощностей якорных ЭП, где устройства интенсивно использовались и по технологии выполняемых работ требовали большего предела и плавности регулирования. Системы Г-Д выполняют с противокомпаундной обмоткой генератора, чем обеспечиваются смягчение механических характеристик, защита от перегрузки по току и ограничение мощности, потребляемой из сети.

Целесообразным также следует считать замену электромашинного преобразователя тиристорным, что осуществляется на некоторых судах.

При всех системах управления ЭД якорно-швартовных механиз­мов по требованию Регистра должны обеспечиваться система­ми защиты от токов короткого замыкания и перегрузок, а также нулевой защитой, которые устанавливают на распределительных щитах питания и в магнитных контроллерах. Системы защиты могут вызывать отключение ЭП, ограничение нагрузочного режима или подачу предупреждающего сигнала

.

Защиту от перегрузки в отечественных ЭП с асинхронными двигателями типа МАП выполняют в некоторых случаях с помощью тепловых токовых реле серии ТРТ, но за последние годы более широкое применение получили температурные средства защиты; биметаллические тер­мореле, встроенные непосредственно в лобовые части обмоток статора, и термореле с использованием полупроводниковых термо­резисторов.

Защита от коротких замыканий осуществляется авто­матическими выключателями.

Нулевая блокировка, выполненная посредством электромагнитных реле, позволяет восстановить рабо­тоспособность схемы только после постановки командоаппарата в нулевое положение, что обеспечивает безопасность ведения якор­ных и швартовных операций.

Кроме указанных защит, якорно-швартовные ЭП снабжаются ручными выключателями безопасности, которые устанавливаются на командоконтроллере и отключают ЭД при поломке механизма или возникновении ситуаций, опасных для обслуживающего персонала.

Элементная основа систем управления

В зависимости от элементной основы систем автоматики разли­чают электроприводы с релейно-контактным, электромашинным и бесконтактным управлением.

В соответствии с этим можно назвать следующие применяющиеся в настоящее время системы уп­равления электроприводами:

1.Системы релейно-контакторного управления состоят из двига­теля постоянного или переменного тока, магнитного пускателя или контроллера, командоконтроллера и ящиков сопротивлений ( в схемах на постоянном токе ).

2.Систему генератор—двигатель ( Г—Д ) применяют в электро­двигателях большой и средней мощности с плавным регулирова­нием скорости в широких пределах.

3.Систему Г—Д с питанием цепей возбуждения от ЭМУ, кото­рые используют в качестве возбудителей и подвозбудителей — это так называемая каскадная система возбуждения ( рис. 9.64 ) крупных генераторов и двигателей. Каскадная система возбужде­ния позволяет уменьшить габаритные размеры аппаратов и облег­чить процесс управления.

Рис. 9.64. Система Г- Д с каскадным возбуждением ( а ), система Д – Г – АД ( б ), асинхронно-вентильный каскад ( в ) и система МУ – Д ( г )

4.Систему ЭМУ—Д применяют в установках небольшой мощ­ности (до 10 кВт),работающих с частым реверсированием.

5.Систему частотного регулирования асинхронного двигателя с использованием машинного преобразователя частоты (система Д—СГ—АД) применяют в многодвигательных приводах с одина­ковым режимом работы двигателей ( рис. 9.64, б ).

6.Систему тиристорный преобразователь — двигатель (ТП—Д) в настоящее время во многих случаях используют вместо системы Г-Д.

7.Асинхронно-вентильный каскад служит для регулирования скорости асинхронного двигателя с фазным ротором на основании опорной ЭДС ротора ( рис.9.64, в). Этот и большое число других каскадов применяют в установках большой мощности, где не­обходима реализация мощности скольжения асинхронного дви­гателя.

8.Система магнитный усилитель – двигатель ( МУ – Д ) позволяет с помощью малой мощности управления контролировать скорость, ток и напряжение двигателей постоянного тока ( рис.9.64, г ). На судах применяется ограниченно, в системах автоматики.

9.Система источник тока — двигатель ( ИТ—Д ) с применением преобразователя источника ЭДС в источник тока позволяет регулировать электромагнитный момент двигателя изменением потока полюсов и обеспечивает его работу на абсолютно мягкой механической ха­рактеристике.

10.Микропроцессорные системы управления – с применением цифровой информации в двоичном коде. Источником информации о состоянии ЭП являются датчики тока, напряжения, температуры, скорости и др. Для обработки информации в МП сигналы с этих датчиков преобразуются в цифровой двоичный код.

7. Единая система конструкторской документации ( ЕСКД ), классификация, построение и правила чтения электрических схем.