3. Судовая электрическая аппаратура

Электрические аппараты – электротехнические устройства обеспечивающие управление электроприводом. К операциям управления относится : пуск, остановка, реверс, регулирование скорости, защита.

Электрическая аппаратура подразделяется на контактную и бесконтактную.

По назначению делится на коммутационную, защитную и аппаратуру управления.

По принципу действия различают электромагнитные , индукционные, тепловые и контактно-механические.

Командоаппараты обеспечивают коммутацию силовых цепей и цепей управления в режиме дистанционного управления. К ним относятся: рубильники, пакетные и универсальные переключатели, контроллеры ( замыкают как силовую цепь так и цепь управления) и командоконтроллеры ( контакты включены только в цепь управления)

Наиболее распространёнными электрическими аппаратами в системах управления электроприводом являются: автоматические выключатели; контакторы; магнитные контроллеры; реле: электромагнитные, тепловые и реле времени; предохранители; в системах автоматического управления датчики различных типов.

Магнитные контроллеры представляют собой наиболее сложные комплексные устройства контактной аппаратуры, которые используют при управлении ЭД с регулированием скорости или для нерегулируемых реверсивных ЭД с большой частотой включений, тяжелыми условиями пуска, а также повышенными требованиями к надежности отключения. Магнитные контроллеры судового исполнения объединяют в 5 групп: 2 группы постоянного тока (для управления ЭД палубных механизмов; для управления ЭД меха-низмов насосов, вентиляторов и компрессоров); 3 группы переменного тока (для управления ЭД палубных механизмов; для управления регулируемыми ЭД насосов, вентиляторов и компрессоров; контроллеры для пуска мощных АД).

Магнитные контроллеры представляют собой металлические шкафы брызгозащищенного и водозащищенного исполнения с установленными в них коммутационными и защитными аппаратами: контакторами, реле, автоматическими выключателями, предохранителями, резисторами, полупроводниковыми приборами и т. п. По своему назначению и схемам магнитные контроллеры имеют большое число исполнений применительно к разнообразным судовым ЭП.

Аппаратура управления работает в неблагоприятных условиях эксплуатации, поэтому повышенные требования предъявляются к их надёжности, простоте конструкции, износоустойчивости, влаго – вибро и ударостойкости, качеству изоляции, коммутационным свойствам, чувствительности.

3.1. Автоматические воздушные выключатели

Автоматические воздушные выключатели относятся к коммутационно-защитным аппаратам и представляют собой двухпозиционный (включено-выключено) аппарат, предназначенный для автоматического размыкания электрических цепей при появлении ненормальных условий, а также для нечастых коммутаций этих же цепей в нормальных условиях.

Автоматическими эти аппараты называются потому, что при появ­лении ненормальных условий они срабатывают автоматически, а воз­душными — вследствие того, что размыкание контактов и горение электрической дуги происходят в воздухе.

По времени срабатывания различают универсальные, время сраба­тывания которых составляет 10—100 мс, быстродействующие, у кото­рых это время равно 0,1—10 мс, и селективные автоматические выклю­чатели, которые позволяют получить выдержку времени до 1 с.

Селективные автоматические выключатели для обеспечения избира­тельной защиты допускают в определенных пределах регулировку тока и времени срабатывания.

Универсальные автоматические выключатели могут иметь различ­ные системы управления и комбинацию видов защиты по току и на­пряжению.

Установочные автоматы — это автоматические выключатели, имею­щие только максимальную защиту по току.

Любой автоматический выключатель состоит из следующих основ­ных частей: контактной системы, системы дугогашения, привода авто­мата, механизма свободного расцепления, расцепителей и коммутато­ров с вспомогательными контактами.

Контактная система — наиболее ответственная часть токоведущей цепи автомата, которая длительное время находится под током и при этом должна быть способной отключить цепь при перегрузках и корот­ких замыканиях. Конструктивное выполнение контактной системы за­висит от номинальной силы тока, на которую она рассчитана. При токах до 200 А обычно применяется одноступенчатая контактная сис­тема с одной парой контактов, при больших токах — двух- и трехсту­пенчатые с двумя и тремя парами контактов.

При включении автомата, имеющего, например, трехступенчатую контактную систему, сначала замыкаются дугогасительные, затем — предварительные и уже потом — главные контакты.

Дугогасительная система служит для гашения дуги при отключе­нии во всех режимах работы автомата.

Привод автоматического выключателя служит для его включения. Судовые автоматы выполняют с ручным, электромагнитным и электро­двигательным приводами.

Электромагнитный и электродвигательный приводы могут быть по­стоянного и переменного токов и используются при дистанционном включении автомата. Автомат в этом случае отключается вручную кнопкой, воздействуя на механизм свободного расцепления или неза­висимый расцепитель.

Механизм свободного расцепления предназначен для обеспечения возможности отключения автомата расцепителями в том случае, когда привод удерживает его во включенном положении. При этом нарушает­ся связь между приводом и контактной системой и контакты переходят в отключенное положение под действием отключающих пружин.

Благодаря наличию механизма свободного расцепления автомати­ческие выключатели при возникновении ненормальных условий в цепи отключаются при включенном положении привода и после этого не могут самопроизвольно включиться, несмотря на то что привод нахо­дится в положении включения.

Расцепители - это элементы управления или защиты, которые, воздействуя на механизм свободного расцепления, отключают автомат.

В зависимости от выполняемой ими функции бывают:

максимальные расцепители - элементы защиты по­току или напряжению, соответственно отключающие автомат при дости­жении током или напряжением значений выше допустимых;

минимальные расцепители - элементы защиты обычно по напряжению, отключающие автоматический выключатель при снижении напряжения до значения ниже допустимого;

независимые расцепители - элементы управления, отключающие автоматический выключатель при подаче на них питания. Независимые расцепители можно использовать для дистанционного отключения автомата или как исполнительные элементы какого-либо вида защиты, например, по максимальной мощности, обратной мощно­сти и т. д. В минимальных и независимых расцепителях обычно ис­пользуются электромагниты, а в максимальных, кроме того, еще и би­металлические элементы.

Для создания выдержки времени между электромагнитом и меха­низмом расцепления размещается тот или иной замедлитель (часовой механизм, воздушный или гидравлический заземлитель и т. д.).

Биметаллические элементы осуществляют выдержку времени вследствие своих инерционных свойств по нагреву, которая имеет об­ратную зависимость от тока.

Коммутатор со вспомогательными контактами служит для осущест­вления необходимых коммутаций в цепях управления, защиты и сигна­лизации. Вспомогательные контакты коммутатора могут быть замы­кающими и размыкающими.