7. Рулевые электроприводы.

7.1. Общая характеристика рулевых электроприводов

Управляемость является одним из важнейших качеств современно­го судна. Она может быть обеспечена различными способами и средст­вами:

1. кормовыми рулями;

2. гребными винтами;

3. водометными движите­лями;

4. крыльчатыми движителями;

5. подруливающими устройствами.

На морских транспортных судах основным средством обес­печения активного маневрирования объекта являются кормовые ру­ли, перекладка которых осуществляется посредством электропривода.

Рулевой электропривод является наиболее ответственным электро­приводом на судне. От его безотказного и качественного действия зави­сит безопасность мореплавания, сохранность судна, экипажа и груза. Это обстоятельство определяет необходимость наиболее жестких тре­бований к рабочим характеристикам привода как при проектировании и комплектации, так и в регламентных мероприятиях по поддержанию сохранности этих характеристик в процессе эксплуатации.

7.2. Состав рулевого электропривода

Угловое перемещение руля, не­обходимое для поворота судна, осуществляется с помощью силового электропривода.

Электроприводом производится перекладка руля, его остановка, реверсирование, регулирование скорости и т. д. В состав рулевого электропривода входит исполнительный электродвигатель ИД, передаточный механизм (рулевая машина) РМ, система управле­ния рулем, система контроля .

7.3. Классификация рулевых электроприводов

Используемые на транспортных судах рулевые электроприводы отличаются боль­шим многообразием. Это связано с конструктивными особенностя­ми рабочего органа, режимом работы основного электрооборудо­вания, видом механических связей между исполнительным элект­родвигателем и рулем, степенью автоматизации управления и т. д.

Руль определяет не только управляемость судна, но и нагрузку рулевого электропривода и возможные режимы его работы.

На морских транспортных судах в ка­честве кормовых рулей в настоящее время чаще используются рули: простые; балансирные, полубалансирные активные.

По типу передачи между рабочим органом и рулевым

исполнительным двигателем (ИД) различают: рулевые электромеханические (РЭМ) приводы - секторные, редукторные. В них рулевой ИД жестко через кине­матический механизм связан с баллером руля и рулевые электрогидравлические ( РЭГ ) при­воды. В них рулевой ИД непрерывно вращает насос, от которого при необходимости перекладки происходит управляемая подача рабочей жидкости на гидравлическую рулевую машину.

В настоящее время ис­пользуются рулевые машины плунжерные, лопастные, с качающимися цилиндрами.

В зависимости от принятого принципа регулирования пода­чи масла на рулевую машину (объемного или дроссельного) применя­ются насосы переменной или постоянной подачи.

Для более мощных систем характерен объемный принцип регулирования, осуществляемый посредством специального электрического или электромеханического сервопривода.

Таким образом, в РЭГ-приводах регулирование перекладки руля происходит на гидравлической стороне механизма передачи при посто­янном вращении вала исполнительного электродвигателя. В качестве последних применяются наиболее простые и дешевые асинхронные ма­шины с короткозамкнутым ротором. Управление ими заключается толь­ко в дистанционном пуске при изготовке рулевого приводя к действию.

По степени автоматизации управления рулевые электропри­воды разделяются на приводы: простого; следящего; автоматиче­ского действия.

При простом управления в качестве органов управления используют кнопки «Лево руля», «Право руля» или вертикально расположенный рычаг управления ( «джостик» ).

Руль перекладывается все то время, пока нажата одна из кнопок или рычаг выведен из нейтрального положения ( наклонен в нужную сторону ). Перекладка пре­кращается, если отпустить кнопку или вернуть рукоятку поста в исходное - нулевое по­ложение. Отсюда название – управление по времени.

Об угловом состоянии руля в каждый момент времени судят по рулевому указателю - аксиометру.

Таким образом, простое управление является неавтоматизированным.

Следящее действие или управление по пути.

При следящем управления в качестве органа управления используют штурвал поста управления в рулевой рубке.

При повороте штурвала на определенный угол в необходимую сторону ( влево или вправо относительно нулевого положения ) перо руля повернется на такой же ( или пропорциональный ) угол и автоматически остановится.

Иначе говоря, перо руля повторяет поворот штурвала, как бы следит за движением штурвала, отсюда название – следящее управление.

При этом угол поворота пера руля тем больше, чем больше угловое расстояние ( путь ) , описанное штурвалом, отсюда второе название – управление по пути.

Из сказанного следует, что у каждому положению штурвала после отработки соответствует определен­ное положение руля.

Таким образом, следящее управление является полуавтоматическим – на первом этапе управления участвует человек ( поворачивает вручную штурвал ), на втором - используются элементы автоматики ( сельсин-датчик руля в румпельном отделении ), обеспечивающие автоматическую ( без участия человека ) остановку руля. Аксиометр является средством дополнительного контроля положения руля.

Автоматическое действие. Рулевой привод обеспе­чивает выполнение заданной программы перемещения судна. В част­ном, наиболее простом случае, решается задача стабилизации судна на прямом курсе.

В качестве органов управления используются элементы автоматики: сельсины .

По роду тока в системе питания, ИД и схемы управления.

Принципиально рулевые электроприводы могут комплектоваться для работы как от сети переменного, так и от сети постоянного тока.

В рулевых электромеханических приводах ( РЭМ-при­водах или секторных ) широко используется система генератор - двигатель.

При фор­мировании управляющего сигнала в автоматическом и следящем режи­мах в современных схемах предпочтительнее применяются элементы переменного тока сельсины.