- •Часть II
- •1 Рулевые электроприводы
- •2 Электроприводы якорных и швартовных устройств
- •3 Электроприводы промысловых устройств и механизмов
- •4 Электроприводы грузоподъемных механизмов промысловых судов
- •5 Электроприводы грузовых кранов
- •6 Электроприводы специального оборудования судов флота рыбной промышленности
- •Vрекоменд ≈ 0,5 – 1,2 м/с.
- •Vрекоменд ≈ 0,15 – 0,25 м/с.
- •7 Электроприводы механизмов специального назначения
- •8 Электроприводы судовых нагнетателей
- •Список использованной и рекомендуемой литературы
- •Часть II
- •298309 Г. Керчь, Орджоникидзе, 82.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Электрооборудование судов и автоматизация производства»
Савенко А. Е.
СУДОВЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ
Курс лекций
Часть II
Судовые автоматизированные электроприводы
для курсантов специальности 26.05.07
«Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»
очной и заочной форм обучения
Керчь, 2016 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение |
7 |
1 Рулевые электроприводы |
8 |
1.1 Общая характеристика рулевых электроприводов и требования к ним |
8 |
1.1.1 Структура рулевого электропривода |
8 |
1.1.2 Принцип действия руля |
9 |
1.1.3 Режим работы рулевого электропривода |
11 |
1.1.4 Требования Регистра к рулевым электроприводам |
12 |
1.2 Нагрузочные диаграммы рулевых электроприводов. Структурные и кинематические схемы управления РЭГ приводами |
12 |
1.2.1 Нагрузочная диаграмма рулевого электропривода |
12 |
1.2.2 Электрогидравлические приводы |
14 |
1.2.3 Расчет рулевого гидравлического привода |
16 |
1.2.4 Структурные и кинематические схемы управления РЭГ приводами |
17 |
1.2.4.1 Структурная схема простого управления рулевым электроприводом |
17 |
1.2.4.2 Структурная схема следящего управления рулевым электроприводом |
19 |
1.2.4.3 Дроссельный механизм с электромашинным приводом |
23 |
1.2.4.4 Механизм управления насосами переменной подачи с рычажным дифференциалом |
24 |
1.3 Схемы управления РЭГ-приводами |
26 |
1.3.1 Схема электрогидравлического привода рулевого устройства |
26 |
1.3.2 Схема управления рулевым устройством по системе Г-Д |
27 |
1.4 Мощность и энергетическое состояние ИД РЭМ-приводов. Мощность и энергетическое состояние ИД РЭГ-приводов |
28 |
1.4.1 Расчет и выбор мощности рулевых электроприводов |
28 |
1.4.2 Перекладка руля с постоянной скоростью |
29 |
1.4.3 Определение мощности и выбор типа рулевого электродвигателя |
33 |
1.4.4 Определение мощности генератора и приводного двигателя |
33 |
1.4.5 Рулевой привод с асинхронным исполнительным двигателем |
33 |
1.5 Системы автоматического управления рулем |
35 |
1.5.1 Система автоматического управления курсом судна |
35 |
1.5.2 Контактный авторулевой "Аншюц" |
36 |
1.5.2.1 Кинематическая схема контактного авторулевого "АНШЮЦ" |
37 |
1.5.2.2 Автоматическое управление |
39 |
1.5.2.3 Следящее управление |
41 |
1.5.2.4 Простое управление |
42 |
1.5.3 Авторулевой "АИСТ" |
42 |
1.5.3.1 Автоматический режим |
43 |
1.6 Эксплуатация рулевых электроприводов |
44 |
2 Электроприводы якорных и швартовных устройств |
50 |
2.1 Общая характеристика якорно-швартовных механизмов и требования к их электроприводам |
50 |
2.2 Мощность электродвигателей, системы управления и защиты якорно-швартовных электроприводов |
51 |
2.2.1 Установление номинальных параметров ИД якорных электроприводов |
51 |
2.2.2 Установление номинальных параметров ИД швартовных электроприводов |
52 |
2.2.3 Особенности систем управления |
53 |
2.3 Состояние якорной цепи и нагрузочная диаграмма при съемке с якоря. Расчет и выбор исполнительного двигателя |
55 |
2.4 Схемы управления электроприводами якорно-швартовых устройств |
61 |
2.4.1 Командоконтроллерная схема управления брашпилем на переменном токе |
63 |
2.4.2 Схема тиристорного управления электроприводом шпиля |
64 |
2.5 Эксплуатация якорно-швартовных механизмов |
66 |
3 Электроприводы промысловых устройств и механизмов |
68 |
3.1 Электроприводы промысловых устройств. Режим работы траловых лебёдок. Оптимальные характеристики траловых лебедок |
68 |
3.1.1 Требования к электроприводу траловой лебёдки |
69 |
3.1.2 Траловые лебедки |
70 |
3.2 Расчет электропривода промысловой лебедки |
72 |
3.3 Траловые лебедки |
75 |
3.4 Схемы управления электроприводами траловых лебедок |
77 |
3.4.1 Командоконтроллерная схема управления траловой лебёдкой (БКРТ«Наталья Ковшова») |
77 |
3.4.2 Регулирование в цепи генератора |
81 |
3.4.3 Система регулирования двигателей |
82 |
3.5. Схема тиристорного электропривода траловой лебедки |
83 |
3.6 Электроприводы промысловых лебёдок, шпилей, сетевыборочных и сететрясных машин |
84 |
3.6.1 Сейнерная лебедка |
84 |
3.6.2 Силовые блоки |
85 |
3.6.3 Вытяжные лебедки |
85 |
3.6.4 Сететрясные, сетевыборные и ярусные машины |
87 |
4 Электроприводы грузоподъемных механизмов промысловых судов |
89 |
4.1 Общая характеристика судовых грузоподъемных устройств и требования к их электроприводам |
89 |
4.2 Нагрузочные диаграммы электродвигателя механизма подъема грузовой лебедки |
89 |
4.3 Расчет и выбор исполнительного двигателя электропривода лебедки |
91 |
4.4 Схемы управления электроприводами грузовых лебедок |
93 |
4.4.1 Схема контроллерного управления грузовой лебедкой с ДПТ |
93 |
4.4.2 Схема управления лебедкой с двигателем переменного тока |
95 |
4.4.3 Функциональная схема грузовой лебедки на аналогово-блочных устройствах |
98 |
5 Электроприводы грузовых кранов |
101 |
5.1 Общая характеристика грузовых кранов |
101 |
5.1.1 Статические и динамические нагрузки электропривода механизма поворота |
102 |
5.1.2 Электроприводы механизмов поворота и передвижения |
107 |
5.2 Энергетика электродвигателей в грузовом электроприводе |
108 |
5.2.1 Аппаратура управления и устройства защиты электроприводов грузоподъёмников |
109 |
5.3 Автоматизированные системы управления кранов |
112 |
5.3.1 Схема электропривода механизма подъема |
112 |
5.3.2 Схема электропривода механизма поворота |
113 |
5.3.3 Электропривод передвижения крана |
114 |
5.4 Особенности электроприводов грузовых лифтов |
116 |
5.4.1 Электроприводы шлюпочных волновых подъёмников |
120 |
5.5 Особенности работы электрооборудования грузоподъёмников с электроприводом |
123 |
5.5.1 Техническая эксплуатация электроприводов судовых грузоподъёмных механизмов |
124 |
6 Электроприводы специального оборудования судов флота рыбной промышленности |
130 |
6.1 Система контроля раскрытия трала (зонд траловый). Электролов рыбы электрофицированным тралом |
130 |
6.1.1 Зонд траловый |
130 |
6.1.1.1 Электрическая схема лебедки тралового зонда |
130 |
6.1.2 Электролов рыбы электрофицированным тралом |
133 |
6.1.2.1 Установка для морского электролова рыбы |
134 |
6.2 Система автоматического управления работой котлоагрегата |
135 |
6.2.1 Схема управления котлоагрегатом КОАВ – 200 |
135 |
6.3 Электропривод судовых рыбообрабатывающих установок |
137 |
6.4 Электропривод компрессоров рефрижераторной установки. Система бесконтактного управления винтовым компрессором |
141 |
6.4.1 Электропривод компрессоров рефрижераторной установки |
141 |
6.4.2 Бесконтактная схема управления винтовым компрессором |
144 |
7 Электроприводы механизмов специального назначения |
147 |
7.1 Электроприводы подруливающих устройств, систем кренования, дифферента и успокоителей качки |
147 |
7.1.1 Электроприводы подруливающих устройств |
147 |
7.1.2 Электроприводы систем кренования и дифферента |
155 |
7.1.3 Электроприводы успокоители качки |
158 |
7.2 Электроприводы автоматических буксирных лебёдок |
162 |
7.2.1 Электроприводы систем откренивания судов |
166 |
7.3 Установка телеуправления с регулятором предельной мощности для гребных винтов регулируемого шага |
169 |
7.3.1 Принцип действия установки |
169 |
7.3.2 Система управления ВРШ |
169 |
7.3.3 Процесс регулирования вследствие увеличения нагрузки двигателя сверх заданного и выше предельного |
171 |
7.3.4 Процесс регулирования вследствие увеличения нагрузки дизеля сверхзаданного, но ниже предельного значения степени наполнения |
172 |
7.3.5 Процесс регулирования вследствие уменьшения нагрузки дизеля |
173 |
8 Электроприводы судовых нагнетателей |
174 |
8.1 Судовые нагнетатели и их рабочие характеристики |
174 |
8.2 Электропривод центробежных нагнетателей, поршневых насосов, судовых компрессоров |
180 |
8.2.1 Лопастные центробежные насосы |
180 |
8.2.2 Поршневые насосы переменной производительности |
182 |
8.2.3 Объемные насосы |
184 |
8.2.4 Роторные насосы |
186 |
8.2.5 Электромагнитные насосы |
187 |
8.2.6 Вентиляторы, воздуходувки, компрессоры |
189 |
8.3 Системы управления и автоматизации работы вентиляторных и насосных установок. Эксплуатация электроприводов судовых нагнетателей |
190 |
8.3.1 Способы регулирования производительности насосов и вентиляторов |
190 |
8.3.2 Регулирование скорости вращения |
191 |
8.3.3 Регулирование скорости двигателей переменного тока с помощью управляемого дросселя насыщения, включаемого в цепь статора |
192 |
8.3.4 Регулирование скорости насосов и вопросы устойчивости |
192 |
8.3.5 Определение мощности электродвигателя |
194 |
8.3.6 Проверка выбранного двигателя по условиям нагрева при пуске |
194 |
8.3.7 Энергетическая установка автоматизированных судов |
195 |
Список использованной и рекомендуемой литературы |
199 |
ВВЕДЕНИЕ
Цель курса "Судовые электроприводы" дать основные сведения, необходимые будущим инженерам-электромеханикам при эксплуатации судовых автоматизированных электроприводов. Программа дисциплины предусматривает изучение принципа действия и схем управления, выполнение расчетов и выбор электрооборудования электроприводов.
Электропривод состоит из электродвигателя, передаточного устройства и электрической аппаратуры управления. Электропривод может быть групповой, многодвигательный и одиночный. Автоматизированный электропривод с автоматическим или полуавтоматическим управлением имеет в своем составе электрические машины как постоянного, так и переменного тока.
В системах с машинами постоянного тока сравнительно простыми способами осуществляется плавное и широкое регулирование частоты вращения, получаются требуемые механические характеристики и обеспечиваются переходные процессы с надлежащим качеством. Двигатели переменного тока (в особенности АД) проще, дешевле, легче и надежнее в эксплуатации, но у них значительно сложнее решаются вопросы регулирования частоты вращения. Развитие автоматического управления на судах обуславливает широкое использование для целей управления микропроцессорной и вычислительной техники.
Электропривод наряду с электростанцией это основные объекты, которые должен хорошо знать электромеханик и обеспечивать их грамотную, энергосберегающую эксплуатацию с учетом требований Регистра и международных морских конвенций, а также экономических показателей.
