книги из ГПНТБ / Силовые установки и промысловые механизмы маломерных судов рыбной промышленности (с двигателями до 100 л. с.) учеб. пособие

ем (рис. 139). Генераторы с последовательным возбуж­ дением практического применения не имеют. Самовоз­ буждение генератора происходит под действием оста­ точного магнетизма полюсов. При включении генерато­ ра под нагрузку напряжение на его зажимах падает тем больше, чем больше нагрузка, причем у- генераторов с независимой ОВ это падение невелико, у генераторов с

параллельным возбуждением самое большое, а у сме­ шанного— практически не меняется. Для поддержания напряжения постоянным приходится изменять ток воз­ буждения вручную или автоматически при помощи реос­ татов в цепи возбуждения.

При нагрузках, значительно превышающих номи­ нальные, возникает опасность размагничивания полюсов вследствие реакции якоря. Подмагничивание генератора производят от специального подмагничивающего уст­ ройства, а если его нет, то от аккумуляторов или друго­ го источника низкого напряжения. Для этого концы про­ водов от аккумулятора присоединяют к одноименным зажимам ОВ. Если после подмагничивания генератор создает напряжение обратной полярности, то процесс подмагничивания надо повторить, изменив полярность концов.

Двигатели постоянного тока. Если по якорю пропу­ стить ток от постороннего источника, то в результате взаимодействия якоря с- магнитным полем машины воз­

При вращении двигателя возникает противоэлектродви-

•341

жущая сила, которая вместе с потерей напряжения в об­ мотке якоря уравновешивает напряжение сети:

якоря последовательно включают пусковой реостат, рас­ считанный на кратковременную работу, и по мере нара­ стания скорости его выводят до нуля.

Как и генераторы, двигатели постоянного тока быва­ ют параллельного, последовательного и смешанного воз­ буждения. Одной из важных характеристик двигателей является зависимость числа оборотов двигателя от на­ грузки на валу (вращающего момента). У двигателей с параллельной ОВ эта характеристика «жесткая», т. е. скорость при изменении нагрузки меняется незначитель­ но. Поэтому эти двигатели получили применение для электроприводов с постоянной скоростью вращения (вентиляторы, насосы). Недостатком этих двигателей является зависимость тока возбуждения от напряжения сети, поэтому они не могут развивать достаточных мо­ ментов при понижении напряжения сети. У двигателей

уних две обмотки и параллельная, и последовательная.

Всудовых условиях они получили распространение для привода компрессоров, вентиляторов, насосов.

цепи якоря или в цепи ОВ. Торможение возможно и ме­ ханическое и электрическое. Электрическое торможение может быть: реостатное, когда двигатель, отключенный от сети, замыкается на тормозное сопротивление; проти­ вотоком, когда на зажимах якоря меняют направление тока на противоположное; с отдачей энергии в сеть, в этом случае, вращаясь по инерции, двигатель переходит

342

в генераторный режим и, отдавая энергию в сеть, самсебя притормаживает.

Машины переменного тока. Они более просты по кон­ струкции, дешевы, надежны в работе, просты в обслу­ живании, но требуют громоздкой аппаратуры управле­ ния, плохо регулируются по скорости. По принципу ра­ боты двигатели переменного тока делятся на асинхрон­

Рис. 140. Основные части трехфазного асинхронного двигателя:

п — ротор с короткоза.минутой обмоткой, б — статор с трехфазной

обмоткой.

Асинхронные двигатели могут быть одно-, двух- и трехфазными. Трехфазный двигатель (рис140) состоит из двух частей: неподвижного статора, в пазах сердеч­ ника / которого уложена трехфазная обмотка 2, и под­ вижного ротора, обмотка которого может быть фазной или короткозамкнутой. Если обмотка трехфазная, то ее концы выведены на три контактных кольца, по которым скользят щетки, последние соединены с пусковым реос­ татом.

Принцип работы асинхронных двигателей заключает­ ся в следующем: в статоре создается вращающееся маг­ нитное поле, скорость которого определяется частотой тока и.числом пар полюсов в обмотке статора. Это поле, наводит в обмотке ротора э. д. с , а значит и ток. В ре­ зультате взаимодействия тока ротора с полем статора

343

возникает вращающий момент, причем скорость ротора всегда меньше скорости поля статора (асинхронный — неодновременный). По сравнению с двигателями с ко-- роткозамкнутым ротором фазные двигатели могут раз­ вивать большие пусковые моменты (за счет реостата в цепи ротора), потребляя меньший пусковой ток. Двига­ тели с фазным ротором допускают регулировку скорости при помощи реостата в цепи ротора, но они дороги и менее надежны в работе. Двигатели с короткозамкнутым ротором развивают меньшие пусковые моменты, а пусковые токи у них велики, но двигатель прост по уст­ ройству, надежен в работе. Эти двигатели уступают ма­ шинам постоянного тока по шпроте регулирования ско­ рости. Скорость их плавно не регулируется, но если в обмотке статора несколько пар полюсов, то регулиров­ ка возможна по ступеням. Двух-, трехскоростные двига­ тели применяют в судовых условиях для привода судо­ вых вспомогательных механизмов.

. Асинхронный двигатель имеет жесткую скоростную характеристику, но если к валу приложить момент боль­ ше возможного перегрузочного, двигатель «сбросит» нагрузку, т. е. остановится. Реверс осуществляют изме­ нением чередования каких-либо двух фаз. Это делают при помощи переключателя или реверсивного магнитно­ го пускателя.

Пуск двигателя осуществляют различными способа­ ми: непосредственное включение в сеть при помощи ру­ бильника или магнитного пускателя и переключение со «звезды» на «треугольник» (пуск — работа) и др-

ЭЛЕКТРОПРИВОД И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА .

Условно всю аппаратуру можно подразделить на: коммутационную, осуществляющую включение, пере­ ключение и отключение — рубильники, выключатели и

переключатели различных типов;

344

защитную аппаратуру — предохранители, автоматы, реле; эта аппаратура должна защищать генераторы и двигатели от коротких замыканий, перегрузок и других аварийных явлений;

аппараты управления двигателями — пуско-регулиро- вочиые реостаты и сопротивления, контроллеры, контак­ торы, магнитные пускатели и др.; эта аппаратура долж­ на осуществлять пуск, реверс, регулирование скорости и торможение, остановку двигателей;

Современные конструкции электрических аппаратов позволяют выполнять самые разнообразные функции: коммутацию, защиту и управление. По способу управле­ ния всю аппаратуру можно разделить на ручную и авто­ матическую.

Рубильники и переключатели — простейшие .комму­ тационные аппараты, которые служат для ручного вклю­ чения, отключения и переключения. Бывают одно-, двух- и трехполюсиые, управляются либо непосредственно, либо.дистанционно при помощи рычажного привода. На судах применяют рубильники и переключатели рубяще­ го типа с механизмом мгновенного действия в цепях до 1000 А и выше при напряжениях до 500 В. На распреде­ лительных щитах допускается установка рубильников с открытыми токоведущими частями, во всех остальных случаях — в закрытых кожухах и коробках.

Пакетные выключатели и переключатели нашли ши­ рокое применение в цепях до 60 А. Они бывают одно-, двух-, трехполюсными, а переключатели изготовляются на 2—3 направления при-том же числе полюсов. При­ меняют их в цепях постоянного тока до 250 В и в цепях переменного — до 400 В. Они компактнее рубильников и все чаще заменяют их.

Универсальные переключатели предназначены для поочередного переключения щитовых приборов (ампер­ метра, вольтметра) на разные цепи. Переводя рукоятку переключателя в различные фиксированные положения, делают замер в соответствующей цепи.

Контроллеры — это многопозиционные переключате­ ли, которые служат для пуска, реверса и регулирования скорости двигателей. На валу," управляемом рукояткой,

расположены подвижные контакты, соединяющиеся че­ рез неподвижные контакты при помощи проводов и ка­ белей с набором сопротивлении и управляемой цепью. При повороте рукоятки происходит замыкание и размы­ кание соответствующих цепей в определенной последо­ вательности.

Реостаты подразделяются на пусковые, пуско-регу- лировочные и регулировочные. Судовые реостаты выпол­

зят контактные щетки; контактор, осуществляющий за­ щиту от снижения напряжения; реле максимального то­ ка, защищающее цепи от перегрузки током; зажимы для

цепи при перегрузках. Автомат максимального тока сра­ батывает при увеличении тока выше нормы, автомат ми­ нимального напряжения — при снижении напряжения ниже нормы.

Установочные автоматы нашли широкое применение на судах, монтируют их в основном на щитах, они слу­ жат для защиты отходящих линий от коротких замыка­ ний и перегрузок током.

Контакторы являются автоматической аппаратурой управления. Служат они для частых включений и пере­ ключений в цепях сильного тока (привода лебедок, ру­ левых приводов и др). путем воздействия на цепи уп­ равления.

Основной частью контактора (рис. 141) является электромагнит 1, катушка 2 которого включена в цепь управления. При подаче питания на эту катушку проис­ ходит замыкание силовых контактов 3 основной силовой цепи.

По принципу действия реле можно разделить на электромагнитные, индукционные и тепловые. Принцип действия теплового реле основан на тепловом действии тока: нагревательный элемент, включенный в силовую цепь, нагревает биметаллическую пластинку (спай из двух металлов с различными коэффициентами расшире­ ния), последняя, изгибаясь, размыкает контакты в цепи

346

управления. Основной частью электромагнитного реле является катушка с сердечником,. которая, притягивая якорь замыкает или размыкает контакты в цепи управ­

го ток к обмотке якоря двигателя. Значит, при повыше­ нии тока выше нормы, реле

Допускается лишь применение стандартных вставок. Так как вставка должна выдерживать пусковые токи во вре­ мя пуска двигателей, ее номинальный ток необходимо вы­ бирать с учетом пусковых токов. Для двигателей с пря­ мым пуском ток вставки должен быть в 2,5 раза мень­ ше пускового для Легких условий пуска и в 2 раза для тяжелых.

Аппаратура управления, защиты и контроля, объеди­ ненная вместе, составляет магнитную станцию управ­ ления электроприводом.

ГЛАВА 12

СУДОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ

Судно обеспечивается энергией от судовой электро­ станции постоянного или переменного тока. В состав электростанции входят: первичные двигатели, электри­ ческие генераторы, распределительные устройства с при­ борами управления, контроля и защиты. В зависимости от величины и назначения судна электрическая энергия применяется: только для освещения, для освещения и работы вспомогательных механизмов, для электродви­ жения, работы вспомогательных механизмов, освещения и других потребителей.

Судовые электроустановки строят в соответствии с Правилами Регистра СССР. Согласно им на судах при­

расположенным в различных помещениях судна, осуще­ ствляется при помощи судовых электрических сетей. Выделяют следующие сети:

силовую, в которую входят цепи питания энергией электроприводов судовых вспомогательных механизмов, отопительных и нагревательных приборов;

сеть основного освещения, куда входят цепи питания сигнальных и отличительных огней, освещения всех по­ мещений судна, наружного освещения и др.;

сеть аварийного освещения; сеть слабого тока, которая включает цепи питания

телеграфа и указателей, телефонных установок, пожар­ ной, авральной сигнализации и пр.;

сеть питания навигационной аппаратуры; сеть переносного освещения; сеть малого аварийного освещения.

Конечно, не на каждом судне могут быть все указан­ ные сети, количество их зависит от наличия соответст­ вующих потребителей.

СИЛОВЫЕ СИСТЕМЫ

На судах при постоянном и однофазном переменном токе Правилами Регистра СССР разрешено применять двухпроводную систему (однопроводная запрещена),

348

при трехфазном токе — трехпроводная система распре­ деления энергии. Все провода двух- и трехпроводной си­ стемы должны быть тщательно изолированы от корпуса судна.

На судне энергия распределяется между потребите­ лями через специальные устройства по магистральной,

Рис. 142. Судовой провод и кабели:

радиальной или смешанной.системам. При магистраль­ ной системе потребители получают питание от главного распределительного щита по магистралям через врезан­ ные в них магистральные коробки. При радиальной си­ стеме распределительные щиты н наиболее ответствен­ ные потребители получают энергию по отдельным фи­ дерам.

349

Электрические сети на судне выполняются кабелями, проводами и шнурами морского исполнения. Морские кабели и провода находятся в более тяжелых условиях работы, чем в общепромышленных установках, они от­ личаются большей надежностью конструкции, защитных покровов, большей гибкостью, теплостойкостью и высо­ ким уровнем изоляции. Токоведущие жилы морских ка­ белей и проводов выполняются из меди и для большей гибкости многопроволочными. Устройство провода и ка­ белей морского исполнения показано на рис. 142.

1

. MS MS

Рис. 143. Измерение электрического сопротивле­ ния изоляции:

а — провода относительно земли; б — м е ж д у проводами .

Токовые нагрузки на морские провода и кабели оп­ ределены Правилами Регистра СССР при условии, что допустимая температура нагрева жилы кабеля равна 65° С при температуре окружающего воздуха 40° С.

Припрокладке в пучке нескольких кабелей допусти­ мая температурная нагрузка на кабели должна соответ­ ственно снижаться. Когда должен быть обеспечен мон­ таж водозащищенного исполнения, ввод кабеля в аппа­ ратуру, проход через водонепроницаемые переборки и палубы выполняется с помощью сальников или коробок, уплотняемых особыми массами. В местах, где возможны механические повреждения кабеля, его защищают спе­ циальными кожухами или прокладывают в трубах, а также применяют бронированные кабели. Марки и се­ чения кабелей и проводов должны соответствовать нор: мальной загрузке их и нормальному режиму работы, нормальной потере напряжения, не превышающей для силовой сети 7%, сети освещения — 5% при напряжении ПО и 220 В и 10% при напряжениях 36 В и ниже.

350