4 Курс / СЭП / Судовые электроприводы учебное пособие

Когда статическое сопротивление системы возрастает, может наступить момент, при котором произойдет срыв работы системы (например, качаем в цистерну, к которой уровень (сопротивление) растет, и жидкость из цистерны может вытекать через насос).

Неустойчивая работа насоса может иметь место и при изменении скорости вращения насоса. Насос прекратит подачу жидкости при числе оборотов, которые будут ниже числа оборотов обеспечивающего преодоление сопротивление системы.

Если нормальный напор имеет большую статическую составляющую, нельзя снижать скорость вращения центробежного насоса, т.к. при снижении скорости вращения (частоты сети) примерно на 10% производительность падает до 0.

Причиной, вызывающей снижение скорости двигателя, может быть также колебание напряжения сети (рис. 8.10), вызванное пуском мощного двигателя или провал напряжения, вызванный коротким замыканием с последующим восстановлением напряже-

ния после отключения к.з. Поэтому для ответственных электроприводов насосов следует производить проверку работы системы при колебаниях напряжения.

8.3.5. Определение мощности электродвигателя

Мощность электродвигателя рассчитываем по формуле:

коэффициент, учитывающий потери через не плотность; Н – КПД насоса или вентилятора.

При выборе двигателя следует учитывать условия пуска. Для поршневых насосов и компрессоров, сразу работающих на противо-

211

давление и имеющих большие маховые массы следует выбирать двигатель, имеющий пусковой момент 1,5–2,2 Мн.

Пуск центробежных насосов и вентиляторов легкий и момент сопротивления < Мн. По мере разгона двигателя момент растет. Мощность выбирается на 15–20% больше расчетной, т.к. скорость по каталогу 5%, а при +5% это может дать рост потребляемой мощности на 16%.

8.3.6. Проверка выбранного двигателя по условиям нагрева при пуске

Двигатели переменного тока при пуске насоса, обладающего большим маховым моментом, следует выбирать не только в зависимости от номинальной мощности, но и условий пуска. В ряде случаев продолжительность настолько велика, что возникает опасение перегрева двигателя.

Перегрев двигателя определяется:

GM CM t П ,

Cм – удельная теплоемкость (390 дж/кг ∙оС).

212

Если за время разгона tп превысится допустимая температура (например, 100 оС), необходимо выбрать двигатель большой мощности.

8.3.7. Энергетическая установка автоматизированных судов

Режим эксплуатации автоматизированных судов предполагает сохранение полной работоспособности энергетической установки при неисправности одного из элементов или системы без вмешательства обслуживающего персонала. Поэтому для каждого привода, необходимого для обеспечения работы машинной установки, имеется резервный привод, который находится в режиме готовности при работе основного привода, и автоматически запускаются при отключении основного привода из-за какой-либо неисправности. После исчезновения и последующего восстановления напряжения в судовой электростанции находящиеся в работе приводы должны быть автоматически введены в действие. Пуск электродвигателей необходимо производить по специальной временной программе в порядке важности электроприводов. Такая автоматизированная система управления электроприводами получила название «Стэнд бай».

Рассмотрим схему управления десятью парами насосов энергетической установки (рис. 8.11).

213

В схему включены следующие пары насосов:

-насосы пресной воды ДГ;

-насосы забортной воды ДГ;

-насосы смазочного масла главного двигателя;

-топливоперекачивающие насосы;

-насосы пресной воды охлаждения цилиндров;

-насосы смазочного масла для турбонагнетателя;

-насосы смазочного масла для распределительного вала;

-насосы забортной воды для главного дизеля;

-питательные насосы котла;

-циркуляционные насосы горячей воды.

Схема построена таким образом, что любой насос из пары может быть как основной (рабочий) или резервный. Распределительный щит насосов получит питание от ГРЩ.

Включение электропривода осуществляется контактором КМ1, который включѐн через контакт контактора КМ2. При ручном управлении переключатель режима работы SA1 (рис. 8.12) становится в положение I. В этом случае управление осуществляется с помощью кнопок SB4 и SB5. У каждого насоса находится аварийный выключатель S1, который позволяет полностью отключить цепь управления.

Рис. 8.12. Элемент схемы включения насоса

При автоматическом управлении переключатель SA1 ставится в положение II. Управление насосом осуществляется вспомогательным реле К1А (для основного насоса), которое включено в схему

214

автоматического управления электроприводами насосов. Вспомогательное реле К2А управляет резервным насосом.

Перед пуском электродвигателей насосов необходимо прежде всего переключателем SA2 выбрать насос, который будет находиться в работе. В положении I переключатель SA2 в работе находится насос N1, а насос N2 – резервный. После этого насос может быть включѐн кнопкой SВ1 – пуск (цепь 3). Получает питание реле К2 и самоблокируется через контакт К2 (цепь 9) и размыкающий контакт К6 (цепь 5). Одновременно получает питание вспомогательное реле К1А (цепь 12), осуществляющее пуск основного насоса. В системе трубопроводов работающего насоса через определѐнное время создаѐтся давление, при котором срабатывает датчик минимального давления и замыкает контакт SP (цепь 6). Реле К4 своими контактами в цепях 5, 10, 19 подготавливает к пуску резервный насос. Реле времени КТ1, контролирующее время введения в работу основного насоса, отключается контактом К8 (цепь 14). Если в процессе пуска основной насос был не в состоянии создать необходимое давление (контакт SP разомкнут) в обусловленное время, то реле КТ1 переключает свой контакт и срабатывает реле К9 (цепь 15). Реле К9 своим замыкающим контактом в цепи 4 вызывает включение резервного насоса с помощью К2А получившего питание через контакт К3.

Одновременно через замыкающий контакт К9 (цепь 17) включается реле К10, которое включает сигнализацию о неисправности (переключение в схеме) и дает сигнал в систему централизованного контроля. Сигнализация сохраняется и тогда, когда запустился резервный насос, создал давление и контакт SP замкнулся. Она исчезает только при переключении SА2 в положение II – «резервный насос» при условии, что последний создал давление. Продолжительность времени переключения на резервный насос определяется установкой времени КТ2.

После исчезновения и последующего появления напряжения насосы включаются повторно по приведѐнной схеме (рис. 8.13). Причѐм насосы включаются поочерѐдно вначале один, через 5 с второй, через 5 с третий и т.д.

При питании судна от АДГ и берега схема повторного включения отключается выключателем S из ЦПУ.

215

Контрольные вопросы

1.Какие требования предъявляет Морской Регистр судоходства к электроприводу судовых нагнетателей?

2.Опишите принцип действия лопастных центробежных насо-

сов.

3.Перечислите основные особенности поршневых насосов.

4.Расскажите о принципе действия объемных насосов.

5.Для чего нужны центробежные вентиляторы?

6.Как регулируют обороты поршневых насосов?

7.Перечислите преимущества и недостатки винтового насоса.

8.Как регулировать производительность насоса или вентилято-

ра?

9.Назовите преимущества и недостатки поршневых насосов.

10.Объясните принцип работы объемных насосов.

11.Назовите виды насосов, которые используются на судне.

12.Объясните принцип действия поршневых насосов.

13.Как происходит регулирование скорости вращения электродвигателя постоянного тока?

14.Как происходит регулирование скорости вращения электродвигателя переменного тока?

15.Что произойдет, если насос будет работать неустойчиво?

Литература: [3], [4], [6], [7], [8], [15], [16].

217

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Применение современных автоматизированных электроприводов в судовых электротехнических комплексах является одним из основных условий повышения эффективности работы судов морского флота и их безаварийной эксплуатации. Количество и область использования автоматизированных электроприводов неуклонно растет и они обеспечивают жизненно важные, технологические и бытовые процессы на судах.

В учебном пособии рассмотрены автоматизированные электроприводы рулевых устройств, якорных и швартовных устройств, промысловых устройств и механизмов, грузоподъемных механизмов, специального оборудования судов флота, механизмов специального назначения и судовых нагнетателей, которые установлены на большинстве судов. Совершенствование автоматизированных электроприводов невозможно без тесной связи науки и производства. Необходимо обеспечить их постоянное сотрудничество, в процессе которого судовые специалисты должны овладеть и уметь применять знания по электрическим приводам в своей повседневной работе.

Для долгосрочной и успешной эксплуатации электрических приводов, установленных на судах, необходима качественная подготовка кадров, обладающих навыками эксплуатации и теоретическими знаниями. Данное пособие вместе с другой специальной литературой призвано решить эту задачу. Материал, изложенный в пособии, – это базовый уровень для специалиста в условиях, при которых оборудование регулярно обновляется.

Работа дает возможность самостоятельного освоения материала и его закрепления путем ответа на контрольные вопросы и выполнения расчетов по приведенным методикам. Учебное пособие содержит достаточное количество функциональных и принципиальных схем реальных автоматизированных электроприводов с подробным описанием, что дает возможность максимально изучить объекты судовых электротехнических комплексов и систем. Основной трудностью в подготовке учебного пособия по данной тематике является чрезвычайно широкая разновидность самих автоматизированных электроприводов, а также судов в зависимости от выполняемых ими технологических задач.

Надеемся, данный материал будет полезен в изучении дисциплин, связанных с электрическим приводом, положительно воспринят специалистами данной отрасли. Готовы принять пожелания и материалы по его дополнению и совершенствованию.

218

Список использованной и рекомендуемой литературы

1.Баранников, В.Л. Эксплуатация электрооборудования рыбопромысловых судов: учеб. пособие / В.Л. Баранников. – Москва: Моркнига, 2013. –

496с.

2.Баранов, А.П. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы: учебник; Федер. агентство мор. и реч. трансп., ФГОУ ВПО ГМА им. адм. С. О. Макарова. – 2-е изд., перераб. и доп. / А.П. Баранов. – СПб.: Судостроение, 2005. – 528 с.

3.Бекишев, Р.Ф. Общий курс электропривода. Томский политехнический университет. – 2-е изд. / Р.Ф. Бекишев, Ю.Н. Дементьев. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. – 302 с.

4.Дементьев, Ю.Н. Электрический привод / Ю.Н. Дементьев, А.Ю. Чернышев, И.А. Чернышев; Томский политехнический университет. – 2-е изд. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. – 224 с.

5.Лесных, А.С. Релейно-контакторные системы управления. Системы управления приводами постоянного тока: учеб. пособие / А.С. Лесных, М.Н. Романов; М-во трансп. Рос. Федерации, ФГОУВПО «НГАВТ». – Новосибирск: НГАВТ, 2008. – 102 с.

6.Онищенко, Г.Б. Теория электропривода: учебник для студ. вузов / Г.Б. Онищенко. – М.: ООО «Образование и исследование», 2013. – 352 с.

7.Правила классификации и постройки морских судов / Морской Регистр России. – Л.: Транспорт, 2015.

8.Бабаев, А.М. Автоматизированные судовые электроприводы / А.М. Бабаев, В.Я. Ягодкин. – М.: Транспорт, 1986. – 448 с.

9.Быховский, Ю.И. Электроприводы ваерных и траловых лебедок / Ю.И. Быховский, Е.А. Шеинцев. – М.: Легкая и пищевая промышленность,

1981. – 208 с.

10.Васильев, В.Н. Эксплуатация судового электропривода / В.Н. Васильев, Н.Я. Карауш. – М.: Транспорт, 1985. – 279 с.

11.Кочергин, В.Н. Проектирование электроприводов судовых механизмов и установок рыбопромысловых судов / В.Н. Кочергин. – Мурманск,

1994. – 156 с.

12.Крановое электрооборудование: Справочник / Ю.В. Алексеев [и др.]; под ред. А.А. Рабиновича. – М.: Энергия, 1979. – 240 с.

13.Орлов, В.А. Автоматизация промыслового судовождения / В.А. Орлов.

– М.: Агропромиздат, 1989. – 256 с.

14.Справочник судового электротехника. Т.1 / Г.И. Китаенко. – Л.: Судо-

строение, 1976. – 528 с.

15.Судовые электроприводы: справочник. Т.2 /А.П. Богословский, Е.М. Певзнер, И.Р. Фрейдзон, А.Г. Яуре. – Л.: Судостроение, 1993. – 352 с.

16.Фесенко, В.И. Автоматизированные судовые электроприводы / В.И. Фесенко. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. – 376 с.

219