Полезная информация для электромехаников / Электротехника / Электрик судовой / 3_ДПТ

Рассмотрим первый способ регулирования скорости двигателя постоянного тока изменением сопротивления в цепи якоря. Схема включения двигателя для этого случая представлена на рис. 1, а электромеханические и механические характеристики — на рис. 2, а.

Рис. 1. Схема включения двигателя постоянного тока независимого возбуждения

Рис. 2. Механические характеристики двигателя постоянного тока при различных сопротивлениях цепи якоря (а) и напряжениях (б)

Изменяя сопротивление реостата в цепи якоря можно получить при номинальной нагрузке различные угловые скорости электродвигателя на искусственных характеристиках — ω1, ω2,

ω3.

Проведем анализ данного способа регулирования угловой скорости двигателей постоянного тока с помощью основных технико-экономических показателей. Так как при данном способе регулирования изменяется жесткость характеристик в широких пределах, то при скоростях менее половины номинальной стабильность работы двигателя резко ухудшается. По этой причине диапазон регулирования скорости ограничен (D= 2 -З).

Скорость при данном способе можно регулировать в сторону уменьшения от основной , о чем свидетельствуют электромеханические и механические характеристики. Высокую плавность регулирования трудно обеспечить, так как потребовалось бы значительное количество ступеней регулирования и соответственно большое число контакторов. Полное использование двигателя по току (нагреву) в этом случае достигается при регулировании с постоянным моментом нагрузки.

Недостатком рассматриваемого способа является наличие значительных потерь мощности при регулировании, которые пропорциональны относительному изменению угловой скорости. Достоинством рассмотренного способа регулирования угловой скорости являются простота и надежность схемы управления.

Учитывая большие потери в реостате при малых скоростях, данный способ регулирования скорости применяется для приводов с кратковременным и повторно-кратковременным режимами работы.

При втором способе регулирование угловой скорости двигателей постоянного тока независимого возбуждения осуществляется изменением величины магнитного потока за счет введения в цепь обмотки возбуждения дополнительного реостата. При ослаблении потока угловая скорость двигателя как при нагрузке, так и при холостом ходе возрастает, а при усилении потока — уменьшается. Практически возможно изменение скорости только в сторону увеличения ввиду насыщения двигателя.

При увеличении скорости ослаблением потока допустимый момент двигателя постоянного тока изменяется по закону гиперболы, а мощность остается постоянной. Диапазон регулирования скорости для данного способа D = 2 - 4.

III-11

Механические характеристики для различных значений потока двигателя приведены на рис. 2, а и 2, б, из которых видно, что характеристики в пределах номинального тока имеют высокую степень жесткости.

Обмотки возбуждения двигателей постоянного тока независимого возбуждения обладают значительной индуктивностью. Поэтому при ступенчатом изменении сопротивления реостата в цепи обмотки возбуждения ток, а следовательно, и поток будут изменяться по экспоненциальному закону. В связи с этим регулирование угловой скорости будет осуществляться плавно.

Существенными преимуществами данного способа регулирования скорости являются его простота и высокая экономичность.

Данный способ регулирования используют в приводах в качестве вспомогательного, обеспечивающего повышение скорости при холостом ходе механизма.

Третий способ регулирования скорости заключается в изменении напряжения, подводимого к обмотке якоря двигателя. Угловая скорость двигателя постоянного тока независимо от нагрузки изменяется прямо пропорционально напряжению, подводимому к якорю. Поскольку все регулировочные характеристики являются жесткими, а степень их жесткости остается для всех характеристик неизменной, работа двигателя является стабильной на всех угловых скоростях и, следовательно, обеспечивается широкий диапазон регулирования скорости независимо от нагрузки. Этот диапазон равен 10 и может быть расширен за счет специальных схем управления.

При данном способе угловую скорость можно уменьшать и увеличивать относительно основной. Повышение скорости ограничено возможностями источника энергии с регулируемым напряжением и Uном двигателя.

Если источник энергии обеспечивает возможность непрерывного изменения подводимого к двигателю напряжения, то регулирование скорости двигателя будет плавным.

Данный способ регулирования является экономичным, так-так регулирование угловой скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения осуществляется без дополнительных потерь мощности в силовой цепи якоря. По всем перечисленным выше показателям данный способ регулирования по сравнению с первым и вторым наилучший.

Защиты:

Тока короткого замыкания Перегрузки

4.Гребные установки на постоянном токе:

·устройство,

Вкачестве первичных двигателей в ГЭУ постоянного тока применяют быстроходные нереверсивные дизеля. Паровые турбины используют в ГЭУ большой мощности.

ВГЭУ ПТ гребной электродвигатель питают по схеме Г – Д.

Электрооборудование ГЭУ постоянного тока выполняется в строгом соответствии Правилам Регистра СССР.

Генераторы изготовляют в защищенном исполнении. На корпусе со стороны коллектора

коммутацией и состоянием машины в процессе работы. Исполнение электродвигателей — защищенное или защищенное в верхней части и водозащищенное— в нижней. Станины их

— разъемные (по горизонтальной плоскости на уровне лап), с приливами в верхней части для установки воздухоохладителей с вентиляторами. Боковые щиты имеют съемные крышки

III-12

представляет собой последовательно соединенные медные стержни, расположенные в пазах башмаков главных полюсов. Она соединяется последовательно с обмоткой якоря и дополнительных полюсов, в значительной степени компенсирует реакцию якоря и выравнивает напряжение между коллекторными пластинами.

Главные электрические машины имеют принудительную вентиляцию по разомкнутому или замкнутому циклу. На корпусе генератора и гребного электродвигателя устанавливается

сигнализация об исправной работе вентиляторов и степени нагрева выходящего из машины воздуха.

Масло в подшипники скольжения главных электрических машин ГЭУ подается самотеком из расходной цистерны, обеспечивающей подачу масла к подшипникам в течение15 мин работы без подкачки. Масло из подшипников стекает в сборную цистерну, откуда основным или резервным масляными насосами подается в расходную цистерну. Масляная система оснащается фильтрами и водоохлаждаемыми маслоохладителями. Предусматривается

звуковая и световая сигнализация о снижении уровня масла в расходной цистерне ниже допустимого и средства для измерения температуры подшипников.

Гребные электродвигатели оснащают валоповоротным устройством и сигнализацией,

двигателя при включенном валоповоротном устройстве.

Главные электрические машины ГЭУ оборудуют электрогрелками, которые предотвращают конденсацию водяных паров внутри машин при длительной стоянке судна путе поддержания температуры машин на 3—5°С выше температуры окружающей среды.

изменением возбуждения генераторов, а реверсирование — изменением полярности возбуждения гребных электродвигателей.

Для управления гребными электродвигателями применяют специальные посты управления (ПУ), напоминающие машинные телеграфы. При перемещении рукоятки ПУ изменяется

электродвижения. Щиты электродвижения размещают в отсеках гребных электродвигателей либо ЦПУ, они состоят из генераторных секций, секций гребных электродвигателей, возбуждения и управления первичными двигателями. Секции —разъемные и представляют собой стальные каркасы сварной конструкции со стальной лицевой обшивкой. На секциях монтируют коммутационную, защитную, сигнальную аппаратуру, аппаратуру управления и измерительные приборы. По нормам Регистра СССР генераторы и гребные электродвигатели

III-13

имеют (на щите электродвижения) амперметры — в цепи главного тока, в цепи возбуждения, вольтметры — на выводах генератора, в цепи возбуждения— электротахометр. Если предусматривается пульт управления электродвижением, то аппаратура управления и дублирующие измерительные приборы устанавливают на пульте. Пульты управления электродвижением обычно располагают в ЦПУ Схемами главного тока ГЭУ называются схемы соединения якорных обмоток генераторов и

гребных электродвигателей между собой. В ГЭУ постоянного тока генераторы могут быть соединены последовательно или параллельно. Преимущественное распространение получили схемы главного тока с последовательным соединением генераторов, так как при параллельном соединений невозможно обеспечить высокую экономичность установки

. Схемы цепи главного тока: а — схема последовательного

соединения генераторов; б — схема попеременнопоследовательного соединения генераторов и якорей двухъякорного гребного электродвигателя; в —

двухконтурная схема с последовательным соединением генераторов в контурах(Uнаиб = 1200 В; напряжение каждого генератора 600 В)

генераторов напряжением 600 В. Увеличение числа генераторов вызывает необходимость применять низковольтные генераторы, имеющие неудовлетворительные экономические данные, а уменьшение их числа снижает надежность ГЭУ.

·принцип действия,

ВГЭУ постоянного тока на каждый гребной электродвигатель работает несколько генераторов. Их равномерная загрузка в маневренных режимах судна обеспечивается тем, что токи возбуждения, а следовательно, и напряжения у всех генераторов изменяются одновременно и на одинаковую величину. Для этого независимые обмотки возбуждения О В Г генераторов, работающих в

III-14

генераторов В Г (рис. 68). Напряжение и полярность возбудителя генераторов изменяются с помощью потенциометрического реостата возбуждения Р В П , включенного в цепь независимой обмотки возбуждения О Н В В Г . Обмотка О Н В В Г получает питание от судовой цепи постоянного тока или от генератора постоянного напряжения Г П Н (на схеме показан последний вариант). Независимая обмотка возбуждения гребного электродвигателя О В Д питается от судовой цепи постоянного тока, или, как показано на схеме, от специального возбудителя гребного электродвигателя В Ц . Его независимая обмотка возбуждения О Н В В Д получает питание, как и обмотка О Н В В Г , от судовой цепи, либо от генератора Г П Н . Если гребной электродвигатель реверсируется путем изменения полярности его .возбуждения, в цепь питания обмотки О Н В В Д включают реверсивный четырехугольник, образованный реверсивными контактами поста управления гребного электродвигателя, а в Цепь обмотки О Н В В Г — нереверсивный потенциометрический реостат.

Возбудители В Г , В Д и генератор Г П Н одного контура главной цепи ГЭУ приводятся во вращение чаще всего общим приводным двигателемП Д . Соединенные вместе и установленные на общей фундаментной раме эти электрические машины, в зависимости от схемы возбуждения, образуют основной двух-, трех-или четырехмашинный возбудительный агрегат контура (на схеме показан последний вариант). В многоконтурных РЭУ каждый контур главной цепи оснащают основным возбудительным агрегатом. Наряду с основными возбудительными агрегатами на судне устанавливают как минимум один резервный. Переход с основных возбудительных агрегатов на резервный осуществляется с помощью избирательных переключателей, устанавливаемых на щите электродвижения и представляющих собой кулачковые контроллеры.

Наибольшее напряжение цепей возбуждения ГЭУ постоянного тока 230 В ограничено Правилами Регистра СССР.

Системы ГЭУ постоянного тока принято различать по типу систем возбуждения, которые в свою очередь, разделяют по типу возбудителей генераторов и гребных электродвигателей. В качестве возбудителей генераторов применяют трехобмоточные генераторы постоянного тока (трехобмоточные возбудители),ЭМУ поперечного и продольного поля. В качестве возбудителей гребных электродвигателей — генераторы постоянного тока независимого возбуждения, двухобмоточные генераторы постоянного тока (двухобмоточные возбудители), ЭМУ поперечного и продольного поля. В настоящее время имеется тенденция применять в качестве возбудителей генераторов и гребных электродвигателей силовые магнитные усилители (МУ) и тиристорные преобразователи (ТП), что повышает надежность ГЭУ.

Для удобства управления и повышения живучести установки обычно предусматривают два потенциометрических реостата возбуждения В В П : местный, используемый при пусконаладочных работах и в качестве резервного; дистанционный, используемый в качестве основного при эксплуатации установки. Дистанционный потенциометрический реостат устанавливают в ходовой рубке или на верхнем мостике, местный—встраивают в щит или пульт электродвижения. Потенциометрические реостаты связывают со штурвалами или рукоятками постов управления гребными электродвигателями механическими и электрическими передачами, по типу которых системы управления подразделяют на системы простого и следящего действия.

·эксплуатация,

III-15

электрических машин, РУ и ПУ;

.7. предупредить вахтенного механика и вахтенного электрика отделения гребных электродвигателей о предстоящем опробовании ГЭУ;

.8. опробовать ГЭУ в действии из ЦПУ с разрешения вахтенного помощника капитана при минимальной частоте вращения винтов вперед и назад;

.9. доложить вахтенному помощнику о готовности ГЭУ к работе и передать управление ГЭУ на мостик; вахтенный помощник должен проверить ГЭУ в действии с мостика и о результатах сообщить вахтенному электромеханику.

8.3. При использовании ГЭУ вахтенный электромеханик обязан:

.1. следить за работой главных генераторов, гребных электродвигателей, агрегатов возбуждения, РУ, ПУ и постов управления, систем вентиляции, контроля и сигнализации о работе ГЭУ; за работой электростанции, электрооборудования и ЭСА;

.2. обеспечивать заданный режим работы ГЭУ и следить за заданной нагрузкой главных генераторов и гребных электродвигателей;

.3. контролировать показания приборов;

.4. следить за средствами сигнализации и в случае появления тревожных сигналов принимать меры к немедленному устранению неисправности; если устранить неисправность без вывода ГЭУ из действия не представляется возможным, сообщить вахтенному механику и вахтенному помощнику о необходимости ее вывода;

.5. контролировать температуры нагрева обмоток электрических машин, также входящего и выходящего воздуха, вентилирующего электрические машины, которые не должны превышать величин, рекомендованных инструкциями по эксплуатации;

.6. контролировать температуру и давление воды и отсутствие протечек воздухоохладителях;

.7. контролировать давление в масляном трубопроводе смазки подшипников;

.8. контролировать температуру нагрева подшипников электрических машин. Примечание. Порядок контроля по подпунктам.6, .7 и .8 определяется должностной

инструкцией для лиц вахтенной службы исходя из особенностей эксплуатации конкретной ГЭУ;

.9. в установившемся режиме работы ГЭУ делать обход с осмотром работающего электрооборудования не менее двух раз за вахту с уведомлением вахтенного механика;

.10. вести электромеханический журнал;

.11. следить за чистотой наружных поверхностей электрооборудования.

8.4. Переход на другой режим работы ГЭУ производится вахтенным электромехаником только по указанию капитана или вахтенного помощника по согласованию с вахтенным

механиком. В случае неисправности ГЭУ вахтенный электромеханик совместно с вахтенным механиком могут перейти на другой режим, предварительно получив на это разрешение вахтенного помощника с уведомлением главного(старшего) механика и старшего электромеханика.

·защиты,

электродвигателя. Уставку реле выбирают такой, чтобы оно не срабатывало при перегрузках, возникающих в штормовую погоду и при маневрах.

III-16

З а щ и т а г р е б н ы х э л е к т р о д в и г а т е л е й а в т о м а т и з и р о в а н н ы х Г Э У о т ч р е з м е р н о г о п о в ы ш е н и я ч а с т о т ы в р а щ е н и я при оголении, поломке лопастей и потере винта. Частота вращения прямо пропорциональна напряжению на выводах гребного электродвигателя и обратно пропорциональна его потоку возбуждения

При оголении, поломке лопастей или потере винта момент сопротивления на валу гребного электродвигателя резко уменьшается, частота вращения и обратная э. д. с. его возрастают, а ток главной цепи уменьшается. С уменьшением тока главной цепи в автоматизированных

ГЭУ напряжение генераторов увеличивается, поток возбуждения гребного электродвигателя уменьшается (см. § 52), что вызывает дальнейшее увеличение частоты вращения. Защита осуществляется центробежным реле, установленным на валу гребного электродвигателя. При повышении частоты вращения выше допустимой реле срабатывает и отключает своими контактами аппарат, снимающий возбуждение с главных электрических машин РЭУ.

З а щ и т а о т н е п р о и з в о л ь н о г о р е в е р с а д и з е л ь - г е н е р а т о р о в п р и п о т е р е в р а щ а ю щ е г о м о м е н т а о д н и м и л и н е с к о л ь к и м и и з н и х . В Г Э У применяют нереверсивные дизели, реверс которых приводит к их поломке. Явление непроизвольного реверса первичных двигателей в ГЭУ с последовательным соединением генераторов можно объяснить следующим образом. К валу работающего генератора приложены равные по величине вращающий момент дизеля и противодействующий ему

электромагнитный момент генератора, пропорциональный потоку возбуждения генератора и току главной цепи: МТ=ФТI. Если вращающий момент дизеля исчезает, на вал генератора действует только его электромагнитный момент. Генератор становится электродвигателем, получающим питание от последовательно соединенных с ним генераторов. Под действием собственного электромагнитного момента он вначале останавливается, а затем начинает вращаться в обратную сторону, реверсируя дизель. Защита осуществляется реле давления, контролирующими давление в системах смазки и охлаждения, насосы которых приводятся во вращение от коленчатого вала дизеля. При снижении частоты вращения (и давления в системах) реле давления отключает аппарат, снимающий возбуждение с этого генератора, и дизель-генератор останавливается (при Фг=0 и Mг=0). Иногда для повышения надежности защиты реле давления резервируют реле напряжения, которое питается от тахогенератора дизель-генератора и действует аналогично реле давления.

В случае необходимости также принимают меры по предотвращению разгона первичных

переключателей генераторов и возбудителей только после отключения питания цепей

электромагнитными замками, представляющими собой соленоиды с якорями, входящими в пазы шайб, сидящих на валах переключателей. Для открытия замков на их соленоиды

постов управления гребным электродвигателем только после установки всех постов в

нулевыми контактами постов. Эти контакты управляют аппаратами, включающими питание

III-17

цепей возбуждения ГЭУ. Блокировка носит название нулевой защиты.

Э л е к т р и ч е с к а я б л о к и р о в к а, исключающая пуск гребного электродвигателя при включенном валоповоротном устройстве. Осуществляется контактами конечных

перегрузка ГЭУ и т. д.). Сигналы подаются лампами красного цвета, установленными на щите электродвижения и в ходовой рубке. Для привлечения внимания обслуживающего персонала каждый световой сигнал дублируется звуковым — при включении красной лампы включается ревун. Звуковые сигналы снимают нажатием специальной кнопки, сигнальные лампы гаснут только после восстановления нормального режима работы.

·техника безопасности в процессе эксплуатации.

Особенности техники безопасности при обслуживании электрооборудования ГЭУ объясняются наличием машин и аппаратуры переменного и постоянного тока, а также аппаратуры щитов и пультов с напряжением до 1000 и выше 1000 В.

Работы с электрооборудованием напряжением до 1000 В разделяются по степени опасности

инеобходимым мерам защиты и могут выполняться как на токоведущих частях и вблизи них, так и вдали от токоведущих частей без снятия напряжения; при частичном снятии напряжения; при полном снятии напряжения.

Работы с электрооборудованием напряжением выше 1000 В следует производить при полностью или частично снятом напряжении и принимать меры для предупреждения возможности появления напряжения на отключенной части электрооборудования.

Пребывание людей в распределительном устройстве установки воспрещается. Запрещается выводить из действия блокировку дверей щита электродвижения и пультов управления ГЭУ. Без снятия напряжения, в виде исключения, разрешается производить аварийные работы: замену дефектных аппаратов, приборов и т. д.; установку перемычек различного назначения; зачистку и подтягивание нагревающихся контактов; отсоединение и присоединение отдельного кабеля к распределительному устройству; ремонт приводов коммутационной аппаратуры. Подобные работы должны производиться только с разрешения старшего электромеханика квалифицированными и опытными старшими электриками под непосредственным наблюдением вахтенного электромеханика. При этом необходимо работать в диэлектрических перчатках и галошах или стоять на диэлектрическом коврике; иметь инструмент с изолированными рукоятками; работая на токоведущих частях одной фазы или полюса, ограждать токоведущие части других фаз резиновыми матами, миканитом

ит. д.; избегать одновременного, касания инструментом токоведущих частей и корпусов; работать в комбинезоне с рукавами, застегнутыми у кистей, и в головном уборе. Запрещается использовать ножовки, напильники, металлические рулетки и другие металлические инструменты, В помещениях, особо опасных в отношении поражения людей электрическим током, а также в пожароопасных помещениях запрещается работать на неотключенных токоведущих частях.

При частично снятом напряжении работа производится на отключенном , участкено соседние участки находятся под напряжением, а при работе на участке, где напряжение

III-18

работающих людей или инструмента с участками, находящимися под напряжением. При полностью снятом напряжении работа производится там, где напряжение снято со всех токоведущих частей, исключена подача его от других участков и где нет доступа к соседней электроустановке, секции или другим агрегатам, находящимся под напряжением.

Для подготовки рабочего места при работах с частично или полностью снятым напряжением должны быть выполнены следующие мероприятия: произведены необходимые отключения и приняты меры, препятствующие ошибочному или самопроизвольному включению коммутационной аппаратуры, а также установлены переносные заземлители, вывешены предупредительные плакаты и при необходимости установлены ограждения. Руководитель работ должен проверить, нет ли напряжения на отключенном участке. Отключение следует производить, выключив коммутационную аппаратуру и сняв предохранители, чтобы выделенное для работы электрооборудование было со всех сторон надежно отделено от токоведущих частей.

Если работы выполняются без применения переносных заземлителей, необходимо исключить возможность случайного включения коммутационной аппаратуры: механически запереть приводы отключенных аппаратов, снять предохранитель использовать изолирующие накладки между контактами автоматов, переключателей, контакторов и т, п.

На всех приводах и кнопках коммутационной аппаратуры, а также на колодках предохранителей вывешивают таблички «Не включать — работают люди!».

При работах с частично снятым напряжением неотключенные токоведущие части должны быть ограждены. На временных ограждениях вывешивают таблички или наносят предупредительные надписи: «Стой — опасно для жизни!» (для установок напряжением до 1000 В) и «Стой — высокое напряжение!» (для установок напряжением 1000 В и выше).

Чтобы убедиться в отсутствии напряжения, необходимо проверить его между всеми фазами

икаждой фазой по отношению к корпусу судна и к нулевому проводу (если такой имеется). При напряжении до 1000 В проверка производится индикатором напряжения или переносным вольтметром; применение контрольных ламп допускается при линейном напряжении до 220 В включительно. Перед проверкой необходимо убедиться в исправности индикатора.

Наложение переносного заземлителя является мерой защиты работающих от случайного появления напряжения питания или наведенного рядом проходящим проводом с током потенциала. Переносной заземлитель применяется при работах в распределительных щитах, шкафах и пусковых станциях при полностью снятом напряжении, на кабельных магистралях

ив случаях, если место производства работ связано с разветвленной цепью.

Переносной заземлитель представляет собой провод из гибких медных жил сечением не менее 25 мм2. Наконечники на проводе должны быть выполнены в виде струбцины. Переносной заземлитель предварительно присоединяют к корпусу, а затем, убедившись, что напряжение отсутствует, накладывают на три фазы кабеля, питающего установку. Наложение переносного заземлителя не требуется при работе с электрооборудованием в следующих случаях: если от него отсоединены все шины, провода и кабели, по которым может быть подано напряжение; если на него не может быть подано напряжение путем обратной трансформации или от постороннего источника; если на нем не наводится напряжение (при этом концы отсоединенного кабеля должны быть замкнуты накоротко и заземлены).

III-19