Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1994
.pdf
ПОЛОЖЕНИЕ 1 И "ВЫКЛ". Выключатель короткого замыкания тормозного сопротивления разомкнут. В этих
положениях все переключатели разомкнуты, и сопротивление торможения находится в цепи.
«Соединительный выключатель между оборудованием блокируется с разъединителями в соответствующих
кольцевых магистралях для генераторных установок и с группами разъединителей поля генераторов таким
образом, что одна или другая группа генераторов должна быть полностью изолирована, прежде чем
указанный соединительный выключатель сможет быть замкнут». Кроме того, разъединительные выключатели
двигателей соединены с выключателями возбуждения двигателей таким образом, что при размыкании
указанных разъединительных выключателей механизм управления выключателями возбуждения двигателей
становится неработоспособным, так что возбуждение полей изолированных двигателей невозможно при
вращении соответствующего маховика. В случае механического управления замыкание соединительного
выключателя может быть выполнено таким образом, чтобы механически соединить маховики
соответствующего оборудования, так что, когда генераторы одного оборудования питают двигатели другого
оборудования либо по отдельности, либо совместно с двигателями того же оборудования, путем
манипулирования одним из них другой перемещается в том же или в противоположном направлении.
В случае электрического управления замыкание соединительного выключателя осуществляется таким
образом, чтобы соединить главные цепи управления для различных выключателей, так что они будут
управляться последовательно соединенными маховиками. При наличии генераторной установки одного
оборудования, питающей двигатели этого же и другого оборудования, в силу описанных выше блокировок,
генераторная установка, вышедшая из строя, должна быть изолирована с помощью выключателей в
кольцевой магистрали, а разъединители поля генератора должны быть разомкнуты до того, как можно будет
замкнуть соединительный выключатель, и до того, как двигатели оборудования, генераторы которого вышли
из строя, могут быть подключены к оборудованию, способному обеспечивать электропитание. Размыкание
выключателей обмотки возбуждения генератора может быть выполнено таким образом, чтобы вывести из
строя механизмы управления соответствующими выключателями обмотки возбуждения генератора и сделать
их неработоспособными при помощи маховика, при этом предпочтительно также вывести из строя реостат
обмотки возбуждения генератора. В случае механического привода маховики двух устройств, соединенных
соединительным выключателем, блокируются друг с другом в результате замыкания этого выключателя, так
что двигатели могут быть запущены, управляться или реверсированы путем манипулирования любым из
маховиков, при этом одновременно происходит срабатывание различных переключателей управления и
устройств устройств.
В случае электрического управления замыкание соединительного выключателя связывает главные цепи
управления для различных выключателей таким образом, что они управляются последовательно
соединенными маховиками, как уже было сказано. Это приводит к тому, что управление переходит к
последнему маховику, который перемещается при запуске, и к последнему маховику, который управляет
полем и который перемещается при замедлении. При работе генераторной установки одного оборудования,
приводящей в действие двигатели одного или нескольких других устройств, генераторы одного оборудования
изолируются, так что можно замкнуть соединительный выключатель для подключения двигателей этого
оборудования к генераторам другого оборудования, двигатели которого изолируются путем размыкания
связанных с ними выключателей изоляции двигателей и выключателей поля двигателей. Предпочтительно
также вывести из строя выключатель короткого замыкания тормозного сопротивления и выключатель
реверсирования обмотки возбуждения двигателя, относящиеся к изолированному двигателю или двигателям.
При желании, маховик управления полем двигателя может быть установлен на главном пульте управления,
на котором, как будет понятно, предпочтительно размещены все необходимые для управления приборы и
устройства.
При реализации изобретения в удобном варианте исполнения переключатель реверса обмотки двигателя,
выключатель короткого замыкания тормозного резистора, переключатель обмотки возбуждения генератора и
реостат обмотки возбуждения генератора управляются электропневматически, в то время как остальные
переключатели имеют ручное или штыревое управление обычной конструкции. Регулирующие клапаны
каждого оборудования управляются электрически с помощью небольшого барабанного контроллера,
установленного за главным пультом управления, и приводятся в действие непосредственно с помощью
главного маховика. Поскольку переключатель реверса обмотки возбуждения двигателя срабатывает в разных
положениях маховика при его перемещении из положения «выкл» в положение 4 и при возвращении из
положения 4 в положение «выкл», указанный переключатель может приводиться в действие с помощью
двухстороннего кулачка. Как переключатель реверса обмотки возбуждения двигателя или переключатель
обмотки возбуждения двигателя, так и переключатель обмотки возбуждения генератора предпочтительно
снабжены разрядными резисторами, подключенными либо постоянно к цепи, либо предназначенными для
подключения при размыкании переключателей.
Реостат поля генератора приводится в действие двойным пневматическим цилиндром и зубчатой передачей.
Подача воздуха в цилиндр, устраняющая сопротивление, осуществляется с помощью дроссельного
механизма, предпочтительно расположенного между воздушным клапаном и цилиндром, таким образом,
чтобы он служил для ограничения скорости его работы. Реостат может управляться с помощью главного
маховика простым переключением, или, в некоторых случаях, при желании, может быть предусмотрена
возможность автоматического следящего движения. Предпочтительным типом выключателя короткого
замыкания с тормозным сопротивлением является механический щеточный выключатель, приводимый в
действие пневматическим цилиндром. Главный барабанный контроллер, управляемый маховиком,
предназначен для управления переключателем реверса обмотки возбуждения двигателя, цепью питания,
которая в случае двух устройств будет подключена одна к положительной, а другая к отрицательной цепи
блокировки дверцы шкафа, выключателем короткого замыкания тормозного резистора, переключателем
обмотки возбуждения генератора и реостатом генератора. Что касается механизмов блокировки,
предусмотренных в связи с концевым выключателем, предпочтительно использовать следующую схему.
Все обратные провода от различных переключателей поступают к небольшому барабанному контроллеру с
двумя парами пальцев, по одной паре пальцев для каждого устройства. Барабан сконструирован таким
образом, чтобы перемещаться во время работы переключателя и занимать два положения в зависимости от
того, замкнут или разомкнут переключатель. В одном из положений барабана, когда переключатель
разомкнут, все пальцы будут соединены со своими основными клеммами через резистор. Когда
соединительный выключатель замыкается, барабан перемещается во второе положение, где аналогичные
выключатели соединяются последовательно. Различные цепи будут замкнуты, поскольку главный контроллер
одного оборудования подключен к положительному полюсу сети, а главный контроллер другого оборудования
— к отрицательному полюсу сети. Указанное сопротивление цепи управления закорочено при замыкании
соединительного выключателя. Предпочтительно, реле перегрузки подключается параллельно тормозному
сопротивлению и управляет цепью управления тормозного сопротивления; выключатель короткого замыкания
сконструирован таким образом, чтобы размыкать указанную цепь, когда ток превышает заданное значение;
это реле становится неработоспособным, когда выключатель замыкается. Защита от слишком быстрого
вращения маховиков может быть обеспечена в системе с механическим управлением путем использования
соответствующего передаточного отношения между главным маховиком и рабочими кулачками, в то время
как в системе с пневматическим приводом может быть предусмотрен дроссельный воздухозаборник в
реостате поля генератора, или в системе с электрическим приводом может использоваться соответствующий
редуктор.
Если при слишком быстром вращении маховика поля генератора внезапно уменьшаются без отключения
полей двигателя, пропеллер вернет энергию оборудованию и может вызвать увеличение скорости первичного
двигателя. Для предотвращения этого в кольцевой магистрали можно установить реле обратного тока,
настроенное на срабатывание при заданном значении тока и замыкание контакторного выключателя в
параллельной цепи параллельно реостату поля генератора, тем самым закоротив последний и подавая на
генератор полное поле. Кроме того, на регуляторе будут предусмотрены контакты защиты от превышения
скорости, а также предусмотрена возможность отключения контактора защиты от короткого замыкания
реостата обмотки возбуждения генератора в случае увеличения скорости вращения генератора из-за отказа
реле обратного тока. Цепи отключения, соответствующие отдельным устройствам, должны быть соединены
таким образом, чтобы при замыкании соединительного выключателя любая из цепей отключения приводила в
действие контактор защиты от превышения скорости, который замыкает накоротко реостат обмотки
возбуждения генератора. Когда два или более генератора работают от одной кольцевой магистрали и один из
первичных двигателей теряет мощность, возникает тенденция к вращению генератора, приводимого в
движение этим первичным двигателем, в обратном направлении. Защита от такого вращения может быть
обеспечена с помощью выключателя пониженной скорости на регуляторе первичного двигателя,
предназначенного для отключения обмотки возбуждения генератора, когда скорость падает ниже заданного
значения.
В случае механического управления специальные блокировки между различными переключателями не
требуются, поскольку вся система является положительной. В случае электрического или
электропневматического управления, с другой стороны, для обеспечения правильной последовательности
операций необходимы следующие электрические блокировки: переключатель направления обмотки
возбуждения двигателя снабжен блокировкой для установления цепи управления выключателем короткого
замыкания тормозного сопротивления и еще одной блокировкой для установления цепи управления
выключателем обмотки возбуждения генератора. Тормозной выключатель короткого замыкания снабжен
блокировкой для установления цепи управления переключателем поля генератора, а последний снабжен
блокировкой для установления цепи управления положением «выкл» реостата поля генератора. В
нормальном режиме работы генераторы и двигатели будут защищены от перегрузки ограниченной
перегрузочной способностью первичных двигателей, которыми, например, могут быть дизельные двигатели.
Обмотки генераторов и двигателей предпочтительно соединяются через двухполюсные автоматические
выключатели с инверсным временным элементом, управляемые цепью, подключенной параллельно в
кольцевой магистрали, таким образом, чтобы они срабатывали при возникновении неисправности,
вызывающей внезапное увеличение тока. Распределительное устройство предпочтительно размещается в
отдельных шкафах и оснащается блокировками между их дверцами и маховиками в целях безопасности.
Предпочтительно предусматривать реостаты малого диапазона для индивидуальной и независимой
регулировки напряженности поля генератора от основного реостата, управляемого маховиками.
Для этого используются средства управления. Усовершенствования в системах электропривода судов и в Мы,
Леонард Миллер, проживающий по адресу: Сент-Эннс, 8. в графстве Ланкастер, Джеймс Барроу-ин-Фернесс,
графство Ланкастер, оба подданные короля Великобритании, и компания METROPOLITANVICKERS
ELECTRICAL COMPANY LIMITED, расположенная по адресу: Центральные здания, 4, Вестминстер,
британская компания, настоящим заявляют о характере данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к
электрическим судовым силовым установкам, в которых гребные винты приводятся в движение двигателями
постоянного тока, питаемыми от генераторов, вращаемых первичными двигателями, такими как, например,
дизельные двигатели. Изобретение относится, в частности, к системам, в которых для каждого гребного винта
предусмотрено отдельное оборудование, причем каждое из этих устройств включает один или несколько
первичных двигателей и связанные с ними генераторы постоянного тока, а также один или несколько
двигателей, соединенных последовательно в замкнутой кольцевой магистрали, вместе с соответствующими
цепями и аппаратурой управления.
Целью изобретения является создание усовершенствованной системы и средств управления для нее,
позволяющих быстро и уверенно перемещать опору без риска для растения из-за неточного управления
устройствами управления, а также в случаях, когда части растения неисправны. Согласно изобретению, одна
или несколько основных рукояток управления приспособлены при непрерывном перемещении в одном или
другом направлении для установления соединений с обмотками возбуждения генераторов и двигателей
постоянного тока для соответственно прямого или обратного вращения гребного винта, а также для
регулирования скорости судна путем изменения напряженности поля. В случае наличия нескольких обычно
независимых источников питания, между силовыми сетями этих устройств устанавливаются соединительные
выключатели, позволяющие обеспечить следующие аварийные режимы работы. I. Генераторы одного
оборудования, питающие двигатели как этого же оборудования, так и другого оборудования, генераторы
которого по какой-либо причине выведены из строя.
II. Генераторы одного оборудования, питающие двигатели другого оборудования, при этом соответствующие
двигатели и генераторы соединенных таким образом устройств находятся вне эксплуатации. Следующие
маневры могут выполняться с помощью ручного колеса при любом из вышеуказанных рабочих состояний
оборудования: (а) Запуск гребного винта из состояния покоя в прямом или заднем направлении. (б) Снижение
скорости с полной скорости вперед или с полной скорости назад и, в конечном итоге, движение в исходном
направлении. (в) Изменение скорости одного гребного винта относительно другого. (г) Реверсирование одного
гребного винта относительно другого. Двигатели и генераторы каждого из независимых устройств,
соединенных последовательно в замкнутое кольцевое соединение, снабжены разъединителями для
отключения отдельных машин, а также выключателями короткого замыкания для замыкания
вышеупомянутого кольцевого соединения при отключении отдельных машин. Возбуждение полей двигателей
осуществляется раздельно, и они снабжены разъединителями для отключения полей отдельных двигателей.
Обмотки генератора могут возбуждаться отдельно, и ток в обмотках возбуждения каждого генератора
подается параллельно друг другу либо через общий переключатель реверса возбуждения и реостат, либо
через отдельные переключатели и реостаты, что позволяет изменять возбуждение нескольких генераторов
для управления скоростью двигателей в соответствии с подаваемым на них напряжением на клеммах. Для
переключения режимов можно использовать реостаты с реверсивным потенциометром или отдельные
реверсивные переключатели, в зависимости от того, какой вариант окажется более удобным. В качестве
альтернативы цепи возбуждения двигателя могут быть снабжены реверсивными переключателями. В цепях
возбуждения генератора также могут быть предусмотрены разъединители, которые размыкаются при
отключении отдельных генераторов или всех генераторов оборудования. Управление для обеспечения
нормальной работы и необходимых условий маневрирования осуществляется с помощью одного главного
маховика для каждого оборудования или, в качестве альтернативы, с помощью одного главного маховика для
каждого генератора, при этом все указанные маховики предпочтительно размещаются на одной панели
управления вместе с необходимыми приборами и дополнительным оборудованием управления для внесения
различных изменений в основные и вспомогательные цепи, необходимых для создания аварийных условий,
описанных выше.
Указанные выше маховики могут перемещаться в любом направлении, и их движение в одном или другом
направлении из нерабочего или «выключенного» положения осуществляет различные операции управления
механическими, электрическими, электропневматическими, пневматическими или другими средствами или их
комбинациями. Эти и другие особенности изобретения будут описаны далее со ссылкой на прилагаемые
чертежи и изложены в прилагаемых пунктах формулы изобретения. На прилагаемых чертежах на фиг. 1
представлена электрическая схема одного из удобных вариантов компоновки системы, включающей два
устройства, каждое из которых состоит из одного двигателя и двух генераторов, работающих и управляемых в
соответствии с изобретением. На рис. 2 представлен вид спереди удобной формы панели управления и
маховиков для силового оборудования, изображенного на рис. 1. На рис. 3 показан вид сверху,
демонстрирующий механизм блокировки между концевым выключателем двигателя и двумя основными
маховиками, а на рис. 4 — вид сбоку концевого выключателя и блокировочного звена.
На рис. 5 схематически изображены некоторые переключатели системы, а также механизм блокировки между
ними. На рис. 6 показан боковой вид одного из основных маховиков вместе с рабочими кулачками и
клапанами пневматической системы управления, а на рис. 7 — поперечный разрез одного из клапанов и его
рабочего кулачка. На рис. 8 представлена электрическая схема цепей управления системы с электрическим
приводом, на которой также показана электрическая блокировка между концевым выключателем и главными
маховиками. На рис. 9 представлена электрическая схема модифицированной системы управления для двух
силовых установок, каждая из которых состоит из одного двигателя и двух генераторов. На рис. 10
представлен схематический план платы управления системы, показанной на рис. 9, иллюстрирующий
механические механизмы управления потенциометрическим реостатом и реостатом поля двигателя, а также
механизм блокировки между ними. На рис. 11 представлен вид спереди устройств, показанных на рис. 10, без
платы управления.
На рис. 12 представлена схематическая планировка системы управления для модифицированных цепей,
показанных на рис. 9, с использованием пневматического управления. На рис. 13 представлен вид,
аналогичный рис. 12, иллюстрирующий электропневматическое управление системой, а на рис. 14 —
схематическое изображение, частично в разрезе, блокировки между потенциометрическим реостатом и
реостатом поля двигателя. Обращаясь к рис. 1, изображенная на нем система включает в себя две полные и,
как правило, независимые силовые установки или оборудование, обозначенные в целом цифрами 1 и 2
соответственно, а именно, оборудование левого и правого бортов. Следует понимать, что оборудование 1 и 2
идентичны или могут быть идентичны во всех отношениях, поэтому будет приведено подробное описание
только оборудования порта 1. 3 — это двигатель постоянного тока, имеющий якорь 4 и обмотку возбуждения
5. «G и 7 — это два генератора, имеющие якоря 3 и обмотки возбуждения 9». Двигатель снабжен
разъединителем 10, а генераторы снабжены соответствующими разъединителями 11 и 12.
Когда переключатели 11 и 12 находятся в нижнем положении, генераторы соединены последовательно друг с
другом и подключаются к двигателю в кольцевой магистрали 13. Переместив любой из переключателей 11 и
12 в верхнее положение, можно отключить любой из генераторов, одновременно замыкая кольцевую
магистраль через проводники 14. Возбуждение двигателя и генераторов каждого оборудования
обеспечивается с помощью возбудителя 15, имеющего якорь 16 и обмотку возбуждения 17. Два возбудителя
15 предназначены для соединения посредством разъединителей 16" через автоматические выключатели 17 с
сетью 18. Обмотки возбуждения генератора 9 предназначены для подключения к сети 18 через
разъединители обмотки возбуждения генератора 19, автоматический выключатель 20 и ручной выключатель
21. Обмотка возбуждения двигателя 5 предназначена для подключения к сети 18 через выключатель
изоляции обмотки возбуждения двигателя 22 и выключатель реверсирования обмотки возбуждения двигателя
23. Предусмотрен автоматический выключатель 24, общий для обмоток возбуждения двигателя и генератора.
Обмотки возбуждения 9 генератора обоих устройств снабжены общим реостатом 25, который управляется с
помощью маховика, как будет описано ниже. Указанные обмотки 9 также снабжены отдельными небольшими
реостатами 26, которые могут управляться вручную для независимой регулировки напряженности поля
генераторов. Схема обмотки возбуждения двигателя снабжена реостатом 26, который может управляться
вручную и использоваться либо для первоначальной регулировки, либо для частичного регулирования
скорости, в этом случае предпочтительно использовать маховик на главной панели управления, как более
подробно описано ниже.
Положение «выключено».
ДОЛЖНОСТЬ № 1. Кольцевые сети 13 двух устройств приспособлены для соединения друг с другом с
помощью соединительного выключателя 27. Таким образом, становится видно, что при соответствующем
управлении выключателями 10 для разъединителей двигателей, выключателями 11 и 12 для разъединителей
генераторов и соединительным выключателем 27 оба оборудования могут работать либо полностью
независимо друг от друга, либо генераторы одного оборудования могут питать двигатель обоих устройств,
либо генераторы одного оборудования могут питать двигатель другого оборудования. Кроме того, отдельный
генератор может быть отключен путем переключения соответствующего выключателя отключения генератора
12, при этом также замыкается кольцевая магистраль 13. Предпочтительно, резистор 28 устанавливается в
каждой кольцевой магистрали 13 и управляется с помощью выключателя 29, который либо управляется с
панели управления главным маховиком, либо с помощью катушки защиты от перегрузки, как будет описано
ниже. Как уже было указано ранее, управление в обычном режиме работы и в различных режимах
маневрирования осуществляется с помощью маховиков, которые расположены на одной панели управления
вместе с необходимым дополнительным управленческим оборудованием.
Для каждого генератора может быть свой главный маховик, но в описываемой системе для управления
соответствующим оборудованием предусмотрены два маховика. Один из вариантов такой панели управления
показан в качестве примера на рис. 2, где сама панель управления обозначена цифрой 32, а основные
маховики, относящиеся к оборудованию левого и правого бортов, обозначены соответственно цифрами 33 и
34. Различные измерительные приборы и другие индикационное оборудование изображены в верхней части
панели управления, и их описание считается излишним. На рис. 2 показаны маховики 36, которые меньше
основных маховиков 33 и 34 и предназначены для управления реостатами поля двигателя 26 оборудования
левого и правого бортов. Остальная часть регулирующего оборудования не показана. Основные маховики 33
и 34 могут перемещаться по отдельности в любом направлении, соответствующем прямому и обратному
вращению двигателей, и их перемещение в одном или другом направлении из неработающего или
«выключенного» положения влияет на различные операции управления системы, показанной на рис. 1.
В рассматриваемом конкретном случае каждое главное маховик приспособлено для занятия четырех
положений как для движения вперед, так и назад, и в этих положениях выполняются следующие операции: В
этом положении маховика разомкнуты переключатели возбуждения генераторов и двигателя, а также
разомкнут переключатель 29, так что резистор 28 находится в цепи кольцевой магистрали 13. Когда маховик
перемещается из положения «выкл» в первое деление, нормальное возбуждение поля подается на двигатель
за счет замыкания выключателя изоляции поля двигателя 22, при этом предполагается, что возбудитель 15
уже работает и подключен к сети 18. Одновременно замыкается переключатель реверса обмотки
возбуждения двигателя 23 для движения вперед или назад в зависимости от направления вращения
маховика. Для удобства будем исходить из того, что указанное маховик вращается в направлении движения
вперед. ДОЛЖНОСТЬ № 2. В этом положении переключатель 29 замкнут для закорачивания резистора 28.
Следует понимать, однако, что сопротивление 28 может регулироваться выключателем защиты от перегрузки,
при этом положение № 2 маховика, разумеется, может быть опущено. ДОЛЖНОСТЬ № 3. Перемещение
маховика в следующее положение приводит к замыканию выключателя цепи возбуждения генератора 20, при
этом реостат возбуждения генератора 25 теперь находится в таком положении, что к генераторам
прикладывается минимальное или нулевое поле. ПОЗИЦИИ № 3 И 4. При перемещении маховика из
положения 3 в положение 4 включается реостат поля генератора 25, который обеспечивает возрастающее
возбуждение генераторов до тех пор, пока в положении 4 к ним не будет приложено полное поле. Таким
образом, любую скорость в диапазоне от «стоп» до «полной скорости» можно получить, поворачивая маховик
между этими положениями, при этом оператор обычно ориентируется на показания главного амперметра
относительно скорости вращения маховика во время ускорения.
ПОЛОЖЕНИЕ. ВОЗВРАТ ИЛИ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ РУЧНОГО КОЛЕСА В ПОЛОЖЕНИЕ ВЫКЛ. №№ 4 И 3. При
таком движении маховика поле генератора уменьшается, как следует из приведенного выше описания.
ДОЛЖНОСТЬ № 3. В этом положении маховиков обмотки возбуждения как двигателя, так и генератора
отключаются путем размыкания соответствующих выключателей обмотки возбуждения. Позиция № 2. (Если
работает). Выключатель 29, блокирующий короткое замыкание тормозного сопротивления, разомкнут.
ПОЛОЖЕНИЕ 1 И "ВЫКЛ". В этих положениях все переключатели, управляемые маховиком, разомкнуты.
Переключатель связи 27 между двумя устройствами соединен с выключателями изоляции генератора 11 и 12
и переключателями поля генератора 19 таким образом, что один из генераторных агрегатов должен быть
полностью изолирован, прежде чем можно будет замкнуть переключатель связи. На рис. 5 схематически
показан один из вариантов блокировочного соединения между соединительным выключателем 27 и
разъединительными выключателями генератора 11 и 12, а также выключателями поля генератора 19. В
качестве примера показаны различные переключатели типа «перекидной нож», но следует понимать, что
можно использовать любой подходящий тип переключателя.
Удобно, что выключатели 11 и 12, отключающие генератор, расположены таким образом, чтобы управляться
совместно с соответствующими полевыми выключателями генератора 19, поскольку эти выключатели
снабжены общей рукояткой 37. На фиг. 5 показан соединительный выключатель 27 в открытом положении, а
для его замыкания его поворачивают так, чтобы его лезвия вошли в зацепление с неподвижными контактными
губками 38. Однако такое срабатывание концевого выключателя предотвращается, когда выключатели 11, 12
и 19 замкнуты с помощью фиксирующих пальцев 39 и 40. Палец 39 установлен на валу 41, который соединен
посредством кривошипа 42 и звена 43, а также дополнительного кривошипа 44 с поворотным валом
переключателей 11 и 19. Фиксирующий палец 40 аналогичным образом соединен со шпинделем
переключателей 12 и 19. Разъединительные выключатели 10 для двигателей соединены с соответствующими
выключателями поля двигателя 22 таким образом, что при размыкании указанных разъединительных
выключателей механизм управления выключателем поля двигателя становится неработоспособным, в
результате чего поле изолированного двигателя не может быть возбуждено при движении соответствующего
маховика.
Для этой цели удобным решением является использование реверсивного переключателя 23, имеющего
определенное разомкнутое положение, который управляется маховиком. Переключатель 22 может
представлять собой переключатель с ручным управлением, аналогичный переключателю 10, и эти
переключатели могут быть снабжены общей рукояткой управления. В случае механического управления
замыкание соединительного выключателя 27 может быть выполнено таким образом, чтобы механически
соединить маховики 33 и 34 соответствующего оборудования, так что, когда генераторы одного оборудования
питают двигатели другого оборудования либо по отдельности, либо совместно с двигателями того же
оборудования, манипулирование одним из них приводит к перемещению другого в том же или
противоположном направлении. Таким образом, может быть использован механизм, изображенный на рис. 3
и 4. Вал одного из маховиков, например, маховика 33, может быть снабжен жестко закрепленной на нем
шестерней 45, тогда как вал другого маховика 34 снабжен свободно закрепленной на нем шестерней 46,
которая, однако, может быть соединена с ним посредством зубьев 47 и кулачковой муфты 48, установленной
скользящим, но не вращающимся образом на валу указанного маховика.
Кулачковая муфта 48 приводится в действие таким образом, что она зацепляет или разъединяет зубья 47
шестерни 46 в соответствии с положением переключателя, который имеет кривошип 49, закрепленный на его
оси вращения, причем этот кривошип соединен посредством звена 50 с промежуточной точкой на рычаге 51,
один конец которого шарнирно закреплен на кронштейне 52 в задней части панели 32, а другой конец 53
входит в канавку или обойму в кулачковой муфте 48 известным способом. На шпинделе 56 свободно
установлено холостое зубчатое колесо 54, которое входит в зацепление с двумя шестернями 45 и 46.
Конструкция такова, что когда переключатель сцепления находится в разомкнутом положении, как показано
на фиг. 3 и 4, кулачковая муфта 48 выходит из зацепления с зубьями 47 шестерни 4G, тем самым полностью
разъединяя маховики 33 и 34 друг от друга и позволяя им работать независимо. С другой стороны, когда
переключатель 27 замкнут, кулачковая муфта 48 соединяет два маховика через промежуточное зубчатое
колесо 54, и управление может осуществляться путем привода любого из маховиков.
Различные переключатели могут управляться с помощью маховика различными способами; например, они
могут приводиться в действие пневматически и управляться с помощью множества кулачков 57,
установленных на валу маховика (см. рис. 6), причем указанные кулачки «синхронизированы» относительно
друг друга таким образом, чтобы последовательно управлять воздушными клапанами 58, относящимися к
пневматическим рабочим цилиндрам многочисленных переключателей. Таким образом, на рис. 6 кулачки 59
приводят в действие соответствующие клапаны, которые управляют пневматическими цилиндрами,
приводящими в действие переключатель реверса 23 для движения вперед или назад, в зависимости от того, в
каком направлении поворачивается маховик из положения «выкл». Кулачки 60 и 61 приводят в действие
клапаны, подающие воздух в цилиндры, которые, в свою очередь, приводят в действие выключатель
короткого замыкания 29 тормозного сопротивления 28, открывая и закрывая указанный выключатель
соответственно. Кулачки 62 и 63, соответственно, приводят в действие воздушные клапаны, которые
обеспечивают закрытие и открытие переключателя поля генератора 20. Кулачки 64 и 65, соответственно,
приводят в действие реостат поля генератора 25 для увеличения и уменьшения возбуждения поля
генератора; предусмотрены средства для предотвращения внезапного срабатывания реостата.
Последний кулачок 66 предназначен для управления клапаном, который регулирует подачу воздуха к
блокировке между дверями шкафов, в которых расположены различные выключатели и устройства, так что
открытие указанных дверей предотвращается, если различные выключатели не находятся в открытом или
безопасном положении. Подробное описание воздушных клапанов и цилиндров, а также способа управления
ими различными переключателями и реостатами считается излишним, поскольку подобные устройства
хорошо известны. Однако на фиг. 7, иллюстрирующей типичную форму пневматического клапана с
кулачковым приводом, сам клапан 57a в корпусе 58 обычно прижимается к закрытому положению пружиной, а
кулачок 57 открывает клапан, который подает воздух из источника сжатого воздуха, соединенного с входным
отверстием 58a, в пневматический рабочий цилиндр, соединенный с выходным отверстием 58b. Некоторые
кулачки устроены таким образом, что позволяют выполнять операции в различной последовательности при
перемещении маховика в одном и другом направлении. Вместо описанной выше пневматической системы
управления, очевидно, может быть применена механическая система.
Таким образом, маховик может иметь множество кулачков, которые приводят в действие рычаги и рычажные
механизмы, которые, в свою очередь, управляют переключателями. Кроме того, переключатели могут быть
электропневматического типа, и в этом случае маховики будут приводить в действие электрические
контроллеры барабанного типа или контакторного типа с кулачковым приводом для обеспечения работы
переключателей в правильной последовательности. Таким образом, как показано на рис. 8, маховики 33 и 34
могут управлять барабанными контроллерами 67 и 68 соответственно. Контроллеры относятся к хорошо
известному типу и включают в себя множество контактных сегментов, установленных на барабане и
взаимодействующих с множеством соответствующих неподвижных контактных пальцев, обозначенных в
совокупности цифрой 70. Контактные пальцы 70 соединены с соответствующими контактами 71
переключателя 72, противоположные контакты 73 которого соединены с соответствующими контактами
контроллера (не показаны) на мостике судна, что позволяет управлять последним попеременно из машинного
отделения или с мостика.
Переключатель 72 предназначен для соединения контактных пальцев 70 контроллера машинного отделения
или мостика с множеством проводников 74, соединенных с необходимыми рабочими катушками 75
переключателей или устройств, управляемых контроллером. Электрическая блокировка между
соединительным выключателем и другими выключателями достигается с помощью следующей схемы.
Переключатель приводит в действие барабанный контроллер, который может занимать два рабочих
положения, соответствующих замкнутому и разомкнутому положениям переключателя. Контроллер
барабанов обозначен цифрой 76 и включает в себя два набора контактов, а именно пары контактов 77 и
отдельные контакты 78. Когда концевой выключатель находится в разомкнутом положении, контакты 77
соответственно замыкают пары контактных пальцев 79 и 80, относящихся к цепям управления и рабочим
катушкам переключателей левого и правого бортов. Поочередно контактные пальцы 79 или 80 соединены с
рабочими катушками 75, в то время как другие контактные пальцы 79 соединены, как показано на рисунке,
через резисторы 81 с проводниками 82 и 83.
Проводник 82, относящийся к левому оборудованию, подключен к главной управляющей магистрали 84, а
проводник 83, относящийся к правому оборудованию, подключен к главной управляющей магистрали 85.
Кроме того, контактный сегмент 86 на барабане контроллера левого борта соединяет цепи управления с
отрицательным проводником 85, а соответствующий контактный сегмент 87 на барабане контроллера правого
борта соединяет соответствующие цепи управления с положительным главным проводником управления 84.
Таким образом, видно, что когда соединительный выключатель 27 находится в разомкнутом положении, цепи
управления двух устройств независимы друг от друга, а рабочие катушки 75 соединены через резисторы в
соответствующей последовательности с управляющими сетями 84 и 85 посредством соответствующих
контроллеров 67 и 68. С другой стороны, когда переключатель связи перемещается в замкнутое положение,
контактные сегменты 77 блокировочного управляющего барабана 76 становятся неработоспособными, и
контактные пальцы 79 и 80 соединяются вместе, так что рабочие катушки 75 переключателей соединяются
вместе посредством соединительных проводников 78, в результате чего цепи управления левого и правого
оборудования соединяются последовательно, при этом сопротивления 81 одновременно разомкнуты.
Рабочие катушки 75 сконструированы таким образом, что при последовательном соединении катушек 75
левого и правого оборудования достигается необходимое количество ампер-витков для управления
переключателями. Резисторы 81 служат для предотвращения чрезмерного тока в катушках 75, когда цепи
управления двух устройств независимы друг от друга. Как видно, при замыкании концевого выключателя
маховик можно перемещать, но это не даст никакого эффекта, поскольку цепь не замкнута. Однако замкнуть
цепь можно, переместив другое маховик. Таким образом, подобное последовательное управление
переключателями, когда соединительный переключатель находится в замкнутом положении, приводит к
передаче управления системой на последнее маховик, перемещаемое при запуске, и на последнее маховик,
перемещаемое при замедлении. Следует понимать, что система управления, изображенная на рис. 8, может
быть в равной степени применена и к электропневматическому управлению системой, причем барабаны 67 и
68 в этом случае правильнее было бы назвать «главными контроллерами».
Как переключатель реверса обмотки возбуждения двигателя 23, так и переключатель обмотки возбуждения
двигателя 22, а также переключатель обмотки возбуждения генератора 20 предпочтительно снабжены
разрядными резисторами (не показаны), подключенными либо постоянно к цепи, либо предназначенными для
подключения при размыкании переключателей. Реостат поля генератора 25 может удобно управляться с
помощью двойного пневматического цилиндра и реечной передачи. Подача воздуха в цилиндр, устраняющая
сопротивление, осуществляется с помощью дроссельного механизма, предпочтительно расположенного
между воздушным клапаном и цилиндром, таким образом, чтобы он служил для ограничения скорости его
работы. Реостат может управляться с помощью главного маховика простым переключением, или, в некоторых
случаях, при желании, может быть предусмотрена возможность автоматического следящего движения. Если
используется выключатель 29, предпочтительнее всего, это механически управляемый щеточный
выключатель, приводимый в действие пневматическим цилиндром. Защита от слишком быстрого вращения
маховиков может быть обеспечена в системе с механическим управлением за счет использования
соответствующего передаточного отношения между главным маховиком и рабочими кулачками, в то время
как в случае пневматической системы в реостате поля генератора может быть предусмотрен дроссельный
воздухозаборник, или в системе с электрическим приводом может использоваться соответствующий редуктор.
Если при слишком быстром вращении маховика поля генератора внезапно уменьшаются без отключения
полей двигателя, пропеллер вернет энергию оборудованию и может вызвать увеличение скорости первичного
двигателя. Для предотвращения этого в кольцевую магистраль можно подключить реле обратного тока,
катушка которого обозначена цифрой 88, и настроить его на срабатывание при заданном значении тока, а
также на замыкание контакторного выключателя 89 в параллельной цепи параллельно реостату поля
генератора, тем самым закоротив последний и включив полное поле на генераторе. Кроме того, на регуляторе
будут предусмотрены контакты защиты от превышения скорости, а также предусмотрена возможность
отключения контактора 89, предотвращающего короткое замыкание реостата обмотки возбуждения
генератора, в случае если генератор начнет разгоняться из-за отказа реле обратного тока. Цепи отключения,
соответствующие отдельным устройствам, должны быть соединены таким образом, чтобы при замыкании
соединительного выключателя любая из цепей отключения приводила в действие контактор защиты от
превышения скорости, который замыкает накоротко реостат обмотки возбуждения генератора.
Когда два или более генератора работают на одной кольцевой магистрали и один из первичных двигателей
теряет мощность, возникает тенденция к вращению генератора, приводимого в движение этим первичным
двигателем, в обратном направлении. Защита от такого вращения может быть обеспечена с помощью
выключателя пониженной скорости на регуляторе первичного двигателя, предназначенного для отключения
обмотки возбуждения генератора, когда скорость падает ниже заданного значения с помощью выключателя
90. Предпочтительно, реле перегрузки (не показано) подключается параллельно тормозному сопротивлению
28 и управляет цепью управления выключателем короткого замыкания тормозного сопротивления 29, будучи
сконструированным таким образом, чтобы размыкать указанную цепь, когда ток превышает заданное
значение; это реле становится неработоспособным, когда соединительный выключатель замкнут. Генераторы
могут быть снабжены переключателями 91, позволяющими подключать их к проводникам 92 (показаны
пунктирными линиями) для привода вспомогательного судового оборудования (не показано), такого как
лебедки и тому подобное. Полевые обмотки возбудителей 15 могут быть снабжены ручными регулирующими
реостатами 93...
В случае механического управления специальные блокировки между различными переключателями не
требуются, поскольку вся система является положительной. В случае электрического или
электропневматического управления, с другой стороны, для обеспечения правильной последовательности
операций необходимы следующие электрические блокировки: - Переключатель направления обмотки
возбуждения двигателя 23 снабжен блокировкой для установления цепи управления тормозным
сопротивлением, выключателем короткого замыкания 29 и еще одной блокировкой для установления цепи
управления переключателем обмотки возбуждения генератора 20. Выключатель короткого замыкания
тормозного сопротивления снабжен блокировкой для установления цепи управления переключателем поля
генератора, а последний снабжен блокировкой для установления цепи управления клапанами регулирования
положения «выкл» реостата поля генератора. В нормальном режиме работы генераторы и двигатели будут
защищены от перегрузки ограниченной перегрузочной способностью первичных двигателей, которыми,
например, могут быть дизельные двигатели.
Обмотки генераторов и двигателей предпочтительно соединяются через двухполюсные автоматические
выключатели с инверсным временным элементом, управляемые цепью, подключенной параллельно в
кольцевой магистрали, таким образом, чтобы они срабатывали при возникновении неисправности,
вызывающей внезапное увеличение тока. Распределительное устройство предпочтительно размещается в
отдельных шкафах и оснащается блокировками между их дверцами и маховиками в целях безопасности. В
соответствии с модифицированной системой, показанной на рис. 9, аналогичные порядковые номера, где это
возможно, присваиваются аналогичным деталям. Как показано на рис. 1, каждое устройство включает в себя
один двигатель и два генератора. Каждый двигатель снабжен ручным выключателем изоляции поля 100.
Управление полем вращения двигателя, как и прежде, осуществляется с помощью реостата 26. Однако поле
каждого генератора управляется реверсивным потенциометром-реостатом 101, снабженным
разделительными переключателями 102, как показано на рисунке. При нормальной независимой работе двух
устройств разъединители генераторов 11 и 12 находятся в нижнем положении, так что генераторы 6 и 7
приводят в движение двигатель 3 последовательно через кольцевую магистраль 13.
В данной модификации предусмотрены два переключателя 27a и 27b, которые могут работать попеременно.
Управление каждым элементом оборудования может осуществляться с помощью одного главного маховика и
маховика реостата поля двигателя, как показано на схеме, представленной на рис. 1. Однако
предпочтительно, чтобы для каждого генератора был предусмотрен маховик, схематическое изображение
которых приведено на рис. 9 под номерами 33b, 34a и 34b. Как и в предыдущем варианте, может быть
предусмотрено управление судном с мостика, и, исходя из соображений экономии места, обычно на мостике
устанавливаются только два маховика под углом 33° и 34°. Соединительные выключатели 27a и 27b
соединены между собой множеством других выключателей, как показано на рисунке, для установления
соединений, благодаря которым необходимое полевое управление может осуществляться путем вращения
маховика, когда два оборудования соединены между собой путем замыкания одного или другого из указанных
соединительных выключателей, при условии, что определенные части установки не работают. Кроме того,
предусмотрены переключатели 103, позволяющие устанавливать необходимые соединения для управления в
полевых условиях как в машинном отделении, так и на мостике с помощью маховиков, независимо от
положения соединительных переключателей 27a и 27b.
Способ управления потенциометрическими реостатами 101 и выключателями изоляции поля двигателя 22 с
помощью различных маховиков обозначен пунктирными линиями 104. Обычно обмотки возбуждения каждого
оборудования подключены к шинам 18a и 18b, которые снабжены соединительным выключателем 18°.
Резистор 28 и выключатель короткого замыкания 29 для него предусмотрены так же, как и в предыдущей
схеме, но в данной схеме указанный выключатель не управляется маховиком, поскольку он приспособлен для
Соседние файлы в папке патенты