5. ) Предварительный расчет мощности и выбор исполнительного электродвигателя.

Расчет номинальных параметров электродвигателя производится по перегрузочной способности, для чего необходимо определить наибольший момент на валу ЭД.

При расчете рулевого привода опорный момент принимают равным . У плунжерного привода КПДявляется функцией угла, отсюда становится возможным рассчитать давление от опорного момента при закрытии насоса по выражению

и момент на валу двигателя

Определяют максимальный расчетный момент ( это или , или) и расчетное значение номинального момента по уравнению

где К_и = 0,9 – коэффициент запаса по напряжению;

К_м = 0,9 – коэффициент запаса на механический износ привода;

- кратность максимального момента электродвигателя выбранной серии;

Расчетная номинальная мощность исполнительного электродвигателя

где - расчетная частота вращения ЭД, равная частоте вращения гидронасоса, об/мин.

Двигатель выбирается из условия >прии степени защиты IP44.

6.) Проверка выбранного электродвигателя.

6.1 Проверка по перегрузочной способности.

По требованию Регистра двигатель рулевого привода должен выдерживать полуторократную перегрузку по моменту в течение 1 минуты.

Исходя из принятой методики расчета, можно считать, что данное требование выполняется при условии:

где максимальный момент равен критическому моменту () для выбранного асинхронного двигателя и М_МАХ = (2,3 – 2,5 ) М_НОМ для двигателя постоянного тока.

6.2 Работа исполнительного электродвигателя в маневренном режиме.

Для определения времени перекладки руля с борта на борт и проверки на нагрев рассчитывается и строится нагрузочная диаграмма исполнительного двигателя.

Время открытия насоса (создания полного эксцентриситета) принималось при расчете хода поршня в начале перекладки.

Время перекладки на других участках определяется на основании уравнения равновесия расхода рабочей жидкости

∆Н_i или

где Д – диаметр плунжера гидропривода, м;

- теоретическая подача насоса, м/с.

∆ Н_i - приращение хода поршня на рассматриваемом участке, м;

- средний объемный КПД на рассматриваемом участке, определяется из графика по граничным значения давления.

Нагрузочные диаграммы для простого и балансирного руля будут иметь вид

При расчете времени закрытия (уменьшения эксцентриситета насоса) t_зк принимать

Время перекладки руля регламентировано только на переднем ходу

Проверка на нагрев может быть произведена по среднеквадратичному значению момента (для ДПТ с параллельным возбуждением)

, где Gi=- участки с постоянным моментом ( М – const);

- при переменном значении момента (М – var);

Асинхронные двигатели теоретически должны проверяться по среднеквадратичному току

где Gi=- участки с М – const;- при М – var;

Двигатели проходят проверку при выполнении условия:

6.3 Работа исполнительного двигателя в режиме удержания судна на курсе.

Рассчитывают и строят нагрузочную диаграмму, для данного режима в следующей последовательности:

- рассчитывают ход поршня при заданном угле α _к : Н_к = l₀ ·tgα_к

- на диаграммах зависимости момента на валу двигателя и давления в цилиндрах от хода поршня откладывают значения ± Нк и определяют соответствующие значения моментов (± М_к) и давления (±р _к).

- рассчитывают среднее значение момента при давлении руля от и к диаметральной плоскости

тогда среднее значение момента за цикл

- по зависимости p= f(H) определяют среднее значение давления, соответствующие ии принимают объемное КПД

- определяют среднее время работы ЭД при одном включении , тогда

Двигатель работает в перемежающемся режиме, при продолжительности нагрузки ПН%=Строят нагрузочную диаграмму.

Рулевой привод осуществит 350 включений в час, если t₀ > 0.

Проверка на нагрев производится по среднеквадратичному моменту электродвигателей с постоянным магнитным потоком и по среднеквадратичному току, для двигателей с переменным магнитным потоком. Двигатели проходят проверку на нагрев, если выполняются условия:

.