Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1-48 / 8. Рулевой электропривод. Требования и принцип построения

.doc
Скачиваний:
160
Добавлен:
10.06.2015
Размер:
41.47 Кб
Скачать

8. Рулевой электропривод. Требования и принцип построения.

Руль, рулевая машина, элементы управления, защиты и контроля составляют рулевое устройство судна. Рулевое устройство предназначено для обеспечения управляемости судна: удержания его на заданном курсе, изменения курса и маневрирования. Для привода руля используют ЭД, которые в сочетании с передаточным механизмом и органами управления образуют рулевой электропривод.

Классификация РЭП.

Основным классификационным признаком является тип передачи крутящего момента от электропривода к баллеру руля. В практике применяются приводы двух основных типов: механические и гидравлические.

Механические приводы состоят из систем зубчатых передач, дающих постоянное или почти постоянное передаточное число от баллера руля к валу двигателя. Механические приводы подразделяются на:

- винтовые;

- секторные, применяемые главным образом на судах транспортного флота;

- штуртросовые, имеющие электрическую рулевую машину, устанавливаемую в рубке, и тросовую передачу от неё к баллеру руля. Эти приводы используются преимущественно на речных судах.

Гидравлические приводы получили наибольшее распространение и являются основными на всех судах нашего флота. Эти приводы могут быть разделены на две группы:

- приводы с постоянно установленной гидравлической системой управления и изменением направления движения жидкости путем реверсирования двигателя;

- приводы с насосом переменной производительности, в которых при постоянном направлении вращения двигателя, соединенного с насосом, изменяется направление движения жидкости в системе путем регулирования в самом насосе. Эта группа приводов наиболее распространена.

Основные требования, предъявляемые к РЭП.

Рулевое устройство - одно из важнейших на судне. Выход этого устройства из строя ведет к потере управляемости, а иногда и к гибели судна.

Безаварийная работа рулевого устройства во многом зависит от надежности рулевого электропривода. Поэтому к РЭП предъявляют жесткие требования.

Рулевой электропривод должен обеспечивать:

- перекладку руля с борта на борт на полном переднем ходу судна за время не более 28 с;

- непрерывную перекладку руля с борта на борт на полном переднем ходу судна в течение 30 мин;

- длительную работу при ходе по курсу в режиме не менее 350 перекладок в час;

- изменение вращающего момента электродвигателя в пределах от 0 до 200% номинального;

- режим стоянки электродвигателя под током в течение 1 мин с нагретого состояния;

- безотказность, надежность и живучесть в течение всего периода эксплуатации судна;

- ограничение момента двигателя при перегрузке или заклинивании руля вплоть до его полной остановки и выхода его на автоматическую характеристику при прекращении перегрузки;

- автоматическое удержание руля на заданном курсе как при отрицательном моменте на баллере, так и при остановке привода без применения механических тормозов;

- удобство, простоту управления и постоянный контроль работы привода;

- возможность управления из разных мест: ходовой рубки, верхнего мостика, румпельного отделения;

- автоматическое ограничение предельных углов перекладки.

Рулевые электродвигатели работают либо в повторно-кратковременном, либо в длительном режиме, что зависит от вида передаточного механизма.

Так, механической передаче свойствен повторно-кратковременный режим с включением электродвигателя для каждой перекладки руля. Двигатели насосов переменной производительности электрогидравлических рулевых машин работают в дли­тельном режиме с примерно постоянной скоростью, без реверса и без остановки в течение всего времени плавания судна.

Электродвигатели рулевых приводов с механической передачей должны иметь мягкие механические характеристики, так как это обеспечивает:

а) при заклинивании пера руля или заедании в механизме передачи переход двигателя в режим короткого замыкания с таким моментом на валу, который не вызовет поломки оборудования;

б) смягчение динамических усилий в электроприводе при ударах волн о перо руля;

в) замедление скорости двигателя с увеличением нагрузки, вызванным различными причинами, а стало быть, и ограниче­ние потребляемой мощности.

Удовлетворению перечисленных требований способствует то, что в рулевых электроприводах с механической передачей применяются двигатели постоянного тока с независимым возбуждением, работающие в системе генератор - двигатель. Получение мягкой механической характеристики двига­теля при этом обеспечивается противокомпаундной обмоткой генератора.

При гидравлической передаче можно использовать электродвигатели на постоянном и на переменном токе, но уже без ограничений в отношении степени жесткости механических характеристик, поскольку гидравлическое рулевое устройство само обеспечивает необходимую амортизацию ударных нагрузок и ограничение давления в системе в пределах допустимых значений. Наибольшее распространение для электропривода насоса переменной производительности получили при переменном токе - асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором типа АМ, при постоянном токе - двигатели типа П со смешанным возбуждением.

Режим работы рулевого электропривода зависит от хода судна. Во время выполнения судном маневренных операций рулевой перекладывает руль с борта на борт на максимальный угол. На этот режим работы и рассчитывают мощность двигателя, которая обусловливается значениями момента статического сопротивления заданного времени перекладки руля (скорости двигателя).

При ходе судна но курсу роль рулевого электропривода сводится к удержанию судна на заданном курсе, для чего производится частая перекладка руля (до 350 в 1 ч) па небольшой угол (обычно 4-6°). Такой режим работы, хотя и не вызывает больших моментов на валу, но может вызвать нагрев двига­теля из-за многократных пусков и остановок.

Таким образом, двигатель рулевого электропривода рассчитывают с учетом обеспечения максимального момента и заданного времени перекладки руля с борта на борт при выполнении судном маневренных операций на полном переднем ходу. Выбранный двигатель проверяют на нагрев при работе в таком режиме в течение 30 мин. Иногда двигатель проверяют на нагрев при длительном удержании судна на заданном курсе, но обычно такая проверка, как и проверка на обеспечение заднего хода со средней скоростью, показывает значительный запас мощности двигателя, выбранного по результатам предыдущих расчетов. Поэтому от дополнительных проверок часто отказываются.