1.8. Определение мощности и выбор типа рулевого электродвигателя

За номинальную мощность электродвигателя в системе Г – Д с противокомпаундной обмоткой принимается максимальная мощность по механической характеристике. Выбранную мощность относят к часовому и получасовому режиму.

Р _max = Р_ном = М_ном n_ном/9550 = ¼ M_ст n₀/9550 = M_ст n₀/38200. (1.8.1)

1.9. Определение мощности генератора и приводного двигателя

Р_г.ном = Р_ном/η_дв. (1.9.1)

Напряжение генератора принимаем 115В = тока с тем, чтобы при х.х. генератора с ПКО оно не превысило 220В.

Мощность приводного двигателя

Р_пр.дв = Р_г.ном/η_г. (1.9.2)

U_пр.дв = U_сети,

n_пр.дв.=n_г.

При применении асинхронного приводного двигателя необходимо предусмотреть возбудитель для обмоток возбуждения генератора и исполнительного двигателя мощностью (5- 10%)Р_ид.

1.10. Рулевой привод с асинхронным исполнительным двигателем

Для двигателей серии МАП М_пуск = (2÷3) М _max.

Принимаем

М_н = М _max,

тогда

Р_ном = М_ном n_ном/9550кВт. (1.10.1)

Двигатель проверяют на допустимое число включений в час.

Динамические (пусковые) потери энергии в роторе за один пуск вхолостую

А_дх = GD² n₀²(1 – S_c²)/730, (1.10.2)

где S_c – скольжение при М_с; n₀ – синхронная скорость.

Кроме динамических есть еще потери от статической нагрузки при пуске. Их учитывают коэффициентом к_д = 1 + m_c/0,6, где m_c = М_с/ М _max = 0÷0,6 (по данным завода).

Тогда

А_д = к_д GD² n₀²(1 – S_c²)/730. (1.10.3)

Эквивалентная мощность потерь:

Р_эд = к_д GD₂ n₀²(1 – S_c²)Z/ 730·3600ξ, (1.10.4)

где Z – число циклов за час, ξ – продолжительность включения.

При предельном моменте по нагреву М_ном и фактическом М_с число пусков z определяется разностью между допустимыми и статическими потерями в роторе в "Вт":

(МномSном - Мс Sc) n0/9,55.

Кроме того, эти потери должны равняться пусковым потерям в роторе. Тогда

Z = 2,7·106(М_нS_н - М_с S_c) ξ/[ GD² n₀²(1 – S_c²) к_д ],

т.к. S_c² → 0, при пуске вхолостую

М_с = 0, к_д ≈ 1, (1.10.5)

тогда

Z = 2,7·10⁶ М_нS_н ξ/ GD² n₀. (1.10.6)

Регистр требует 350 перекладок в час на 4 - 6˚.

1.11. Электрогидравлические приводы

Для электрогидравлических приводов (рис.1.11.1) применяют насосы переменной производительности при постоянном вращении АД с короткозамкнутой обмоткой ротора.

При отклонении пера руля от ДП на баллере возникают переменные моменты, вызывающие переменное давление в насосе.

Рисунок 1.11.1 – Кинематическая схема электрогидравлического привода.

L₀ – расстояние от гидравлических цилиндров до оси баллера, м.

L – переменное плечо приложения усилий на румпеле, м.

α – угол отклонения пера руля от ДП, рад.

F_p – нормальное усилие на румпеле, Н.

F_ц – усилие на оси цилиндров, Н.

Н – ход поршня, м.

М_{баллера} = mη_бη_m F_ц L₀/cosα,

где m – число цилиндров;

η_б – КПД баллера с учетом трения в сальниках;

η_m – КПД шарнирного соединения.

F_ц = рπ D²/4 = М_б cosα/ mη_бη_mη_с L₀ = М_б cosα/ m L₀η_п . (1.11.1)

р- давление в цилиндре, Н/м².

D – диаметр поршня, м.

η_с – КПД сальникового уплотнения.

η_п – КПД передачи;

р = 4М_б cosα/ mπ D²L₀η_п.