Схемы защит по снижению напряжения

Минимальная защита

Вначале, как более простую, рассмотрим минимальную защиту, которая применяет

ся только в рулевых электропривода ( рис. 109, в ).

Рис. 109. Защиты по снижению напряжения: а, б – нулевая; в – минимальная.

Катушка контактора КМ питается от линейных проводов В и С. При номинальном напряжении сети контактор включен, через его главные контакты КМ1…КМ3 подается питание на обмотку статора двигателя М.

При снижении напряжения до недопустимого ( обычно до 60% номинального ) якорь контактора отпадает, контакты КМ1…КМ3 размыкаются, двигатель отключается от сети.

При восстановлении напряжения до номинального ток в катушке КМ становится номинальным, контактор включается, происходит повторный пуск двигателя.

Таким образом, данная схема обеспечивает автоматическое повторное включе-

ние электродвигателя после восстановления напряжения.

16. Прочитать и объяснить работу структурных схем управления судном: а – с использованием РЭМ-привода; б - с использованием РЭГ-привода;

Угловое перемещение руля, не­обходимое для поворота судна, осуществляет-

ся с помощью силового электропривода.

Электроприводом производится перекладка руля, его остановка, реверсирование, регулирование скорости и т. д. В состав рулевого электропривода входит исполнительный электродвигатель ИД, передаточный механизм (рулевая машина) РМ, система управле­ния рулем , система контроля ( 10.2 ).

Рис. 10.2. Структурные схемы управления судном:

а – с использованием РЭМ-привода; б - с использованием РЭГ-привода;

I – ручное управление; II – автоматическое управление; III – управляющая программа; IV – изготовка; С – судно; Р – руль; ПУ – пост управления рулем; У -

усилитель; ИД – исполнительный двигатель; ИМ – исполнительный механизм

( насоса в электрогидравлических рулевых машинах ); Н – насос переменной или постоянной производительности ( в электрогидравлических рулевых машинах); РМ – рулевая машина; СРУ – счетно-решающее устройство ( навигационный комплекс ); А – аксиометр ( рулевой указатель ); К – репитер гирокомпаса ( сельсин-приемник гирокомпаса )

На рис. 10.2 показана общая структурная схема управления судном, где выходными звеньями являются руль Р и судно С.

17. Прочитать и объяснить работу схем управления 3-фазного асинхронного двигателя с одного ( а ) и двух ( б ) постов управления;

Схема управления 3-фазного асинхронного двигателя с одного и двух постов управ

ления приведена на рис. 103.

Рис. 103. Схема управления 3-фазного асинхронного двигателя с одного ( а ) и двух ( б ) постов управления

Схема управления 3-фазным асинхронным двигателем с одного поста управления

Схема ( рис. 103, а ) предусматривает пуск и остановку двигателя при помощи кно

Почного поста, состоящего из кнопок «Пуск» и «Стоп». Эта схема применяется для управления наиболее простых судовых электроприводов – насосов, вентиляторов, шлюпочных и траповых лебедок и т.п.

Элементы схемы

Силовая часть:

1. А, В, С – линейные провода;

2. КМ1…КМ3 – главные контакты линейного контактора КМ;

3. М – обмотка статора 3-фазного асинхронного двигателя

Схема управления:

1. SB1 – контакты кнопки «Пуск»;

2. SB2 – контакты кнопки «Стоп»;

3. КМ4 – вспомогательный контакт контактора КМ.

18. Прочитать и объяснить работу структурной схемы авторулевого;

Отклонение судна от заданного курса воспринимается гирокомпасом ГК (рис. 10.32 ), который через датчик повернет ротор сельсина-приемника курса СП.

Последний через необратимую передачу НП поворачивает вал механического дифференциала МД. На второй вал механического дифференциала от штурвала подает-

ся заданное значение курса α . На выходном (третьем) валу МД получается разность между заданным и истинным значениями курса, которая характеризуется углом откло-

нения отзаданного курса α.

Рис. 10.32. Структурная схема авторулевого

19. Прочитать и объяснить работу обобщенной разомкнутой системы ручного управления РЭГ-приводом;

Изменение направления подачи масла от насоса на рулевую машину, необходимое для перекладки руля, производится специальным управляющим устройством – сервомеханизмом.

В РЭГ-приводах с насосами постоянной подачи оконеч­ный каскад сервомеханизма представляет собой дросселирующий золот­ник, посредством которого насос связывается с рулевой машиной. Уп­равление золотником осуществляется магнитным (соленоид) или ма­шинным серводвигателем, который воздействует на золотник непосред­ственно или через промежуточный гидроусилитель.

В приводах с насосами переменной подачи сервомеханизм включает в себя электрический двигатель - серводвигатель, связанный через кинематическую передачу с манипулятором насоса.

Весьма часто в со­став управляющей кинематики включают гидроусилитель, что сущест­венно снижает мощность электрического серводвигателя.

Напомним, что при простом управления в качестве органов управления используют кнопки «Лево руля», «право руля» или рычаг управления ( «джостик» ).

Руль перекладывается все то время, пока нажата одна из кнопок или рычаг вы

веден из нейтрального положения. Перекладка пре­кращается, если отпустить кнопку или вернуть рукоятку поста в исходное - нулевое по­ложение.

Об угловом состоянии руля в каждый момент времени судят по рулевому указателю - аксиометру.

Обобщенная разомкнутая схема ручного управления рулем по времени показана на рис. 10.17.

Здесь представлены: РМ - рулевая ма­шина; Н - насос переменной подачи (ГЗ - гидрозолотник в системе управления с насосом нерегулируемой подачи); ГУ – гидроусили

тель; СР - серводвигатель; У - электрический усилитель.

Рис. 10.17. Обобщенная разомкнутая система ручного управления РЭГ-приводом

20. Прочитать и объяснить работу структурной схемы следящего управления РЭГ-приводом с механической обратной связью;

Изменение направления подачи масла от насоса на рулевую машину, необходимое для перекладки руля, производится специальным управляющим устройством – сервомеханизмом.

В РЭГ-приводах с насосами постоянной подачи оконеч­ный каскад сервомеханизма представляет собой дросселирующий золот­ник, посредством которого насос связывается с рулевой машиной. Уп­равление золотником осуществляется магнитным (соленоид) или ма­шинным серводвигателем, который воздействует на золотник непосред­ственно или через промежуточный гидроусилитель.

В приводах с насосами переменной подачи сервомеханизм включает в себя электрический двигатель - серводвигатель, связанный через кинематическую передачу с манипулятором насоса.

Весьма часто в со­став управляющей кинематики включают гидроусилитель, что сущест­венно снижает мощность электрического серводвигателя.

Напомним, что при следящем управления в качестве органа управления используют штурвал поста управления в рулевой рубке.

При повороте штурвала на определенный угол в необходимую сторону ( влево или вправо относительно нулевого положения ) перо руля повернется на такой же ( или пропорциональный ) угол и автоматически остановится.

Иначе говоря, перо руля повторяет поворот штурвала, как бы следит за движением штурвала, отсюда название – следящее управление.

При этом угол поворота пера руля тем больше, чем больше угловое расстояние ( угловой путь ) , описанное штурвалом, отсюда второе название – управление по пути.

Из сказанного следует, что у каждому положению штурвала после отработки соответствует определен­ное положение руля.

Таким образом, следящее управление является полуавтоматическим – на первом этапе управления участвует человек ( поворачивает вручную штурвал ), на втором этапе используются элементы автоматики ( сельсин-датчик руля в румпельном отделении ), обеспечивающие автоматическую ( без участия человека ) остановку руля.

Аксиометр является средством дополнительного контроля положения руля.

Система следящего управления может быть создана путем замыкания входа и выхода разомкнутой системы (рис. 10.16 ) через соответству­ющие преобразующие устройства.

Внутри следящего контура оказываются последовательно включенными два интегрирующих звена СР и РМ. Такие системы являются структурно неустойчивыми. Для прида­ния устойчивости одно из интегрирующих звеньев должно быть охва­чено жесткой обратной связью.

Широко распространены схемы (рис. 10.18 ), где обратной связью ох­вачены два звена: рулевая машина РМ и насос регулируемой подачи.

Рис. 10.18. Структурная схема следящего управления РЭГ-приводом с механической обратной связью

21. Прочитать и объяснить работу функциональной схемы электропривода подруливающего устройства с ВРШ;

К основным деталям устройства относятся ( рис. 10.34 ):

Рис. 10.34. Функциональная схема электропривода подруливающего устрой-

ства с ВРШ

ЛПШ – линейный преобразователь шага, для преобразования угла поворота лопастей винта в пропорциональное напряжение ;

ДНШ – датчик нулевого шага, представляет собой конечный выключатель, контакты которого замкнуты только при нулевом шаге лопастей винта;

М – приводной электродвигатель винта, для вращения винта;

ПП – переключатель постов управления;

ПУ1- пост управления на крыле левого борта;

ПУ2 – то же, в рулевой рубке;

ПУ3- то же, на крыле левого борта;

ПУ0 – то же, в ЦПУ;

РУ – распределительное устройство ( щит электропитания );

РШ – регулятор шага винта, для выработки напряжения, ;

ЭГП – электрогидравлический преобразователь;

РЗ – распределительный золотник;

1 – рычаг, для передачи информации о положении лопастей в ЛПШ и ДНШ;

2 – сервомотор, для создания усилия, поворачивающего лопасти винта;

3 – шток сервомотора, для передачи усилия от поршня сервомотора 2 к кондуктору 5;

4 – коническая зубчатая передача, для передачи вращающего момента электродвигателя на ступицу винта ( т.е. для вращения винта );

5 – кондуктор, устройство для непосредственного разворота лопастей винта.

22. Прочитать и объяснить нагрузочные диаграммы электропривода брашпиля при подъеме одного ( а ) и двух ( б ) якорей;

Нагрузочной диаграммой электропривода называют зависимость мощности, тока или момента электродвигателя от времени. Нагрузочная диаграмма электропривода брашпиля – это зависимость момента на валу электродвигателя от времени ( рис. 12.4 ). Рассмотрим нагрузочные диаграммы электропривода брашпиля при подъеме 1-го якоря с полной расчётной глубины стоянки ( рис. 12.5,а ) и 2-х якорей с половинной расчётной глубины ( рис. 12.5, б ).

Режим подъёма одного якоря.

При стоянке судна на якоре один конец якорной цепи с якорем лежит на грунте, а

второй проходит через клюз и якорную звёздочку в цепной ящик. Провисающая в воде часть цепи “а” находится под действием внешних сил, действующих на судно: силы ветра F и силы течения воды Fт. Чем больше эти силы, тем сильнее натянута якорная цепь.

Увеличение натяжения цепи вызывает подъём части цепи с грунта, при этом увеличивается длина её провисающей части. Процесс снятия судна с якоря делится на 4 стадии ( рис. 12.4 ).

Рис.12.4. Процесс снятия судна с якоря

В стадии 1 брашпиль выбирает цепь, втягивая её звенья в клюз. При этом судно

под действием усилия в цепи, созданного работой электродвигателя брашпиля, движется с небольшой скоростью к месту залегания якоря. Количество звеньев, втягиваемых в клюз, равно количеству звеньев, поднятых с грунта, поэтому форма провисающей части цепи «б» не изменяется. Значит, сила натяжения цепи у входа в клюз и момент М на валу электродвигателя на этой стадии не изменяются ( рис. 12.5, а ).

Стадия 1 заканчивается, когда с грунта будет поднято последнее свободно лежащее звено цепи. На этой стадии скорость выбирания якоря увеличивается, как правило, от 9 до 12 м / мин.

Рис. 12.5. Нагрузочные диаграммы электропривода брашпиля при подъеме одного ( а ) и двух ( б ) якорей

23. Прочитать и объяснить нагрузочную диаграмму электропривода при работе одной лебедки;

Электроприводы ГПМ работают в повторно-кратковременном режиме, который в

соответствии с международной классификацией обозначается S3.

Этот режим характеризуется частыми пусками и остановками электродвигателя ГПМ. В общем виде цикл работы грузовой лебедки состоит из следующих 8 операций:

1. подъем груза; 2. перенос груза в горизонталь­ной плоскости; 3. опускание груза;

4. расстропка груза; 5. подъем холосто­го гака; 6. обратное перемещение гака в горизонтальной плоскости; 7. опускание холостого гака; 8. застропка груза.

Грузовые операции могут осуществляться одной лебедкой, двумя лебедками или грузо­вым краном.

Для обоснованного выбора режима эксплуатации ЭП, а также для выбора ЭД по мощности необходимо прежде всего знать, как изменяется нагрузка на валу ЭД во вре-

мени. С этой целью используют нагрузочные диаграммы, представляющие собой зависимость момента на валу двигателя от времени, т.е. М ( t ).