/
Автор: Фесенко В.И.
Теги: электроника электротехника электрооборудование морские судна издательство пищевая промышленность
Год: 1974
Текст
И. ФЕСЕНКО
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ПРИВОДЫ
ПРОМЫСЛОВЫХ СУДОВ
ДК 639.2.061
РЕЦЕНЗЕНТЫ: Г. П. ПАСТУХОВ,
Ю. И. БЫХОВСКИй
@ Издательство «Пищевая промышленность», 1974 г.
31806—099
ф----------
044(01)—74
99-74
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ...................................................................................................................................... 5
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ ................................................................................................................................. 7
УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ СУДОВЫХ МЕХАНИЗМОВ .... 7
Глава 1. Электрические приводы рулевых устройств.............................Ю
§ 1. Классификация рулевых электроприводов и требования, предъявляемые к ним I О
§ 2. Типы рулей и силы, действующие на руль .............................................................................................12
§ 3. Характеристики моментов на баллере руля ..................................15
§ 4. Типы передач рулевых установок.................................................................................................20
§ 5. Нагрузочная диаграмма электропривода руля...23
§ 6. Режимы работы рулевого электропривода...2 6
§ 7. Системы и схемы управления рулевыми электроприводами.............................26
§ 8. Расчет и выбор мощности рулевых электроприводов.............................29
§ 9. Схемы управления рулевыми электроприводами..........................................................................................39
§ 10. Общие сведения о подруливающих устройствах и управление ими .... 53
§ 11. Лабораторная работа. Исследование рулевого электропривода по системе Г—Д 56
Вопросы ..........................................................................................56
Глава II. Электрические приводы якорно-швартовных устройств.................................................................................57
§ 12. Режимы работы якорно-швартовных устройств и требования, предъявляемые
к ним ......................................................57
§ 13. Нагрузочная диаграмма электропривода якорно-швартовного устройства . 60
§ 14. Расчет и выбор исполнительного двигателя брашпильного электропривода . 62
§ 15. Схемы управления электроприводами якорно-швартовных устройств . . . 70
§ 16. Лабораторная работа. Исследование схемы контакторного управления элект-
роприводом брашпиля ..........................................................82
Вопросы ........................................................• . 83
Глава III. Электроприводы лебедок и кранов.....................................................................................................84
§ 17. Нагрузочные диаграммы электропривода грузовой лебедки....................................................................................84
§ 18. Расчет и выбор исполнительного двигателя электропривода лебедки ... 86
§ 19. Схемы управления электроприводами грузовых лебедок и кранов . . . 89
§20. Электроприводы буксирных лебедок .......................................................................................................101
§ 21. Лабораторная работа. Исследование схемы электропривода грузовой лебедки Ю5
Вопросы ...............................................................................................105
Глава IV. Электроприводы насосов, вентиляторов и компрессоров . . . .106
§ 22. Режимы работы электроприводов насосов, врптиляторов, компрессоров и
требования, предъявляемые к ним..............................................106
§ 23. Определение мощности электродвигателей приводов насосов, вентиляторов
и компрессоров . . . .-.........................................108
§24. Схемы управления электроприводами насосов, вентиляторов и компрессоров 109
§ 25. Лабораторная работа. Исследование работы схемы электропривода вентилятора 118
§ 26. Лабораторная работа. Исследование работы схемы электропривода компрессора 119
Вопросы ...............................................................................................120
3
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ ................................................122
УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ СПЕЦИАЛЬНОГО OБO?^ ДОВАНИЯ
СУДОВ ФЛОТА РЫБНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.............................122
Г л а в а V. Электроприводы промысловых, рыбообрабатывающих установок и тех-
нологического оборудования судов ............................ 122
§27. Э 1ект роприводы траловых лебедок........................I22
§ 28- Электроприводы промысловых лебедок и шпилей, сстетрясных и сетевы-
борочных машин ........................................................ 149
§ 29. Основные све юнпя об электроприводах садового технологического оборудо-
вания ... 166
§ 30. Электропривод компрессоров рефрижераторной установки...................169
§31. Применение электроэнергии в промысловых целях..........................173
Вопросы 182
Глава VI. Эксплуатация судовых электроприводов ........................183
§32. Уход за электромашинами судовых электроприводов................. .183
§ 33. Обслуживание аппаратуры управления судовых электроприводов и у код
за ней ................ .................................. 193
§31 . Регулировка, настройка аппаратуры и наладка схем управления электро-
приводами ..................................................201
Вопросы .............................................•..............204
Г л а в а VII. Курсовое проектирование ......................................205
§35 . Задание на проектирование ру тевого электропривода....................205
§ 36. Методические указания по выполнению курсового проекта................208
§ 37. Пример расчета по выбору электромашин рулевого привода...............225
Примерный перечень вопросов для экзамена.....................................230
Приложение I ..............................................................232
Приложение 2 .236
Приложение 3 238
Приложение 4 240
Список испо [ьзованной литературы ...........................................245
ВВЕДЕНИЕ
Простота и гибкость электрического у правления исполни-
тельными механизмами делают электропривод одним из дейст-
венных средств механизации и автоматизации разнообразных
рабочих процессов. В общем случае под управлением электро-
приводами понимают процесс осуществления пуска, торможе-
ния, реверсирования и регулирования частоты вращения, а
также поддержание требуемого режима работы привода и за-
щиту его от ненормальных режимов.
Возрастающие требования к электроприводу по мере усовер-
шенствования аппаратов и других средств управления привели
к широкому распространению полуавтоматически и автомати-
чески управляемого и регулируемого электропривода. Такой
привод получил название автоматизированного электропривода.
С применением автоматизированного электропривода на ры-
бопромысловом флоте создается возможность дальнейшего по-
вышения производительности труда рыбаков, улучшения качест-
ва выпускаемой продукции, уменьшения расхода электроэнергии
при одновременном повышении надежности в работе. Одновре-
менно облегчается труд людей, человек освобождается от необ-
ходимости выполнения однообразных и часто утомительных
операций по управлению механизмами.
При автоматизации уменьшается или вовсе устраняется
влияние субъективности обслуживающего персонала на произ-
водительность труда и качество выпускаемой продукции, обес-
печивается точная последовательность выполнения производ-
ственных операций, упрощается обслуживание установки
наряду с сокращением численности обслуживающего персонала.
На судах флота рыбной промышленности одновременно с по-
лучившими большое распространение электроприводами с релей-
ноконтакторным управлением все чаще используется электро-
машинное управление, а также применяются системы с исполь-
зованием магнитных усилителей и других средств автоматики.
Развитие теории электропривода и автоматического регули-
рования создало условия для широкого внедрения на судах
рыбной промышленности современных систем электропривода,
что позволит осуществить централизованное управление и авто-
матизацию различных установок поточных линий плавучих ры-
бообрабатывающих заводов и обеспечить твердую основу для
повышения производительности труда.
Простота и гибкость электрического управления, а также
большое число включений, которое допускает электропривод,
Делает последний, по существ), незаменимым для многих С)Д
вых и производственных механизмов.
В настоящее время автоматизированный привод предусмат-
ривает использование электрических машин как постоянного,
так и переменного тока. В системах с машинами постоянного то-
ка сравнительно простыми способами осуществляется плавное
и широкое регулирование частоты вращения, получаются тре-
буемые механические характеристики и обеспечиваются наивы-
годнейшие переходные процессы. Создание автоматических
систем с двигателями переменного тока осложняется тем, что
использование двигателей переменного тока в их обычном ис-
полнении часто не обеспечивает необходимых плавности и диа-
пазона регулирования частоты вращения, которые требуются в
соответствии с данным производственным процессом.
Разработанные за последнее* время способы регулирования
частоты вращения двигателей переменного тока обеспечили не-
которое улучшение регулировочных свойств этих систем. Однако
требуется дальнейшая усиленная работа по усовершенствованию
и изысканию новых средств регулирования частоты вращения
электродвигателей переменного тока с применением магнитных
усилителей, электронно-ионной автоматики и других современ-
ных средств автоматического управления. В частности, на по-
вестке дня стоит разработка рациональных систем частотного
у правления.
Принято различать частичную и комплексную автоматиза-
цию. Под частичной автоматизацией понимают автоматизацию
отдельных машин и агрегатов, участвующих в общем производ-
ственном процессе. Комплексная автоматизация предполагает
автоматизацию разнообразных процессов и операций, связанных
с управлением, контролем и защитой. Системы комплексного
автоматического управления применяются на гидросооружениях,
электростанциях, предприятиях химической, легкой и пищевой
промышленности, в частности на судах флота рыбной промыш-
ленности.
Таким образом, современное рыбопромысловое, рыбообра-
батывающее судно характеризуется внедрением систем авто-
матического управления. Дальнейшее развитие автоматическо-
го управления на судах будет связано с широким использованием
для целей управления различных вычислительных машин и си-
стем.
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ СУДОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
К настоящему времени общепринятая классификация меха-
низмов и их электроприводов на судах флота рыбной промыш-
ленности не разработана. Однако, учитывая условия работы,
можно разделить их на три группы: электроприводы механиз-
мов, устанавливаемых на открытых палубах; электроприводы
механизмов, располагаемых в общесудовых помещениях; элек-
троприводы механизмов производственных цехов.
К первой группе следует отнести электроприводы брашпилей,
шпилей различного назначения, грузовых, промысловых, бук-
сирных п других лебедок, кранов. К этой же группе целесооб-
разно отнести и электроприводы рулевых устройств и лифтов,
хотя они устанавливаются и не на открытых палубах, а в за-
крытых помещениях.
Ко второй группе относят электроприводы вспомогательных
механизмов машинно-котельных отделений (насосы, компрессо-
ры, вентиляторы и т. п.), а также механизмов помещений быто-
вого назначения (камбуз, прачечная, сушилка и т. п.).
К третьей группе относят электроприводы механизмов про-
изводственных цехов, которые могут располагаться как на от-
крытых палубах, так и во внутренних помещениях судна.
Для электроприводов первой группы характерными явля-
ются кратковременный или повторно-кратковременный режим
работы с частыми реверсами, регулированием частоты враще-
ния. Кроме того, электроприводам первой группы свойственна
переменная нагрузка и перегрузка в значительных пределах.
Электроприводы второй группы, как правило, работают с
постоянной или весьма мало изменяющейся нагрузкой в двига-
тельном режиме работы. Механизмы, электроприводы которых
относятся ко второй группе, в большинстве случаев не требуют
регулирования частоты вращения и реверсирования.
Большинство электроприводов третьей группы по характеру
работы можно отнести к электроприводам подпалубных меха-
низмов, т. е. ко второй группе. Однако по конструктивному ис-
полнению они относятся к электроприводам палубных механиз-
мов, т. е. к первой группе.
Электрооборудование судов в зависимости от места установ-
ки и условий эксплуатации согласно правилам Регистра СССР
по конструктивному исполнению подразделяется на открытое,
защищенное, каплезащищенное, брызгозащищенное, водоза-
7
щищенное (защищенное от струй воды), водонепроницаемое,
погружное и взрывобезопасное.
Защищенное — предусматривает защиту от возможных
случайных прикосновений к токоведущим и движущимся ча-
стям, а также к поверхностям, нагретым до 60° С и выше.
Каплезащищенное — предусматривает защиту от попа-
дания капель искусственного дождя внутрь оборудования. При
испытании оборудование подвергается действию дождя с интен-
сивностью 3 мм в минуту и при этом наклоняется на угол ±15°
от его нормального рабочего положения последовательно в двух »
взаимно перпендикулярных плоскостях. Продолжительность
испытаний 10 мин.
Б р ы з г о з а щ и щ е н н о е — предусматривает защиту от по-
падания брызг воды внутрь оборудования. Испытываемое обо-
рудование подвергается со всех сторон действию брызг, созда-
ваемых специальным устройством с давлением воды в подводя-
щей трубе не менее 1 кгс/см2 (9,81 • 104 Н/м2). Продолжительность
испытания— 10 мин.
В о д о з а щ и щ е н н о е и водонепроницаемое (па-
лубное)—предусматривает защиту от попадания воды внутрь
оборудования. Испытываемое оборудование подвергается обли-
ванию струей воды из шланга с наконечником, внутренний диа-
метр которого 12,5 мм, с расстояния 3 м и 1,5 м соответственно
от испытываемого оборудования. Давление воды должно быть
не менее 1 кгс;/см2 (9,81 • 104 Н/м2), длительность испытания
15 мин.
Погружное — предусматривает защиту от проникновения
воды внутрь оборудования при его погружении. Испытываемое
оборудование погружается на 30 мин в воду с наружным давле-
нием на оболочку не менее 1 кгс/см2 (9,81 • 104 Н/м2) при усло-
вии, что иное давление и продолжительность испытания не
оговорены другими документами, согласованными с Регистром
СССР. После испытания внутри корпуса не должно быть воды.
Допускается замена указанного испытания следующим: испы-
тываемое оборудование погружается в воду на глубину 50 мм и
внутрь корпуса нагнетается воздух давлением 0,25—0,5 атм
(2,454-4,9-104 Н/м2). Оборудование считается выдержавшим ис-
пытание, если не будет наблюдаться выходящих пузырьков
воздуха. При этом корпус должен быть испытан отдельно на
прочность давлением 1 атм (9,81 • 104 Н/м2).
Взрывобезопасное — исключает распространение огня
наружу при взрыве в двигателе газа или пыли либо исключает
возможность взрыва вообще.
Электроприводы палубных механизмов (первая группа) вы-
полняются в водонепроницаемом, водозащищенном исполнении.
Примером погружного исполнения является привод подруливаю-
щих устройств. Электроприводы подпалубных механизмов (вто-
рая группа) выполняются в защищенном, каплезащищенном и
брызгозащищенном исполнениях, электроприводы производст-
венных цехов — в водозащищенном, реже водонепроницаемом
исполнении. Примером взрывозащищенного исполнения явля-
ются электроприводы некоторых механизмов цехов по произ-
водству рыбной муки.
Отличительной особенностью электроприводов первой груп-
пы является также то, что они с трудом поддаются автомати-
зации и в большинстве случаев управляются вручную. Исклю-
чение составляют автоматизированные системы рулевого элек-
тропривода и электропривода буксирных лебедок. Электропри-
воды второй группы относительно легко автоматизировать и
многие судовые устройства, обслуживаемые несколькими элект-
роприводами, работают автоматически. Например, электропри-
воды установок кондиционирования воздуха, системы расходной
воды, фановой системы и т. д.
Электроприводы третьей группы в настоящее время часто
полностью автоматизированы. Например, рыбоморозильные
установки, линии производства консервов, полуфабрикатов
и Др.
Ведутся работы по автоматизации электропривода промысло-
вых лебедок.
Электроприводы каждой группы разделяют по роду тока.
На современных рыбопромысловых судах преимущественное
распространение получил переменный ток, за исключением
электроприводов некоторых механизмов, работающих в тяжелых
режимах и требующих регулировки частоты вращения в широ-
ких пределах (например, промысловые лебедки).
К электроприводам всех групп предъявляются общие судо*
вые эксплуатационные требования:
простота ухода, обслуживания и ремонта;
возможно малые габариты и масса;
соответствующее конструктивное исполнение в зависимости
от места установки и условий эксплуатации;
безопасность обслуживающего персонала, экономичность в
работе;
высокая надежность работы в условиях тряски, вибрации,
качки, повышенной температуры и ее резких колебаний, воздей-
ствия соленой воды, паров масла и топлива, высокой влажности
окружающей среды.
В связи с тем, что конструктивные элементы исполнитель-
ных механизмов судовых палубных и подпалубных механизмов
подробно рассматриваются в курсе «Судовые силовые установ-
ки, вспомогательные и рыбопромысловые механизмы» в настоя-
щем учебнике они не нашли отражения, за исключением про-
мысловых механизмов и технологического оборудования,
применяемых на судах рыбной промышленности, которые не
имеют достаточного освещения в учебной литературе.
9
Глава I
Электрические приводы рулевых устройств
§ 1. КЛАССИФИКАЦИЯ РУЛЕВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ И ТРЕБОВАНИЯ,
ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ
Рулевое устройство предназначено для поворота судна и
удержания его на заданном курсе. Оно является одним из важ-
нейших судовых устройств, выход которого из строя может
явиться причиной гибели судна. Учитывая значение рулевого
устройства для живучести и эксплуатации судна, к его элек-
троприводу предъявляют ряд требований, основными из кото-
рых являются: надежность работы; живучесть (обеспечивается
дублированием приводных электродвигателей, подачи питания
и постов управления); обеспечение необходимого вращающего
момента для перекладки руля в тяжелых условиях; обеспечение
заданной скорости перекладки руля на малые углы при прямых
курсах и на максимальные углы при резком переменном манев-
рировании; удобство управления; экономичность; автоматичес-
кое удержание пера руля при отрицательных моментах и когда
двигатель отключен; ограничение момента двигателя при сто-
янке под током; остановке без применения механических тор-
мозов; большая частота включений электродвигателя; мини-
мальные масса, габариты и стоимость; минимальные расходы
при эксплуатации и на ремонт.
Рассмотренные обобщенные требования расшифровываются
и регламентируются правилами Регистра СССР.
Мощность основного рулевого привода должна быть доста-
точной для перекладки руля от 35° с одного борта до 30° на
другой за время не более 28 с при максимальной скорости пе-
реднего хода судна и осадке его по летнюю грузовую ватер-
линию.
При максимальных углах перекладки руля, меньших ±35°,
время перекладки должно быть пропорционально уменьшено.
Мощность запасного рулевого привода должна быть доста-
точной для перекладки руля от 20 с одного борта до 20° на
другой за время не более 60 с при скорости переднего хода,
равной половине максимальной скорости судна, но не менее 7
узлов, и осадке его по летнюю грузовую ватерлинию.
Рулевые приводы должны обеспечивать длительную работу
в наиболее тяжелых условиях эксплуатации, двигатели рулевых
приводов должны допускать перегрузку по моменту не менее
1,5 расчетного момента в течение 1 мин. Расчетный (номиналь-
ный) момент — не регламентируемый во времени момент, уста-
новленный правилами Регистра СССР, указанный в докумен-
тах, выдаваемых Регистром СССР. Основной и запасной рулевые
приводы должны быть самотормозящимися.
10
Конструкция приводов должна обеспечивать переход с основ-
ного рулевого привода на запасной за время не более 2 мин.
Основной и запасной рулевые приводы должны иметь за-
щиту от перегрузки деталей и узлов привода при возникнове-
нии на баллере момента, равного 1,5 расчетного момента.
Для гидравлических рулевых приводов в качестве защитных
устройств от перегрузки можно применять предохранительные
клапаны, отрегулированные на давление не более 1,5 рабочего
давления. Насосы гидравлических рулевых машин должны снаб-
жаться защитными устройствами против вращения отключенного
насоса в обратном направлении или же устройством, запираю-
щим поток жидкости через отключенный насос.
Рулевое устройство должно быть оборудовано тормозом или
иным приспособлением, обеспечивающим удержание руля на
месте в любом положении при действии со стороны руля расчет-
ного крутящего момента без учета коэффициента полезного
действия подшипников баллера руля. Для гидравлических при-
водов, у которых поршни или лопасти стопорятся перекрытием
клапанов маслопроводов, специального стопорящего устройства
не устанавливают.
Каждый рулевой привод, действующий от источника энергии,
должен иметь устройство, прекращающее его действие, прежде
чем руль дойдет до упора в ограничителе поворота руля, но
не позднее момента, соответствующего перекладке руля
на 35°.
Электропривод рулевых устройств должен обеспечивать:
непрерывную перекладку руля с борта на борт в течение 30 мин
для каждого агрегата при наибольшей эксплуатационной ско-
рости переднего хода и осадке судна по летнюю грузовую ва-
терлинию; непрерывную работу в течение 1 ч при наибольшей
эксплуатационной скорости переднего хода и при перекладке
руля на угол, обеспечивающий 350 перекладок в час; возмож-
ность стоянки электродвигателя под током в течение 1 мин в
нагретом состоянии (только для рулей с непосредственным
электрическим приводом).
Электроприводы рулевых установок питаются по двум фи-
дерам, проложенным непосредственно от главного распредели-
тельного щита отдельными трассами, разнесенными как можно
дальше друг от друга на всем протяжении. Рекомендуется, что-
бы один из фидеров получал питание через аварийный рас-
пределительный щит. Каждый фидер рассчитывается на пита-
ние всех электродвигателей, которые нормально присоединены
к нему и работают одновременно. Если предусматривается
переключающее устройство, позволяющее подавать питание на
любой электродвигатель или на сочетание их от одного или от
другого фидера, то такие фидеры рассчитываются на наиболее
тяжелые условия нагрузки, а переключающее устройство уста-
навливается в румпельном помещении.
11
Пуск и остановку электродвигателей привода руля, кроме
электродвигателей рулей с непосредственным электрическим
приводом, осуществляют из румпельного помещения и из руле-
вой рубки. Пусковые устройства должны обеспечивать повтор-
ный автоматический запуск электродвигателей при восстановле-
нии напряжения после перерыва в подаче питания. У поста
управления главными механизмами устанавливают устройства,
сигнализирующие о наличии напряжения в цепи питания руле-
вого устройства. В рулевой рубке у поста управления рулем
или в самом пульте управления устанавливают устройство, сиг-
нализирующее о наличии питания в цепи рулевого устройства,
о его перегрузке и отключении. Сигнал о перегрузке и отклю-
чении должен быть визуальным и акустическим.
Направление вращения штурвала или направление движения
рукоятки управляющего аппарата должны соответствовать на-
правлению перекладки руля. В системе кнопочного управления
кнопки располагаются таким образом, чтобы кнопка, находя-
щаяся с правой стороны, вызывала движение пера руля вправо,
а находящаяся с левой стороны — движение его влево.
По характеру действия рулевые электроприводы классифици-
руются на электроприводы: простого действия, когда
рукоятку поста управления поворачивают на определенный угол
и удерживают до тех пор, пока руль не займет соответствующе-
го положения, при этом возвращают перо руля в диаметральную
плоскость поворотом рукоятки поста в противоположное поло-
жение; следящего действия, когда руль автоматически
приходит в заданное положение, соответствующее положению
рукоятки поста управления; автоматического действия,
когда производится автоматическое удержание судна па задан-
ном курсе или автоматическое изменение курса в соответствии
с заданной прокладкой.
§ 2. ТИПЫ РУЛЕЙ И СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА РУЛЬ
Каждое судно должно иметь надежное устройство, обеспе-
чивающее его поворотливость и устойчивость на курсе. Такими
устройствами могут быть рулевое устройство, устройство с
поворотной насадкой, крыльчатый движитель и др.
Всякие вспомогательные устройства, предназначенные для
улучшения поворотливости, например винт с насадкой у актив-
ных рулей, подруливающее устройство и т. д., следует рассмат-
ривать как средства, дополняющие дейстНие руля.
На морских рыбопромысловых судах применяются рули трех
основных типов: обыкновенный (рис. 1,а), полубалансирный
(рис. 1,6) и балансирный (рис. 1,в). Эти основные типы рулей
по конструктивному выполнению подразделяются на ряд
групп.
12
Обыкновенный руль пластинчатой формы
(см. рис. 1,а) состоит из пера 1 руля, переходящего в рудерпис
2, и баллера 3. Баллер — стальной вертикальный вал, проходя-
щип через ахтерштевень. Проход уплотнен сальником 4. На ру-
дерпосте 5 имеются петли 6, при помощи которых руль навешен
на рудерпост. На верхнюю часть баллеоа надевают румпель,
Рис. 1. Типы рулей.
связанный с механизмом рулевого устройства. Балансирные и
полубалансирные рули применяются на судах для уменьшения
момента на баллере, необходимого для перекладки руля.
Рис. 2. Активные рули.
Рули у д о б о о б т е к а е м о й формы уменьшают затра-
чиваемую на движение судна мощность главного двигателя.
Кроме того, у обтекаемых рулей моменты на баллере меньше,
чем у плоских, так как центр давления переносится к оси вра-
щения.
13
Для обеспечения эффективного поворота больших одноваль-
ных судов на малых скоростях применяются активные рули
(рис. 2). В перо руля встраивается двигатель в погружном ис-
полнении сравнительно большой мощности, вращающий внутри
кольцевой насадки вспомогательный винт. Руль имеет углы
перекладки до 90° в каждую сторону.
Активные рули с помощью встроенного гребного винта обес-
печивают поворот судна на месте и перемещение его лагом. Та-
кие рули сложнее и дороже
обычных и, как правило, уста-
навливаются при требовании
повышенной маневренности
Рис. 3. Силы, действующие на судно
при повороте руля.
рон. Если во время движения о
кой-то угол а от диаметральной
судна.
Устройства с поворотной
насадкой на морских рыбопро-
мысловых судах применяются
редко, а крыльчатые движите-
ли не нашли применения.
Погруженный в воду руль,
находясь в диаметральной пло-
скости судна, не оказывает
влияния на направление его
движения, так как испытывает
одинаковое давление набегаю-
щих струй воды с обеих сто-
дна отклонить перо руля на ка-
плоскости (рис. 3), то струи во-
ды отклонятся и будут оказывать давление на перо руля
Это давление будет направлено перпендикулярно к плоскости
пера руля и приложено в точке А на расстоянии 6 от оси руля.
Силу Ра можно разложить на две составляющие Рх и Ру соот-
ветственно по осям XX и YY.
Момент /Иу, вращающий судно при отклонении пера руля
от диаметральной плоскости, приложен в центре тяжести судна
G и составляет
L L
МУ~ РУ~ = Pa~^CGSa'
(1-1)
Это вытекает из того, что если к точке G приложить две
взаимно уравновешивающиеся силы Ру} и Ру2, по абсолютной
величине равные силе Ру, то тогда силы Ру и Ру2 образуют пару
сил, вызывающую момент Му.
Сила Рх, создавая сопротивление движению судна, будет его
тормозить, а сила Ру[ будет вызывать дрейф судна во внешнюю
сторону описываемой им дуги и крен судна, хотя в период пере-
кладки руля указанный дрейф незначителен. Более подробно
воздействие руля на судно при изменении угла а рассматривается
в курсе «Устройство и основы теории судна».
14
§ 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ МОМЕНТОВ НА БАЛЛЕРЕ РУЛЯ
Из формулы (I—1) следует, что момент Му, поворачивающий
судно, зависит от силы Ра, которая создает момент на баллере
руля
(1-2)
где б— плечо, равное 0,5 b (Ь — ширина пера руля).
Выражение (I—2) является исходным для определения мо-
мента сопротивления на баллере руля (и, как следствие, для
построения нагрузочной диаграммы привода).
Для определения Ра существует множество эмпирических
формул (включая и формулу Жосселя), которые дают значи-
тельные расхождения данных между собой и от фактических
данных. Поэтому ими следует пользоваться для ориентировоч-
ных расчетов. Вместе с тем формула Жосселя отражает вполне
достоверно явления, происходящие при перекладке пера руля,
с качественной стороны.
Жоссель рассмотрел явления, происходящие при давлении
воды на прямоугольную пластинку, и установил, что положе-
ние центра давления зависит от угла поворота пластинки по
отношению к направлению потока и значение б относительно
передней кромки ее можно определить из выражения
б = (0,2 4- 0,3 sin а) b,
где b — ширина пластинки.
Указанные значения б принимаются только применительно
к обыкновенным рулям. Для балансирных рулей прямоугольной
формы плечо давления б, полученное относительно передней
кромки пера руля, уменьшают при переднем ходе на ширину
балансирной части, т. е. приводя к оси баллера (рис. 4):
6 = 0,56 — lh
6 = (0,2 + 0,3 sin а) b — Ц,
где Ц — расстояние от оси вращения руля до передней кромки.
Сила Ра в выражении (I—2)—величина переменная. В об-
щем виде эта сила может быть определена из выражения
(1-3)
р — k Fv2,
1 а а »
где F — площадь пера руля, м2;
v — скорость судна, узлы;
ka = f(a) —некоторая функция, зависящая от угла а.
Крутящий момент на баллере обыкновенного руля прямоу-
гольной формы определяется формулой
M6 = k6Fv2,
где k6=f(a) —некоторая функция, зависящая от угла а.
15
Применительно к обыкновенным рулям прямоугольной фор-
мы применяются следующие зависимости для коэффициентов
ka и k$:
5,3 sin а
а ' 0,2+ 0,3 sin а ’
= 5,3 sin а.
(1-4)
(1-5)
Для угла перекладки аМакс = 35°, /?а = 8,16, k6 = 3,04.
Приведенные формулы для определения моментов, действую-
щих на баллер, используют в том случае, если перо руля имеет
прямоугольный профиль. Для нахождения момента полубалан-
сирпого руля его следует разделить на две части. Для верхней
Рис. 4. Определение
центра давления рулей
прямоугольной формы
обыкновенного (а) и ба-
лансирного (б) при пе-
реднем ходе судна.
части Ра и б определяют, как для обыкновенного руля, для
нижней—как для балансирного. Тогда, обозначая нормально
действующие силы для рассматриваемых частей пера руля
через Pai и Рсс2 и соответствующие расстояния центров давле-
ния через 61 и 62, получают общий момент на баллере
^5 = ^161 + ^62. (1-6)
Для того чтобы определить момент давления воды на руль
произвольной формы, перо руля разбивают на четное число оди-
наковых по высоте (A h) площадок и измеряют среднюю шири-
ну b и среднее расстояние / от передней кромки до оси враще-
ния каждой площадки. Это дает возможность определить APai
и ДА4б1 для каждой площадки (рис. 5) по формулам:
для площадки обыкновенного руля
APai = kab^hv^,
ДЛ4б1 = AP,xl6i =
для площадки балансирного руля
A^oi — kgfihv* ( J b1L —Ьц.
\ a /
Суммарный момент на руле произвольной формы составляет
= kaMv*
(1-7)
16
Используя выражение (I—7), можно определить моменты на
баллере руля для различных углов поворота а и построить
зависимость Мб = / (а).
При воздействии потока воды на руль во время заднего
хода судна сила Ра будет та же, что и при переднем ходе,
однако при прочих равных условиях изменится плечо 6, так как
центр давления отдельных площадок в
этом случае смещается к задней кромке
руля
bl i — 1ц •
01L
Рис. 5. Разбивка руля
произвольной формы на
элементарные участки
для определения силы,
действующей на руль,
и момента на баллере.
приложенному момен-
Момент на пере руля при заднем ходе
определяют по уравнению
/ kfi \ О 1
Ч.х = ( 1 ~ ’
(1-8)
причем значения коэффициентов ka и
берут применительно к углу перекладки
руля, принимаемому для заднего хода
судна.
По формуле (I—8) определяют значе-
ние в функции от а, так как коэф-
фициенты ka и зависят от а.
При перекладке пластинчатого руля
от 0° на борт при переднем ходе судна
момент сопротивления противодействует
ту привода и, наоборот, при перекладке руля от борта к диамет-
ральной плоскости судна момент на баллере действует согласно
с моментом привода. Полную диаграмму Л1б = /(сс) поэтому
строят для поворота руля от 0° на борт и от борта к диамет-
ральной плоскости.
На рис. 6 показаны характерные графики зависимости
Л4б от а для различных типов рулей. При построении такого
рода графиков, если расчет производится применительно к пе-
реднему ходу судна, >глы отклонения руля от диаметральной
плоскости принимают положительными, углы поворота руля к
диаметральной плоскости — отрицательными; моменты сопротив-
ления на пере руля, противодействующие работе привода, при-
нимают положительными, а моменты на пере руля, вращающие
привод, — отрицательными. Для заднего хода судна все знаки_
заменяют на обратные.
Для одного и того же угла перекладки аМакс предельные
значения моментов на баллере зависят от принятых значений
скорости хода судна, коэффициентов ka и^б ц направления
движения судна. Макси;
танавливается правилах
35° для морских судов. I
адки ус-
чивается
пулевого
17
устройства амакс = 304-35°. Выбор предельного угла перекладки
связан с требованием получения максимального момента, вра-
щающего судно. Угол поворота пера руля, соответствующий мак-
симуму этого вращающего момента, может быть определен из
приведенных выше формул.
Рис. 6. Зависимость момента на баллере от угла перекладки:
а —для обыкновенного руля при переднем ходе судна; б —для ба-
лансирного и полубалансирного руля при переднем ходе судна;
в — для всех типов рулей при заднем ходе судна.
Момент, вращающий судно, определяется выражением
М v = 0,5P„L cos а.
Если подставить вместо Ра величину, определяемую выраже-
нием (I—3), полученная формула примет вид
жх 5,3sin а
Mv = - ---—------LFv2 cos а. (1—9)
у 2 (0,2 4-0,3 sin а) v 7
Для определения силы давления и момента на баллере обте-
каемых рулей используется разработанная Н. Е. Жуковским
аэродинамическая теория крыла, определяющая силы, возникаю-
щие при обтекании воздухом или жидкостью крыла любого
профиля. Согласно этой теории, величина нормальной состав-
ляющей силы давления воды на руль определяется выражением
Fv2
Ра ~ (Су cos а + Сх sin а) р ——, (1-Ю)
где Су — коэффициент поперечной или подъемной силы;
Сх — коэффициент лобового сопротивления;
v — скорость судна, м/с;
F — площадь руля, м2;
р — плотность воды, кг/м3;
а—угол между плоскостью пера и направлением движения судна
(угол атаки).
В начальной стадии перекладки, руля при прямолинейном
движении судна угол атаки равен углу перекладки.
Обозначая через Ср ~ Су cos а 4- Сх sin а — коэффициент
силы, получаем
руа
£
18
Для определения момента на баллере имеем:
для простого руля
M6 = Pat=CM-^-Fb, (1-12)
для балансирного руля
ри2
А1б=(^'д1^ — СрЦ) F* (I 13)
Рис. 7. Движение судна при S-образной цир-
куляции:
1 — начало циркуляции; 2 — дрейф судна во время
циркуляции; 3 — перекладка руля на другой бор г
во время дрейфа; 4 — циркуляция в обратную сто-
рону.
Рис. 8. Смещение характе-
ристик момента сопротивле-
ния на баллере руля при
учете угла дрейфа.
Произведение Ра b называется моментом сопротивления от-
носительно передней кромки руля. Гидродинамические харак-
теристики СР и См для различных профилей рулей находят
по специальным графикам.
Все рассмотренные положения справедливы для перекладки
руля с борта на борт при движении судна по прямой с постоян-
ной скоростью. При движении судна на циркуляции и описании
буквы S в процессе осуществления перекладки руля с борта
на борт возникает явление, носящее название опорного момента.
Причина появления опорного момента — возникновение угла
дрейфа при развороте судна. В результате циркуляции дейст-
вительный угол встречи пера руля с набегающим потоком ста-
новится больше угла перекладки руля на величину угла дрей-
фа (рис. 7). В данном случае происходит как бы смещение кри-
вой момента на баллере на величину угла дрейфа и моменты
сопротивления на баллере значительно возрастают. Для опре-
деления величины опорного момента следует в расчете прини-
19
мать угол перекладки а = аПер +|3, и полученную таким образом
кривую положить в основу поверочного расчета привода (рис. 8).
Величину опорного момента можно определить либо по углу
дрейфа, либо по установленному опытным путем коэффициенту
75°
опорного момента. Приближенно \гол дрейфа , где
Г>ц— диаметр циркуляции.
Коэффициент опорного момента при одинаковой скорости
хода судна kon ~ -——— « 1,4 4- 1,6.
макс
§ 4. ТИПЫ ПЕРЕДАЧ РУЛЕВЫХ УСТАНОВОК
Одним из классификационных признаков рулевых устройств
является тип передачи крутящего момента от электропривода к
баллеру руля. На судах флота рыбной промышленности приме-
няются механические и гидравлические приводы.
Гидравлические рулевые устройства с привод-
ным электродвигателем подразделяют на приводы с изменением
направления движения жидкости за счет реверсирования двига-
теля; приводы с насосом постоянной производительности и с
золотниковым управлением движением жидкости в системе;
приводы с насосом переменной производительности и регулиро-
ванием направления движения жидкости в самом насосе.
В качестве приводных электродвигателей для гидравличес-
ких рулевых устройств, как правило, применяются нерегулируе-
мые асинхронные двигатели, пускаемые в ход с помощью магнит-
ных пускателей. Схемы пуска в ход таких двигателей рассмотре-
ны в первой части настоящего учебника. В связи с тем что
гидравлические рулевые устройства подробно рассматриваются
в курсе «Судовые силовые установки, вспомогательные и рыбо-
промысловые механизмы», в настоящем учебнике они не нашли
отражения.
Механические рулевые приводы состоят из си-
стемы зубчатых передач, обеспечивающих практически постоян-
ное передаточное число от вала электродвигателя к баллеру
руля, и подразделяются на винтовые, секторные и штуртросовые
приводы. Винтовые приводы применяются в основном на воен-
ных кораблях, что связано с их конструктивным исполнением и
размещением. Штуртросовые приводы характеризуются тем, что
электрическая рулевая машина размещается в рубке, а тросо-
вая передача от нее идет к баллеру руля. Такие приводы полу-
чили распространение на судах внутренних водоемов. Морские
рыбопромысловые суда сравнительно небольшого водоизмеще-
ния оснащаются главным образом секторными рулевыми элек-
троприводами.
Чтобы уяснить некоторые элементы расчета рулевого электро-
привода, рассмотрим секторный привод (рис. 9). Электродви-
20
гатель 1 через червяк 2 и червячное колесо 3 вращает цилин-
дрическую шестерню 4, входящую в зацепление с зубчатым сек-
тором 5. Сектор надет па верхнюю часть баллера руля 6 и
свободно на нем поворачивается влево и вправо от диаметрали
на 35__40°. Ниже сектора на баллер надет и закреплен шпонкой
румпель 7, который соединен с сектором двумя буферными
пружинами 8, выполняющими роль амортизаторов, защищаю-
щих привод от динамических
напряжении, возникающих при
ударах воли о перо руля.
Сектор снабжен зубчатым
ободом из отдельных надежно
укрепленных сегментов. Зубцы
сегмента имеют полукруглое*
сечение. Зубчатый обод сцепля- -
ется с ведущей цилиндриче-
ской зубчатой шестерней, об-
разуя первую пару зацепле-
ния. Ведущая зубчатая шестер-
ня сектора насажена на верти-
кальный промежуточный вал.
На тот же вертикальный вал
Рис. 9. Схема секторного привода
руля.
насажена горизонтальная чер-
вячная передача, составляющая с однониточным червяком вто-
рую передачу привода руля. Червячная передача выполняется
обычно самотормозящейся с к. п. д. меньшим 0,5. Эта непремен-
ная особенность рулевых приводов вызвана необходимостью
удерживать руль, переложенный на борт во время движения
судна, в том положении, в каком он оказался после остановки
электродвигателя. Иначе под действием сил давления воды он
вернулся бы к диаметрали (если руль устойчивый), вращая при
этом электродвигатель в обратном направлении. Вал червяка
соединяется с валом двигателя при помощи муфты.
Для определения крутящего момента на валу двигателя не-
обходимо знать зависимости передаточного числа i, к. п. д. пе-
редачи при прямом ходе т), и к. п. д. обратного хода передачи т/
от отдельных элементов передаточного механизма.
Обозначая передаточное число сектора и малой зубчатой
шестерни ц, а передаточное число червячной передачи полу-
чим общее передаточное число
/ = 4 /2.
(1-14)
Общий к. п. д. передачи
Ч = Ч1ЧаЧз»
(1-15)
где т)1 —к. п. д. червячной передачи;
Иг —к. п.д. цилиндрической пары;
Чз — к. п. д. баллера руля.
21
Для вычисления общего к. п. д. передачи все элементы меха-
нической передачи разбивают на две группы. Первая группа —
элементы механизма, у которых к. п. д. прямого хода равен
к. п. д. обратного хода. К этой группе относятся цилиндрические
и конические передачи, имеющие одинаковые потери при пере-
даче крутящего момента как от баллера к двигателю, так и от
двигателя к баллеру. Вторая группа — элементы механизма, у
которых к. п. д. прямого хода не равен к. п. д. обратного хода
из-за различных усилий, существующих в передаче при измене-
нии направления крутящего момента. К этой группе принад-
лежат червячная и винтовая передачи.
Для передач первой группы принимаются следующие средние
значения к. п. д. прямого и обратного хода:
Т|2 = Лг = 0 0,95;
т)з = Т)3 = 0,9 4- 0,95.
Коэффициент полезного действия червячной передачи опре-
деляется выражением
tgaB
tg (ав + ф)
где ач — угол подъема винтовой линии (принимают ав=5с, tgaB=0,l);
Т]о — к. п.д. направляющих червяка (т]о— 0,95 4-0,98);
<р—угол трения (tg ср=0,1-4-0,12).
Коэффициент полезного действия червячной передачи при
обратном ходе
tg(aB —ф)
Коэффициент трения для стали по бронзе принимают
0,14-0,12.
Обратный общий к. п. д. определяют из выражения
Л' = ПР12Пз<°- (1—18)
По полученным значениям и т/ можно определить мо-
менты Ммакс и Л4Макс для двигателя рулевого устройства.
Следует иметь в виду, что при определении к. п. д. обратно-
го хода могут быть три случая, определяющих знак к. п. д. чер-
вячной передачи:
ТЦ > 0, если ав > ф;
rjj = 0, если ав = ф;
<0, если ав < ф.
В первом случае момент на баллере передается на вал дви-
гателя, переводя последний в генераторный режим, во втором —
реакция передачи не дает крутящего момента на валу двигателя
22
и в третьем —для проворачивания передачи, несмотря на нали-
чие согласного момента на баллере, необходимо приложить
дополнительный крутящий момент к приводу со стороны дви-
гателя.
(1—19)
(1-20)
§ 5. НАГРУЗОЧНАЯ ДИАГРАММА ЭЛЕКТРОПРИВОДА РУЛЯ
Нагрузочная диаграмма рулевого электропривода представ-
ляет собой зависимость момента на валу электродвигателя от
\гла перекладки руля. Это функция пути, а не времени, как для
большинства электроприводов. Для построения такой диаг-
раммы M=f(a) необходимо знать значение крутящего момента
на баллере руля Мб при разных углах перекладки.
Для установления требуемой формы механической харак-
теристики электродвигателя следует предварительно определить
значение и характер изменения моментов сопротивления на его
валу.
При прямом ходе пера руля момент сопротивления на валу
электродвигателя составляет
о Мб
М =----
iri
Формула (I—19) справедлива только при определении мо-
мента сопротивления на валу двигателя, соответствующего по-
ложительным моментам на баллере. В случае отрицательных
моментов на баллере (обратный ход) для определения момента
сопротивления на валу двигателя принимают формулу
М' = — п',
I
где Мб — момент на баллере, совпадающий по направлению с моментом
вращения двигателя, взятый с отрицательным знаком.
Отрицательное значение М' определяет двигательный мо-
мент, приложенный со стороны привода, когда двигатель пере-
ходит в генераторный режим. Положительное значение М' со-
ответствует двигательному моменту, создаваемому электричес-
кой машиной, что характерно для самотормозящихся передач.
Так как передачи рулевых электроприводов содержат само-
тормозящийся элемент, прямой и обратный к. п. д. не равны
друг другу, т. е. т]=Аг/, причем р/<0. При обратном ходе пера
руля отрицательный момент на баллере руля и отрицательный
к. п. д. обусловливают положительный момент на валу электро-
двигателя. Иначе говоря, несмотря на стремление пера руля
повернуться в направлении перекладки, т. е. к диаметрали,
электродвигателю все же приходится работать в двигательном
режиме, преодолевая сопротивление трения в элементах пере-
дачи, расположенных между валом двигателя и самотормозя-
щимся элементом.
23
Формулы (I—19) и (I—20) справедливы только при опреде-
лении максимальных значений момента в связи с тем, что
к. п. д. механической передачи относятся к полной нагрузке.
Следовательно,
., ^б макс .
Ломакс — . » (I—21)
' ^б макс ,
Ммакс =-----;----П * (1—22)
На рис. 10 показана зависимость момента 711 на валу элек-
трического двигателя от момента ЛД балансирного руля при
Рис. ГО. Зависимость момента элек-
тродвигателя балансирного руля от
момента на баллере.
переднем ходе, полученная
опытным путем.
Очевидно, что построение
точных характеристик анали-
тическим путем затруднено.
Это объясняется, например,
тем, что к. п. д. передачи —
величина переменная, завися-
щая от нагрузки. Кроме того,
зависимость Л1б = /(сс) —ис-
ходная зависимость для полу-
чения нагрузочной диаграм-
мы — тоже определяется не
вполне точно. Как видно из рис. 10, при переходе через 0 мо-
мент на баллере руля равен нулю, а момент сопротивления на
ьалу электродвигателя из-за трения в элементах привода не ра-
вен нулю, т. е. 7Ио=#О. Момент сопротивления 7И0 в практических
расчетах принимают для простых рулей (0,14-0,2) 7Имакс, для
балансирных (0,24-0,3) 7ИМакс. Обычно принимают изменение
момента по закону прямой линии. Тогда аналитическая зависи-
мость М=$(Мб) для положительных моментов имеет вид
М = м0 + аМб.
(1-23)
В выражении (I—23) а — угловой коэффициент прямой, оп-
ределяемый из выражения
1 MG
а = —— —--------.
ZT] Макс
Тогда
. . Мб Mq макс Мб
м = — + —-----------------------------------м0.
И] Мб макс
Для отрицательных моментов на баллере руля
М^ Мб макс ~~ Mq
М' = —— Y) +-------;-------Мо.
' ‘^б макс
(1-24)
(1-25)
24
Следует учитывать, что в формулу (1—25) значения Л4б и
п' вводят с отрицательными знаками, так как речь идет о са-
мотормозящихся передачах. В практических расчетах при
построении нагрузочных диаграмм рассматривают два участка
работы: для простого руля— участки от —а°макс ДО 0° и от 0е
до +а°ыакс (рис. 11, а); Для балансирного и полубаланспрного
рулей — участки от —а°Макс до + а, и от + О] до +а°Макс (рис.
11.6).
Рис. 11. Приближенные нагрузочные диаграммы рулевого электропривода:
а _ при простом руле; б — при балансирном и полубалансирном руле; е — при
заднем ходе судна.
На участке —а°макс до 0° Для простых рулей принимают
M=MQ. Для балансирных и полубалансирных рулей 7И = Л4О
принимают для участка от —а°Макс до aj. Изменение же момен-
та на участках от вмакс до а = 0 для простых рулей и до щ для
балансирных принимают прямолинейным. Для заднего хода суд-
на также заменяют криволинейную зависимость M = f(a) пря-
молинейными участками (рис. 11, в).
При расчете моментов па валу электрического двигателя
рекомендуется выбирать элементы привода так, чтобы переда-
точное число i соответствовало частоте вращения двигателя,
близкой к синхронной в зависимости от времени перекладки.
Это условие следует выдерживать при подборе двигателя как
переменного, так и постоянного тока. Средняя частота враще-
ния вала двигателя /7Ср и передаточное число i связаны между
собой зависимостью
о
cl i
«ср= _ макс
ЗГ ’ '
где Т — заданное время перекладки пера руля с борта на борт, с.
Принимая значение п,т близким или равным синхронной
частоте вращения (1500, 1000, 750 об/мин), легко определить
необходимое передаточное число привода механической пере-
дачи по формуле
• Q т
1 - о Пср
амакс
(1—26)
25
§ 6. РЕЖИМЫ РАБОТЫ РУЛЕВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Во время ходового режима судна рулевой электропривод
работает непрерывно. В случае длительного движения с неиз-
менным курсом углы перекладки пера руля небольшие и дости-
гают 4—6'. Согласно нагрузочной диаграмме, этим углам со-
ответствуют малые моменты на валу электрического двигателя.
Вместе с тем частота включения двигателя в работу весьма ве-
лика и достигает 450 включений в час (согласно Правилам
Регистра СССР не менее 350 включений в час) в зависимости
от опытности рулевого, состояния моря, силы ветра и течения
и многих других причин.
В маневренном режиме работы судна частота включений
электродвигателя меньше, а углы перекладки больше. В связи
с большими углами перекладки увеличивается и время действия
электродвигателя. Поэтому можно считать, что рулевые элект-
роприводы работают в повторно-кратковременном режиме ра-
боты с ПВ = 15-4-25% при большом числе включений в час.
Рыбопромысловые суда часто работают в ледовых условиях.
В этом случае моменты на баллере руля могут быть значитель-
но больше, чем при плавании в чистой воде. Причина этого —
попадание битого льда между бортом судна и пером руля. Зна-
чительные моменты возникают также при совершении судном
S-образной циркуляции и при ударах волн о перо руля. Можно
сделать вывод, что нагрузка рулевого электропривода изме-
няется от холостого хода до стоянки под током при заклинивании
пера руля.
Частота вращения приводного электродвигателя руля также
изменяется в широких пределах, так как для ускорения произ-
водства маневра судна перекладку руля на большие углы выпол-
няют с возможно большей скоростью. При малых углах не тре-
буется большой скорости перекладки, так как будет затруднена
точная остановка руля в заданном положении. Средняя частота
гфащения приводного электродвигателя должна обеспечить
перекладку пера руля с борта на борт в заданное время.
§ 7. СИСТЕМЫ И СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РУЛЕВЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
Требования Регистра СССР, рассмотренные в § 1, лежат в
основе расчета и выбора электрических машин и аппаратуры
к ним для рулевых устройств с механической передачей. Эти
требования показывают, что приводные электродвигатели ме-
ханических передач рулевых устройств независимо от рода то-
ка, величины напряжения и схемы включения в работу должны
обладать падающей механической характеристикой. В этом
случае исключается возможность аварии механизма руля при
заедании в системе, ограничиваются динамические усилия в
26
приводе, так как двигатель оказывает компенсирующее дей-
ствие. u .
При жесткой механической характеристике для обеспече-
ния требований Регистра СССР приходится искусственно
уменьшать частоту вращения электродвигателя с ростом на-
грузки. Это достигается двумя способами: при постоянном
напряжении сети, питающей двигатель, введением в цепь якоря
сопротивлений либо применением дроссельного регулирования
в обмотке статора двигателя переменного тока; изменением при-
ложенного к исполнительному двигателю напряжения при
питании его от отдельного генератора.
Первый способ может быть применен для двигателей, питаю-
щихся от судовой сети: постоянного тока параллельного воз-
буждения; постоянного тока смешанного возбуждения; перемен-
ного тока — асинхронного.
Второй способ осуществляется с помощью системы Г—Д
^различного исполнения или с помощью системы согласно-
встречного включения (бустерной). На судах флота рыбной
промышленности наибольшее распространение получили сле-
дующие системы управления рулевым электроприводом на по-
стоянном и переменном токах: для электроприводов малых
мощностей (до 3 кВт) применяют двигатели постоянного тока
параллельного возбуждения с постоянно включенным добавоч-
ным сопротивлением в цепи якоря; для электроприводов мощ-
ностью до 15 кВт применяют двигатели постоянного тока сме-
шанного возбуждения, причем на время пуска в цепь якоря
двигателя включаются последовательные сопротивления; для
пулевых механических приводов значительных мощностей при-
меняется система Г—Д с двухобмоточным генератором, где
шунтовой исполнительный двигатель питается от генератора
< независимой и противокомпаундной обмоткой. Система Г—Д
с электромашинным усилителем обеспечивает возможность ог-
раничения по частоте вращения или по крутящему моменту.
Асинхронные двигатели применяются при мощностях 5—6 кВт.
Чаще всего это двухскоростные двигатели с переключением чис-
ла пар полюсов в отношении 2:1. Ограничение тока стоянки
обеспечивают в этом случае с помощью дроссельного регулиро-
вания либо применением двигателей с повышенным скольже-
нием.
Для рулевых электроприводов используются различные
системы управления, в которых применяются разнообразные
схемы управления исполнительным двигателем. В зависимости
от назначения судна, рода тока на судне, требований надеж-
ности и живучести к механическим передачам находят приме-
нение следующие системы и схемы управления: системы
непосредственного управления (контроллерные схе-
мы переменного и постоянного тока, релейно-контакторные схе-
мы управления, системы Г—Д с ПКО с питанием от сети пере-
27
менного и постоянного тока, системы Г—Д с ЭМУ в качестве
возбудителя; системы следящего управления (мосто-
вые схемы по системе Г—Д, схемы с контактными датчиками
по системе Г—Д, дифференциальные схемы по системе Г—Д,
бесконтактные схемы с дроссельным управлением переменного
тока, бесконтактные схемы Г—Д с магнитными усилителями);
системы автоматического действия (контактные
гирорулевые в системе Г—Д, бесконтактные авторулевые).
В элеьтрогидравлическпх передачах можно отметить следую-
щие системы и схемы управления: системы непосредственного
управления (релейно-контакторные схемы для реверсивных
электродвигателей насоса, релейно-контакторные схемы для
пуска нереверсивных двигателей насоса); системы следящего
управления (электромеханические системы управления с рычаж-
ным дифференциалом, электромеханические системы управления
с кулачковым дифференциалом, электрогидравлические системы
управления с рычажным дифференциалом, электрогидравличес-
кие системы с золотниковым управлением).
Управление рулевым гидравлическим приводом в системе
автоматического действия может быть осуществлено теми же
схемами авторулевых, как и для механических приводов с воз-
действием на манипулятор гидравлического насоса.
Применение той или иной схемы обусловливается мощностью
исполнительного двигателя (табл. 1).
Таблица 1
Мощность двигателя, кВт Схема управления приводами
механическим электрогидравлическим
. До 3 3—10 Свыше 10 Релейно-контакторная, контрол- лерная Релейно-контакторная, система г-д Система Г — Д С реверсивным двигателем С реверсированием жид- кости в насосе То же
Наилучшей для рулевых электромеханических приводов лю-
бой мощности и при любом роде тика судовой сети является
система генератор — двигатель с противокомпаундным генера-
тором. Эта система в различных модификациях наиболее рас-
пространена. Она обладает преимуществом перед любыми’
другими системами, заключающимся в ее высокой надежности.
Отсутствие контактов в главной цепи снижает вероятность ава-
рий до минимума. Простота схемы управления электроприво-
дом и несложность ее автоматизации делают и эту часть элек-
тропривода весьма надежной. На работу судовой электростан-
28
ции частые включения исполнительного электродвигателя почти
не влияют из-за высокой плавности пуска. Недостаток системы
I*_д необходимость в трех, а при переменном токе судовой
сети в четырех электрических машинах. В силу указанного не-
достатка система Г — Д все больше вытесняется электрогидрав-
лической системой с насосами переменной производительности.
§ 8. РАСЧЕТ И ВЫБОР МОЩНОСТИ РУЛЕВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Выбор механической характеристики исполнительного элек-
тродвигателя. Задачей расчета при выборе исполнительного
электродвигателя является определение его механической ха-
рактеристики для обеспечения заданного времени перекладки
пера руля с борта на борт при полной скорости переднего хода
или принятой в расчете скорости заднего хода судна. Иначе
говоря, необходимо найти зависимость которая удов-
летворяла бы требованию перекладки руля в заданный отрезок
времени. Рассмотрим метод определения мощности рулевого
электропривода применительно к системе Г—Д с противоком-
паундной обмоткой. Исходными данными для расчета харак-
теристик исполнительного двигателя рулевого устройства яв-
ляются: заданное время перекладки руля с борта на борт Т, с;
угол наибольшего отклонения пера руля от диаметральной
плоскости судна аМпкс; зависимость момента сопротивления на
баллере руля от угла поворота руля = полное передаточ-
ное число рулевого привода /; к. п. д. рулевого привода тр До-
пустим, что поток возбуждения генератора Фг прямо пропор-
ционален ампервиткам A W. возбуждения, что правомерно, так
как генератор имеет ненасыщенную магнитную систему. Тогда
Фг =
где — коэффициент пропорциональности.
Ампервитки возбуждения состоят из ампервитков независимой
обмотки AWX, постоянных по величине, и ампервитков противо-
компаундной обмотки, пропорциональных току в якоре генера-
тора
Фг = kY (AWX - k2Ia),
где /а —ток в якоре генератора;
^2 — коэффициент пропорциональности.
Последнее выражение можно записать в виде
Фг — kiAWx — kik2Ia = ф0 — фп
или
Фг = Фо —
где Ф(, поток возбуждения независимой обмотки при холостом ходе;
Фп — поток возбуждения ПКО;
= kik2.
29
С некоторым приближением можно принять, что при постоян-
ной частоте вращения генератора противоэлектродвижущая сила
электродвигателя пропорциональна его частоте вращения и по-
току возбуждения генератора
и £д — *
Следовательно,
п =-----.
В свою очередь, крутящий момент М на валу двигателя при
постоянном его потоке возбуждения пропорционален току якоря
двигателя, а следовательно, и генератора.
Учитывая, что 1а =------ из выражения для Фг можно
См
записать
k-tkoko
п = nQ —-----------М = п0 — Ь2М
сесМ
(1-27)
где п0 — частота вращения идеального холостого хода исполнительного дви-
гателя руля;
Ь2 = .
Значение Ь2 можно найти из условия стоянки электродвигате-
ля подтоком при заторможенном якоре, т. е. при М = 7ИСТ и п=0.
О — Ио — Ь2Мст,
откуда
— •
мст
Теперь уравнение механической характеристики можно за-
писать в следующем виде:
п=п°-^7л<=йо0~^£_)- (1-28)
Решая уравнение (I—28) относительно М, получим
/ п \
М = Мст 1 —-- ). (1—29)
\ и0 J
Графическое изображение механической характеристики по
казано на рис.
12.
Рассмотрим
возможные режимы перекладки
пера руля.
Перекладка руля
Как уже упоминалось, для
при постоянной
простого руля первый
скорости
период
пере-
кладки имеет место в пределах от угла —а°Макс до 0, для ба
лансирных и полубалансирных рулей — от угла —а°Макс до +а®
30
Момент на валу электродвигателя в первом периоде переклад-
ки на переднем и заднем ходу судна остается неизменным и
равным
/ Пл \
Мо = Мст ( 1 — )
\ п0 J
И
( Мо \
Hi = п0 — п0 —— ] = п0
\ Мст J МСт
МСт — Мо
где /и — частота вращения, соответствующая
Между временем перекладки с
постоянной скоростью в первом пе-
риоде /1 и углом поворота баллера
руля существует зависимость:
для простого руля
^6^1 амакс ’
для балансирного и полубалан-
сирного рулей
амакс
Зная, что для первого
n = n1 = const, для простого
лучим
ЛП1 j И!
167/1= 9,55/ /1==амакс‘
о
I-
О
(1-30)
= п0
7
лном
t_ Мо
Мст
моменту Мо.
Mr
Рис. 12. Механическая харак-
теристика исполнительного
электродвигателя, работающе-
го в системе Г—Д.
периода
руля по-
П1
(1-31)
В выражении (I—31) угол амакс
Тогда
выражается в
радианах.
30Z
/амаксМст
амакс — 9,55
ЛП1 По (МСт — Мо)
Для балансирного и полубалансирного
периода перекладки
рулей
(1-32)
для первого
t 9,55Z(aMaKc + ai)Mст
По (Мст Мд)
(1-33)
нои
скорости.
Перекладка руля при перемен
Во втором периоде перекладки имеет место замедленное движе-
ние. Приравняем момент движущих сил моменту сопротивления:
М- макс Мо
\ По J амакс
Решаем полученное уравнение относительно п.
Мо Ммакс Мо
П = п0 — п0 —— — По —:----— а.
МсТ МСт<Хмакс
/ и
Мст ' 1
а.
31
Так как n0, Л4СТ, МмаКР и амаьс— величины постоянные,
то обозначим
Мо
п<>"о ~7Г~
= Л;
^0(Л4макс —**о) п
------------------а — В,
Л^ст^ма кс
тогда
п = А — Ва.
Частоте вращения
п
вая скорость сод =----
9,55
п
электродвигателя соответствует угло-
. da
и сод= I —, откуда
dt
da
п = 9,55/--
dt
da
Со—— == A — Ва,
dt
da
0 At ’
dt
da
dt = Со----,
0 А— Ва
30/
где Со =----=9,55 i.
л
Теперь можно определить время перекладки простого руля
во втором периоде при переднем ходе судна, проинтегрировав
полученное выражение в пределах от 0 до амак£>
амакс
/2 — 6*0
0
d/
А — Ва '
_-^-!п(Л-Ва)Гмакс;
В • о
В
. Л ^С4макс
--------л------
Подставим в полученную формулу значение коэффициентов
. боамаксМст Л4СТ Л4макс
/2 = —--------------- 1п-----------. (1—34)
(Ломакс — Л40) м0 Мст AdQ
Для балансирного и полубалансирного рулей время перек-
ладки при переднем ходе судна определяют из выражения
, G) (амакс а1) Л4СТ , Л1СТ Л1макс
t2 = —----------------------------------- 1П ---------. (1—35)
(^макс ^о) по А1СТ —
При рассмотрении режима перекладки на заднем ходу судна
значение /З.к определяют по формуле
9,55гоС1Л1ст МсТ Ммакс ,j
3 Х (Ломакс — Л^о) по AdCT
32
При режиме перекладки на заднем ходу судна от угла cti
До «макс двигатель будет работать в течение t'3 х, которое оп-
ределяется по формуле
/’ 9 * ^5* Самаке а1) А1ст
ЗХ~ По(^ет-^е) ' (~ )
Определение полного времени перекладки
руля с борта на борт и характеристики двига-
теля. Полное время перекладки руля при переднем ходе судна
Т — /1 /2*
Для простого руля
9,55Z/Истамаис /1 1 AfCT — /Имакс \
/ =---------------- ------------—-------------In -------------- ].
Ио \ MGT — /Ир -Ммакс — Мо Мст — Мо J
(1-38)
Величина Т в практике расчетов рулевого привода обычно
задается. Она должна быть обеспечена исполнительным элек-
тродвигателем. Поэтому необходимо установить частоту вра-
щения холостого хода двигателя, при этом будут установлены
начальная точка и наклон механической характеристики. Нахо-
дят частоту вращения идеального холостого хода из выражения
9,55;амакс/Ист ( \ 1 п п 1 ^ст ^макс \
= --------------। -----------—-------------2.3 log------------ ).
\ А^ст М -Мма^с Мо /Ист — /Ид /
(1-39)
Для балансирных и полубалансирных рулей
9,55г7Ист
"о ------------
&ма^с ~г
/ИСт /Ио
С&ма^с
М)
2,3 log МмаксХ
Л1СТ-Л4О /
(1-40)
Для работы исполнительного двигателя при заднем ходе
судна, если требуется перекладка за время ^ = /1 + /3.х+Лз.х,
частоту вращения холостого хода определяют по формуле
9,55г/Ист [ Самаке । амакс
' а —I— ~ ’
Т \ Мст — Мо Мст /ИмаКс
ОЦ /* А^макс \ _
— ------------2,3 log---------. (1—41)
Ммакс-/Ио ’ & Мст-/И0 ;
Для учета переходных процессов время перекладки руля
уменьшают на 2-4-3 с, т. е.
Т = 73-(2- 3).
Момент стоянки электродвигателя под током принимают рав
ным
/^ст — (1,3-ь 1,5) /Имакс
2 В. И. Фесенко
33
Задаваясь моментом стоянки электродвигателя под током и
определив частоту вращения идеального холостого хода для
конкретного типа руля и направления движения судна, опре-
деляют механическую характеристику исполнительного электро-
двигателя, удовлетворяющую заданному времени Т. Общее выра-
жение механической характеристики дано в формулах (I—28) и
(1-29). Частоты вращения, соответствующие моментам М и
Ломакс
Мет — Мо
"1 = п°—
Л4Ст ^мак;
и Пмакс = nQ
Л4ст
(1-42)
Определение мощности и выбор типа рулевого электродви-
гателя. Примем за номинальную мощность исполнительного
электродвигателя, работающего в системе Г—Д с противоком-
паундной обмоткой, максимальную мощность, полученную по ме-
ханической характеристике, изображенной на рис. 12.
Обычно при расчетах выбранную номинальную мощность дви-
гателя принято относить к часовому или получасовому режиму.
Для установления максимальной мощности, номинальных значе-
ний крутящего момента и частоты вращения используют форму-
лу (1-29).
Умножим обе части выражения (I—29) на п:
Мп = Мст-
ил и
/ и2 \
975Р = Л4СТ( и —- ),
\ "о J
где Р — мощность на валу, кВт.
Возьмем производную от мощности по частоте вращения и
приравняем ее нулю для определения максимума функции
P=f(n):
-^=Ж71-2-^)=0;
dn \ n0 J
1 _2-^Ь =0;
По
Ином = ~~q • (I 43)
di
Выражение (I—43) определяет значение частоты вращения,
при которой мощность на валу будет максимальной.
Номинальное значение крутящего момента, соответствующе-
го пном, определяется выражением
Л^ыом = Мст/1 - = У Л4ст- (1-44)
34
Исходя из формулы (I—44) определяют значение максималь-
ной мощности двигателя
р ____ р ^ном^ном 1 МСт^р Мст^о _
макв= ном- 975 4 ( ~45)
Формулы (I—43), (I—44) и (I—45) определяют номиналь-
ные параметры исполнительного двигателя электропривода ру-
левого устройства.
Определение мощности и выбор генератора и приводного
электродвигателя. Номинальную мощность генератора опреде-
ляют по номинальной мощности исполнительного электродви-
гателя по формуле
р = £ном (1—46)
г.ном „ » V
*1д
где Пд — к. п.д. электродвигателя.
Полученное значение Рг.ном -является основой для выбора
номинального напряжения на зажимах генератора, соот-
ветствующего номинальной частоте вращения и номинальному
току исполнительного двигателя рулевого устройства. В связи
с тем что напряжение судовой сети постоянного тока не должно
быть более 230 В, согласно правилам Регистра СССР прини-
мают напряжение генератора равным 115 В с тем, что напря-
жение при холостом ходе генератора с ПКО не превысит 230 В.
Номинальный ток генератора определяют по формуле
г ^НОМ /г л
/ном =77—• (I-47)
^ном
По полученным данным выбирают по каталогу соответст-
вующий генератор. Мощность приводного электродвигателя пре-
образователя системы Г — Д определяют исходя из номиналь-
ной мощности генератора:
р _ ^Г.ном___Р НОМ ~ Р НОМ /у /о\
*пр,ном~ “ _ ~ 2 ’
Лг ЛдЛг
где Т|г — к. п. д. генератора.
Частота вращения приводного двигателя должна соответ-
ствовать частоте вращения генератора. Напряжение на зажимах
приводного двигателя и его род должны соответствовать роду
тока и величине напряжения судовой сети. Тип машины подби-
рают по каталогу.
Если ток судовой сети переменный, то для питания незави-
симых обмоток возбуждения генератора и исполнительного дви-
гателя необходимо предусмотреть отдельный возбудитель, мощ-
ность которого должна быть примерно равна 54-10% мощности
электродвигателя исполнителя.
2*
35
Рулевой электропривод с применением асинхронного двига-
теля с переключением числа пар полюсов. В рулевых электро-
приводах нашли применение асинхронные двигатели с переклю-
чением числа пар полюсов с соотношением частоты вращения
2:1. Большая частота вращения обеспечивает перекладку пера
руля с борта на борт, меньшая — удерживает судно на курсе.
В том и другом случае обеспечивается постоянство момента.
В качестве исполнительного двигателя рулевого устройства
применяются короткозамкнутые двигатели с повышенным сколь-
жением (8—10%) и большим пусковым моментом (2,5 Л4НОМ).
Момент, развиваемый двигателем при переключении числа пар
полюсов, определяют по формуле
М ~ &о^2^б>
где kQ — коэффициент пропорциональности;
/2 — ток в роторе;
В б индукция в воздушном зазоре.
В связи с тем что момент при переключении числа пар по-
люсов остается постоянным, индукция в воздушном зазоре так-
же должна быть неизменной. Это достигается применением схе-
мы включения статорных обмоток, изобра-
женной на рис. 13.
При полном числе пар полюсов каждую
фазу с последовательным соединением по-
луобмоток соединяют в звезду включением
контактов /. При половинном числе пар по-
люсов в звезду соединяют каждую фазу с
параллельным соединением полуобмоток
включением контактов II.
Механическая характеристика асинхрон-
ного двигателя повышенного скольжения
принимается прямолинейной в рабочей ча-
сти ее и аналитически может быть выраже-
на формулой
Рис. 13. Схема вклю-
чения двухскоростной
статооной обмотки.
^ном
Параметры исполнительного асинхронного двигателя в связи
с его достаточно жесткой механической характеристикой опре-
деляют по средней частоте вращения, исходя из формулы
(1-26)
о
амакс*
Пср=—37^’
где пСр — средняя частота вращения двигателя при перекладке руля с бор-
та на борт.
Номинальную частоту вращения определяют из выражения
^ном “ (1 > “г* 1 > 1) ^ер •
36
Для того чтобы обеспечить пуск двигателя, необходим избы-
точный момент, определяемый по формуле
^изб w (1,3 4- 1,5) Ммакс.
С учетом наиболее тяжелых условий пуска
Л4П = (1,34-1,5) Л4ПЗб = (1,7 4- 2,3) МмаКс.
Можно принять, что Л4ном=Л1макс, тогда
р______Mhom»hom , -п
гном — 975 О—
или
р _____________________________ ^ном^ном
ном “ 9550 *
В настоящее время на судах флота рыбной промышленности
внедряются системы на базе бесконтактных статических элемен-
тов с использованием асинхронных короткозамкнутых двигате-
лей в качестве исполнительных двигателей электроприводов
рулей. Одним из примеров применения таких систем является
электрический привод с тахометрической обратной связью по
частоте вращения, рассмотренной в первой части настоящего
учебника. Расчет характеристик исполнительного двигателя
такой системы аналогичен расчету для асинхронных двигателей
с переключением числа пар полюсов. Однако необходимый
пусковой момент при номинальном напряжении сети находят
по формуле
Л4п W (1,3 4- 1,5) Л^макс^нп^др> (I—51)
где &нп — коэффициент, учитывающий снижение напряжения сети (при
l/c=0,94 Un, £нн = 1,13);
&др — коэффициент, учитывающий потери напряжения в дросселе.
Для двигателей серии МАП мощностью до 5 кВт Лдр=1,44-
4-1,8.
Следовательно,
Л4п ~ (2,0 -г- 3,0) Л4макс.
Выбранный изложенным выше методом асинхронный двига-
тель необходимо проверить по нагреву при ходе судна по кур-
су.
Для асинхронных короткозамкнутых двигателей применяется
метод расчета на допустимое число включений в час, так как
это наиболее характерный режим работы рулевых электропри-
водов. В этом случае пусковые потери могут быть довольно зна-
чительными и предопределить выбор двигателя.
В теории электропривода пусковые потери именуются как
динамические. Динамические потери энергии в роторе за один
37
пуск вхолостую можно определить воспользовавшись уравне-
нием
G^(l -S2)
ЛД'Х ” 730
(1-52)
где «о — синхронная частота вращения;
sc — скольжение, соответствующее Л4С.
Кроме динамических потерь при пуске имеют место и допол-
нительные потери Лд.п, зависящие от статической нагрузки
на валу двигателя при пуске. Их учитывают с помощью коэффи-
циента
. х Лц, п
Лх-х Ад.%.
(1-53)
По данным заводов-изготовителей электрических машин
£д = 1 + № тс= --Мс - = 04-0,6, тогда
0,6 Ммакс
GD2nn (1 - s*)
А — k --------—------—
Лд.п - 730
(1-54)
Эквивалентная мощность динамических потерь за г циклов в
час при относительной продолжительности включения К опреде-
ляется формулой
р _ ^д-пг _
“ 36005 ’
Следовательно, динамические потери в роторе будут
GD2(1 -s“) zn20
Р =k„--------------——. (1—55)
3-д д 730 • 36005
При предельном моменте по нагреву двигателя A4U0M и фак-
тическом моменте на его валу Мс двигатель допускает число пу-
сков г, которое определяется разностью между допустимыми и
статическими потерями в роторе. Это разность (в ваттах) будет
/^ном^ном — ^с)/^о Кроме того, эти потери должны
0,975
равняться пусковым потерям в роторе (I—55). Приравняв из-
быточные потери к пусковым и решая уравнение (I—55) отно-
сительно z, определим допустимое число пусков в час при из-
вестных статическом моменте на валу Л1с и относительной про-
должительности включения
2.7- 106 (Мном^пом A4csc)
z = '
(1-56)
GD2n0 (1 - Sc) &д
Так как было принято, что в пределах рабочей части ха-
рактеристика двигателя прямолинейна, то
Мс
«с ~ «ном м
/,аном
В связи с тем что величина весьма мала, ею можно пре-
небречь (т. е. 1—Кроме того, при пусках вхолостую
Мо = 0, Лд=1 и пс = п. Тогда
2,7* 106Л4НОМ«НОМ
И С
6D2n0
Требования Регистра СССР предусматривают обеспечение
непрерывной работы рулевого электропривода в течение 1 ч
при наибольшей эксплуатационной скорости переднего хода и
при перекладке руля на угол, при котором перекладок пера
руля будет не менее 350 в час. Это условие и должно быть вы-
держано при поверочном расчете.
§ 9. СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РУЛЕВЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
Регистр СССР к системам управления рулевыми электро-
приводами предъявляет весьма жесткие требования. Одним из
таких требований является обеспечение стопроцентного резер-
вирования некоторых элементов схем управления. Резервные
элементы электрооборудования, требуемые Регистром СССР, на
предлагаемых к рассмотрению схемах, как правило, не пока-
зываются, чтобы не загромождать чертеж и облегчить разбор
схем.
Схема управления рулевым электроприводом средней мощ-
ности (рис. 14). Это релейно-контакторная схема управления,
применяемая в случае использования постоянного тока в судо-
вой сети.
Элементы схемы. Компаундный двигатель ДИ, управ-
ляемый с помощью командоконтроллера ПУ, может работать
на трех искусственных характеристиках, обеспечиваемых вклю-
чением в цепь якоря трех ступеней сопротивления г{-^-г4. Кроме
того, сопротивление СТ обеспечивает его работу в режиме ди-
намического торможения Магнитная станция и контакты пос-
та управления обеспечивают симметричность работы схемы при
перекладках на левый и правый борт. Реверсирование двигате-
ля достигается изменением направления тока в якоре за счет
срабатывания контакторов направления Л и П
Для увеличения тормозного момента применяется контак-
тор возбуждения В и реле торможения РТ, которые своими кон-
тактами подключают в работу обмотку СОВ в режиме динами-
ческого торможения. Реле IPV-^SPy определяют необходимую
выдержку времени при разгоне электродвигателя путем под-
39
ключения своими контактами катушек контакторов ускорения
1У—ЗУ под напряжение. Схема предусматривает наличие путе-
вых и конечных выключателей В/7-74-В77-5, сигнальных ламп
ЛЗ, ЛБ, ЛК и грузовую защиту.
В цепи обмотки ШОВ включены сопротивления разрядное
СР и экономическое СЭ. Пуск двигателя ДИ осуществляется
в функции времени с помощью электромагнитных реле.
Рис. 14. Контакторная схема управления рулевого электро-
привода средней мощности на постоянном токе.
Работа схемы. В нулевом положении рукоятки ПУ полу-
чают питание через экономическое сопротивление СЭ шунтовая
обмотка электродвигателя ШОВ и катушка ускорения 1РУ, ко-
торое срабатывает и размыкает свой контакт. В первом поло-
жении рукоятки ПУ в сторону «Право» замыкается контакт
ПУ-2 и включаются контакторы 1П и 2П. Электродвигатель ра-
ботает по первой характеристике, перекладывая руль вправо.
Блок-контакт 2П шунтирует СЭ, один блок-контакт 1П обесто-
40
чивает катушку 1РУ, а второй подает питание на катушки 2РУ
и ЗРУ и на остальную часть схемы управления. Реле 2РУ и ЗРУ
срабатывают и размыкают свои контакты. После оконча’-
ния выдержки времени реле 1РУ оно замыкает свой контакт в
цепи катушки контактора ускорения 1У. Если рукоятка ПУ пе-
реведена во второе положение и контакты ПУ-3 замкнуты, то ка-
тушка 1У получает питание и контактор срабатывает. Он шун-
тирует своим главным контактом ступень сопротивления
Г]—г2 и электродвигатель переходит на работу по второй ха-
рактеристике, увеличивая частоту вращения. Одновременно замк-
нувшийся блок-контакт 1У подготавливает цепь катушки 2У,
а разомкнувшийся обесточивает катушку реле 2РУ.
По окончании выдержки времени реле 2РУ и с переводом
рукоятки ПУ в третье положение включается контактор 2У и
шунтирует своим главным контактом ступень сопротивления
г2—/'з- Электродвигатель переходит на третью характеристику
и увеличивает частоту вращения. Одновременно блок-контакты
2У подготавливают цепь катушки ЗУ и обесточивают катушку
ЗРУ. После окончания выдержки времени этого реле оно замы-
кает свой контакт и, если к этому времени рукоятка ПУ переве-
дена в четвертое положение, включает контактор ЗУ. Он шунти-
рует своим главным контактом последнюю ступень сопротивле-
ния Гз—г4, и электродвигатель переходит на естественную харак-
теристику, перекладывая руль с наибольшей скоростью.
Перекладка руля на левый борт происходит так же, но при
переводе рукоятки ПУ влево, вместо контакторов 1П и 2П вклю-
чаются 1Л и 2Л и электродвигатель реверсирует.
Остановка электродвигателя осуществляется постановкой ру-
коятки командоконтроллера в нулевое положение. В этом слу-
чае цепи контакторов направления, ускорения и реле времени
обесточиваются, а якорь двигателя подключается к сопротивле-
нию динамического торможения СТ.
В первый момент торможения магнитный поток двигателя
снижается, так как отключается обмотка СОВ и в цепь обмот-
ки ШОВ вводится сопротивление СЭ. Так как э. д. с. двигателя
в начале торможения достаточно велика, реле РТ срабатывает
и подает питание на контактор возбуждения В. Последний своим
контактом подключает обмотку СОВ через сопротивление
И—г4 к сети. Магнитный поток двигателя возрастает и увели-
чивается его тормозной момент.
При определённой частоте вращения двигателя его э.д. с.
становится недостаточной для удержания контакта реле РТ в
замкнутом положении и реле РТ обесточивает контактор В,
оборвав тем самым цепь обмотки СОВ. Работа схемы в направ-
лении «Лево» аналогична рассмотренной.
Защита схемы. Защиту от перегрузки двигателя осу-
ществляет реле грузовое РГ, которое срабатывает и размыкает
свой контакт в цепи катушки контакторов 2У и ЗУ. Указанные
41
контакторы обесточиваются и вводят в цепь якоря двигателя
сопротивления г2—г$. Двигатель автоматически переходит на
работу по второй искусственной характеристике. После исчезно-
вения перегрузки работа двигателя автоматически восстанавли-
вается в прежнем режиме. Конечные выключатели В ПЛ и ВП-2.
обеспечивают отключение двигателя в крайних положениях пера
руля. Цепи управления от короткого замыкания защищены пре-
дохранителями Пр. В момент отключения от сети обмотка ШОВ
защищается сопротивлением СР.
Схема с дросселями насыщения (рис. 15). Такая схема при-
меняется на рыбопромысловых судах небольшого водоизмеще-
ния.
Рис. 15. Схема управления
рулевым электроприводом с дросселями
насыщения.
Элементы схемы. Асинхронный короткозамкнутый дви-
гатель ДИ, управляемый с помощью дросселей насыщения ДН,
магнитного усилителя МУ и тахогенератора ТГ, контроллера
с семнадцатью контактами К1-К17. В схеме также используются
конечные выключатели ВК, система температурного контроля
42
ТД, выпрямительные элементы ВТ — выпрямитель тормозного
реле РТ, ВС — выпрямитель реле сигнализации PC, феррорезо-
нансный стабилизатор напряжения ФСН, переключатель ПТУ,
выпрямители ВМ и ВД, контактор Л, сигнальные приборы РВ
и ЛС, различные сопротивления, в том числе СТ — сопротивле-
ние в цепи динамического торможения. Трехфазный дроссель
насыщения, собранный на Ш-образном сердечнике, обеспечивает
изменение напряжения на статорной обмотке двигателя ДИ.
Магнитный усилитель МУ имеет четыре обмотки: !FP— ра-
бочая обмотка, у которой индуктивное сопротивление изменяет-
ся в соответствии со степенью насыщения Ш-образного сердеч-
ника; Г0.с — обмотка положительной обратной связи по току,
предназначенная для увеличения коэффициента усиления;
Wc — обмотка смещения, компенсирующая намагничивающую
силу обратной связи при отсутствии тока в обмотке Wy, пред-
назначенной для управления двигателем ДИ. Именно током в
этой обмотке устанавливается частота вращения двигателя за
счет разности задающего напряжения {73 на потенциометре
Г1-4-Г4 и э. д. с. тахогенератора Етт.
Работа схемы. В нулевом положении контроллера при по-
даче питания на схему линейный контактор Л оказывается под
напряжением, так как контакты К14 и /<15 замкнуты. Цепь об-
разуется через выключатель ВД\ или ВК2. Линейный контактор,
сработав, замыкает свои главные нормально открытые (замы-
кающие) контакты и размыкает нормально закрытые (размы-
кающие) блок-контакты в цепи динамического торможения.
При установке рукоятки контроллера в первое положение
работы, например на правый борт, замыкаются контакты К2,
КА и К5. Контакт К14 размыкается, а контакт К15 остается зам-
кнутым, обеспечивая цепь питания катушки контактора Л. В ре-
зультате на зажимы статора подано напряжение и производится
пуск ДИ при пониженном напряжении. Это объясняется тем,
что контакт К16 в первом положении контроллера открыт и об-
мотка управления дросселем ОУ в работу не включена. Во вто-
ром положении работы контроллера дополнительно замыкаются
контакты К8, К12, К13 и К16. Контакт К8 образует цепь об-
мотки магнитного усилителя Wy. От величины тока в этой об-
мотке зависит насыщение магнитной системы МУ и, следова-
тельно, сопротивление обмотки IFp. Ток же в управляющей об-
мотке дросселя ОУ зависит от величины сопротивления в обмот-
ке Гр.
Контакты К12 и К13 обеспечивают замыкание цепи возбуж-
дения тахогенератора. Для сохранения полярности э. д. с. Етг
при реверсе ДИ служат контакты К10 и КН. Отсечку по току
обеспечивает вентиль В\. Это отсечка включает в работу
обмотку Wy только при условии, что £Tr<L73. Перестав-
ляя рукоятку контроллера в третье и четвертое
положения, замыкают контакты К9 и К17. В этом слу-
43
чае увеличивается задающее напряжение W3, увеличивается ток
в обмотке и насыщение магнитной системы МУ, уменьшается
сопротивление обмотки 1FP, увеличатся ток в обмотке ОУ
дросселя ДИ и напряжение на зажимах статора. Частота вра-
щения двигателя ДИ увеличивается и перекладка пера руля
будет происходить с большей скоростью. При достижении пером
руля крайнего положения конечный выключатель ВК2 оборвет
цепь питания катушки линейного контактора Л и двигатель
будет выключен. С отключением от сети двигатель интенсивно
тормозится с помощью динамического торможения, так как в
обмотку статора через контакты /(6 и К7 подается постоянный
ток.
Ввиду того что схема симметрична, при перекладке пера ру-
ля на левый борт процесс работы аналогичен рассмотренному,
причем реверс двигателя осуществляется переменой мест двух
фаз.
Защита схемы. Применяемая в схеме аппаратура защиты
работает не на отключение двигателя, а на предупреждение об-
служивающего персонала о температурном режиме двигателя
ДИ. Контроль за нагревом осуществляется с помощью термо-
сопротивлений ГС, заложенных в статорную обмотку. Темпера-
тура срабатывания реле PC устанавливается с помощью пе-
реключателя ПТУ феррорезонансного стабилизатора напряже-
ния ФСН. Если двигатель нагрелся до установленной темпера-
туры, сопротивление ТС резко уменьшается, возрастает ток в
цепи катушки PC и ее магнитные силы оказываются достаточ-
ными для срабатывания реле, которое шунтирует сопротивление
ТС, включает сигнальную лампу Л С и ревун РВ. Система сиг-
нализации приводится в исходное положение с помощью кноп-
ки К. Для контроля исправности сигнализации служит нормаль-
но закрытый (размыкающий) контакт PC и переключатель ПК.
В случае перегрева статорных обмоток двигателя тормозным
током реле РТ с выдержкой времени откроет свои контакты и
отключит выпрямитель магнитного усилителя ВМ. Цепь тормоз-
ного тока будет прервана. Цепи управления защищены пре-
дохранителями Пр.
Схема электрогидравлических рулевых приводов с насосами
переменной производительности (рис. 16). Такие схемы нашли
применение на крупных судах флота рыбной промышленности.
Элементы схемы. Асинхронные короткозамкнутые дви-
гатели \АД и 2АД пускаются в ход выключателями IBM, 2ВМ
или \ВД, 2ВД, подающими питание на контакторы 1Л и 2Л.
Установочные автоматы 1АУ и 2АУ обеспечивают подключение
двигателей к питающим шинам, которые присоединяются к
ГРЩ фидером по правому либо по левому борту. Подключение
резервного фидера происходит автоматически при отключении
работающей линии с помощью автоматического переключателя
питания, представляющего собой реверсивный контактор с элек-
44
трической блокировкой. Такой контактор имеет две катушки
1/( и 2^ с соответствующими контактами, показанными на схе-
ме. От вторичных обмоток трансформаторов \Тр> 2Тр и ЗТр по-
лучают питание схемы авторулевого устройства и схемы сигна-
лизации, состоящие из реле, их контактов и сигнальных прибо-
ров.
Рис. 16. Схема питания электрогпдравлического рулевого привода.
Работа схемы. Для запуска двигателей 1АД и 2АД в
румпельном помещении включают установочные автоматы 1АУ
и 2АУ. Предварительно убеждаются в том, что сигнальная лам-
па 1ЛС, сигнализирующая о подаче питания на шины от ГРШ,
работает. Пуск двигателей можно осуществить из румпельного
помещения, установив выключатели 1В7И и 2ВМ в положение
А1 — местный пуск, или с поста управления рулевым приводом
с помощью выключателей \ВД и 2ВД, но в этом случае выклю-
чатели \ВМ и 2ВМ должны быть установлены в положение
Д — дистанционный пуск. В том и другом случаях получают пи-
тание катушки линейных контакторов \Л и 2Л и происходит
пуск двигателей насосов.
После пуска двигателей в ход включаются в работу схемы
сигнализации и схема авторулевого. Через замкнутые контакты
{РТ, 2РТ, ЗРТ и 4РТ получают питание катушки реле IP и ЗР,
которые срабатывают и контактами 1Р1 и ЗР1 обрывают цепь
питания катушки реле времени 1РВ и 2РВ, а контактами 1Р2и
ЗР2 — цепь питания ревуна РВ. Под напряжением находятся и
катушки реле 2Р и 4Р, которые замкнут свои контакты 2Р и 4Р,
подготавливая цепь катушки реле 5Р и ревуна РВ к работе.
45
В связи с тем, что реле \РВ и 2РВ обесточены, их контакты в
цепях ламп ЗЛС и АЛ С замкнуты. Лампы работают, сигнализи-
руя о нормальной работе двигателей 1АД и 2АД.
При возникновении небольших по величине, но длительных
по времени перегрузок, например, двигателя 1АД, контакты
теплового реле оборвут цепь питания реле 1Р. Контакт 1Р1 за-
мыкается и подает напряжение на катушку реле 1РВ. Контакт
1Р2 также замкнется и через контакт 5Р получит питание ре-
вун РВ. Ревун работает. Для снятия звукового сигнала нажи-
мают на кнопку КСС, подавая напряжение на катушку реле
5А Последнее зашунтирует КСС и отключит ревун. Нормально
закрытые (размыкающие) с выдержкой времени при замыкании
контакты 1РВ1 и 1PS2 обеспечат работу катушки \РВ и лампы
ЗЛК в прерывистом режиме. Мигание лампы ЗЛС будет про-
должаться до тех пор, пока не исчезнет перегрузка двигателя
\АД. Сигнализация системы двигателя 2АД работает аналогич-
но. От коротких замыканий двигатели защищают установочные
автоматы 1ЛУ и 2ЛУ, а цепи управления защищаются предохра-
нителями.
Полная схема управления рулевой машинной с электрогид-
равлическим приводом (рис. 17).
Элементы схемы. ЭН—приводные электродвигатели на-
сосов переменной производительности; Э — приводные электро-
двигатели преобразователей; Г — генераторы преобразователей;
ВР — регуляторы возбуждения к генераторам преобразовате-
лей; Э/7, ЭЛ—реверсивные электродвигатели управления насо-
сами переменной производительности; 1КЛ— магнитные пуска-
тели электродвигателей насосов переменной производительности;
2КЛ — магнитные пускатели электродвигателей преобразовате-
лей, KI, К2 — контакторы автоматического переключения питаю-
щих фидеров; КП\ и КП2— контакторы постоянного тока авто-
матического переключения питания цепей управления; ПП —
контакты переключения постов управления; 1/7У и 2ПУ — кон-
такты постов управления; 1ПЭ и 2ПЭ — контакты переключате-
лей электродвигателей управления.
Сопротивления: СР — разрядное, СД — добавочное, СП —
пусковое, СШ — шунтирующее, СК — постоянно включенные
в цепь якоря. Реверсивные контакторы IB, 2В и 1Н, 2Н, \ВК —
контакты конечного выключателя, 2ВК — контакты путевого вы-
ключателя сигнальных ламп; РТ — реле тепловые, КС1 и КС2 —
кнопки перехода на работу с одного преобразователя на
Другой.
Работа схемы. Для уяснения работы схемы рассмотрим
схему общего расположения электрогидравлической рулевой ма-
шины (рис.. 18).
Команда на перекладку пера руля задается из рулевой рубки
с помощью поста управления 1 путем воздействия на двигатель
управления 2. Двигатель управления (постоянного тока) полу-
46
чает питание от вращающихся преобразователей и управляется
с помощью сопротивлений 3 и магнитной станции 4. Через диф-
ференциал 5 и систему конических шестерен он поворачивает
задающий валик, соединенный с одной из шестерен кулачкового
дифференциала 6. В связи с этим смещается манипулятор 7 на-
соса S, приводимого во вращение асинхронным двигателем 9.
15
Рис. 18. Схема общего расположения электрогидравли-
ческой рулевой машины.
Начинается перекладка руля в требуемую сторону. Двигатель
управления удерживают в работе до тех пор, пока кулачок диф-
ференциала не уйдет из нейтрального положения на угол, за-
данный постом управления. Контроль за этим углом осущест-
вляет датчик-сельсин 10, соединенный с задающим валиком; с
поворотом валика на посту управления поворачивается одна из
стрелок двухстрелочного указателя, соединенная с сельсином-
приемником. Угол поворота задающего валика ограничивается
шпиндельным конечным выключателем 11.
47
К ползунам гидравлического привода прикреплена зубчатая
рейка 12, которая при перекладке руля поворачивает в обрат-
ную сторону шестерню 13 валика обратной связи 14.
При достижении рулем заданного угла перекладки кулачок
дифференциала возвращает манипулятор насоса в начальное
положение. Перекладка руля прекращается. Вторая стрелка
двухстрелочного прибора, соединенная со вторым приемником-
сельсином, датчик 15 которого связан с румпелем 16, совмещает-
ся с первой стрелкой.
Лампы, сигнализирующие о положении пера руля, вклю-
чаются путевым выключателем 17. Переключение постов управ-
ления производится переключателем 18, а рулевых указателей —
переключателем 19. Ко второму посту отходят кабельные ли-
нии 20.
Угол перекладки пера руля при ручном управлении задает-
ся штурвалом 21, связанным непосредственно с дифференциаль-
ной передачей 5.
Следует иметь в виду, что на рис. 18 не показаны преобра-
зователи переменно-постоянного тока.
Защита схемы. Читателю предлагается установить по
рис. 17, какие виды защиты электропривода предусматривает
схема, как она осуществляется, а также выяснить, какой вид
торможения предусмотрен для двигателей ЭЛ и ЭП.
Схема управления рулевым приводом по системе Г—Д
при судовой электростанции переменного тока (рис. 19).
Элементы схемы. Асинхронный приводной двигатель
ДП, получающий питание по линиям правого и левого борта,
с магнитной станцией для запуска; генератор Г, имеющий не-
зависимую обмотку возбуждения НОГ и противокомпаундную
ПКО; возбудитель генератора и исполнительного двигателя В
параллельного возбуждения, сидящий на одном валу с ДП и Г\
исполнительный двигатель ДИ с независимой обмоткой возбуж-
дения НОДИ\ командоконтроллер с контактами К1—К8 на че-
тыре положения работы (лево и право); регулировочные соп-
ротивления в цепи НОГ Г\—и добавочное сопротивление СД\
добавочные сопротивления 2СД и ЗСД в цепи обмотки НОДИ;
путевые выключатели ВП-3—ВП-5 в цепи сигнальных ламп
красного (левый борт), зеленого (правый борт) и белого (диа-
метральная плоскость) цвета Л С К, ЛСЗ и ЛСБ, сигнализирую-
щих о положении пера руля; конечные выключатели В/7-1 и
ВП-2, отключающие возбуждение генератора в предельных по-
ложениях перекладки пера руля.
Работа схемы. При включении рубильником Р одной из
питающих линий загорается лампа ЛСЖ. Для запуска ДП на-
жимают на кнопку КП, подавая питание на линейный контак-
тор Л. Одновременно получает питание промежуточное реле 1РП,
которое, открыв свой контакт, отключает лампу Л С К, звонок
48
ГЛБ
:ПБ
I) II ЦДр
2РТ 1-11
Лр
ЖЖ „Пр
|]/?
/?рф.,^л Г|Л
1РТ 2РТ Г\1Рв
2РП QC3
^г2РП Г12РП
ПКО
год
нодн
лсзх -i-вл-з
ЖК£^ х вл->
ЛСлН jJ/hF
r_rj 2 гз ГП
шов
ШЛ-2
Путевой выключатель^
вл-1
’л.
Рв
1СД
Пост управления
зсд
Рис. 19. Схема управления рулевым электроприводом по си-
стеме Г—Д.
СЗ и реле 2РП, двигатель запускается в работу. Двигатель ДП
включен и вращает возбудитель В и генератор Г. Возбудитель
В возбуждает двигатель ДИ, так как обмотка НО ДИ подключе-
на под напряжение через сопротивления 2СД и ЗСД, т. е. ДИ
предварительно возбужден.
Перекладка пера руля осуществляется постановкой рукоятки
командоконтроллера в одно из положений, согласно таблице
49
замыкания контактов. В этом случае образуется цепь питания
обмотки НОГ. Направление тока в этой обмотке зависит от тре-
буемого направления перекладки пера руля.
Одновременно с замыканием Л-5 шунтируется сопротивление
2СД, и ДИ получает полное возбуждение. Скорость перекладки
пера руля зависит от величины сопротивления в цепи НОГ. Пу-
тевые выключатели замыкаются и размыкаются согласно табли-
це положения контактов.
Рис. 20. Схема управления рулевым электроприводом с
ЭМУ в качестве возбудителя.
Защита схемы. При перегрузке ДП срабатывают теп-
ловые реле \РТ или 2РТ. Обрывается питание реле 2РП. Нор-
мально закрытый контакт 1РП в этом случае замкнет цепь пи-
тания лампы ЛСД и звонка СЗ. Для снятия звукового сигнала
нажимают на кнопку Д, подавая питание на 2РП. Звонок от-
ключается. При исчезновении перегрузки схема восстанавливает
предыдущий режим работы. Нулевую защиту ДП осуществляет
кнопка ДП и нормально открытый блок-контакт Л. Линейный
контактор Л обеспечивает также минимальную защиту.
Защита схемы Г—Д осуществляется обмоткой ПДО. В схе-
ме предусмотрены также предохранители и разрядное сопротив-
ление СР.
Схема с ЭМУ в качестве возбудителя (рис. 20). Схема пред-
ставляет собой бесконтактную электрическую следящую сис-
тему управления с достаточно высокой надежностью в эксплуа-
тации рулевых электроприводов.
Элементы схемы. Сельсин СД— датчик сигнала; сель-
син ОД — обратный датчик; СД связан со штурвалом поста
управления, а ОД — с рулем. Фазочувствительный выпрямитель
ФВ; сетевой трансформатор Т\ и входной трансформатор Т2;
ЭМУ — возбудитель с обмотками ОУь ОУ2 и ОТ. Первые две
50
обмотки управления включены встречно (дифференциально), об-
мотка ОТ — токовая.
Работа схемы. В согласованном положении рукоятки по-
ста управления и пера руля ток в обмотке от ответного датчика
ОД равен нулю.
От трансформатора 7\ питаются обмотки OVi и ОУ2 одина-
ковыми, но противоположно направленными токами. Система на-
ходится в равновесии. При перемещении рукоятки поста ПУ на
зажимах обмотки СТ появится напряжение, которое нарушит
равновесие токов в обмотках ОУ1 и ОУ2.
ЭМУ с помощью вентилей и В2 возбуждается в определен-
ном направлении и ДП перекладывает руль в требуемое поло-
жение. Одновременно с поворотом пера руля повернется и ротор
сельсина ОД. Поворот пера руля и ротора сельсина ОД будет
осуществляться до тех пор, пока система вновь не придет в рав-
новесие, т. е. пока не уравняются токи в обмотках ОУ1 и ОУ2.
Примером автоматического управления работой рулевого
электропривода может служить отечественная система автору-
левой АР-1.
Упрощенная принципиальная схема автоматической стабили-
зации курса судна (рис. 21). Э л е м е н т ы схемы. С77к — сель-
син-приемник курса; МП — элементы механической передачи;
ТГ — тахогенератор курса; СТ — сельсин-трансформатор, ДИ\ —
Рис. 21. Упрощенная принципиальная схема автоматической
стабилизации курса судна.
интегрирующий двигатель; ЛВТ^ — линейный вращающийся
трансформатор курса; ЛВТ^ — линейный вращающийся транс-
форматор руля; ЛВТъпч — линейный вращающийся трансформа-
тор-интегратор; МВТ — масштабный вращающийся трансформа-
51
тор; Утг — усилитель тахогенератора; ФЧУ— фазочувствитель'
ный электронный усилитель; ЭМУ— электромашинный усили-
тель; ДИ2 — исполнительный электродвигатель; НПП — насос
переменной производительности; ГП — гидравлический привод
руля; БД — блок демпфирования; ГК — гирокомпас.
Рис. 22. Блок-схема автоматической стабилизации курса
судна.
На схеме рис. 22 изображена блок-схема автоматической ста-
билизации курса судна. И ПУ — измерительно-преобразователь-
ное устройство; ООС — общая обратная связь; ОС — жесткая
обратная связь по углу перекладки на насос переменной произ-
водительности; ГОС — гибкая обратная связь по напряжению
ЭМУ; — напряжение, поступающее от авторулевого на вход
электронного усилителя; Q — производительность насоса; а —
угол перекладки руля; h=f(f)—внешнее возмущающее воздей-
ствие на судно.
Объектом регулирования в приведенной схеме является суд-
но, представляющее .собой гидравлическое звено, параметры ко-
торого определяются основными размерениями судна, степенью
его загрузки, скоростью хода, обводами и другими факто-
рами.
Возмущающие воздействия на судно h = f(t) возникают в ре-
зультате действия на корпус судна волн, течения и ветра, раз-
личной частоты вращения гребных винтов и других факторов.
Они являются причиной отклонения судна от курса и, как пра-
вило, носят случайный характер. Регулирующим воздействием
в системе стабилизации курса можно считать угол отклонения
пера руля а, так как гидродинамический момент, поворачиваю-
щий судно, пропорционален этому углу. Регулируемой величи-
ной в рассматриваемой системе является угол отклонения судна
от курса ЧЛ
52
Измерительно-преобразовательное устройство содержит сле-
дующие элементы: преобразующий элемент (С/7К, МП1, ЛВТв),
с помощью которого угол отклонения судна от курса преобра-
зуется в напряжение; интегрирующее звено (СТ, Д/Л, МП2,
ЛВТ^), вырабатывающее напряжение, пропорциональное ин-
тегралу от угла отклонения судна от курса; дифференцирую-
щее звено (ТГ, Утг), вырабатывающее напряжение сигнала, про-
порциональное производной от угла отклонения (скорости изме-
нения угла курса).
Общая обратная связь по углу перекладки руля (ЛВТ^
МВТ) имеет регулируемый коэффициент усиления и преобразует
угол перекладки руля в напряжение. Измерительно-преобразо-
вательное устройство вместе с общей обратной связью состав-
ляет схему авторулевого. Напряжения всех четырех элементов
схемы алгебраически суммируются на входе электронного фазо-
чувствительного усилителя.
Электропривод с механической передачей служит для изме-
нения эксцентриситета насоса переменной производительности.
В состав электропривода входят электромашинный усилитель
ЭМУ, на одну из обмоток управления которого и подается на-
пряжение выхода электронного усилителя, и исполнительный
электродвигатель ДИ, осуществляющий через механическую пе-
редачу изменение* положения направляющего кольца насоса
переменной производительности.
С насосом переменной производительности связана также
другая механическая передача, осуществляющая жесткую отри-
цательную обратную связь по углу перекладки от баллера руля
на насос.
Авторулевые типа АР-1 устанавливаются на судах с элек-
трогидравлическими рулевыми машинами типа РЭГ, рассматри-
ваемые в курсе «Судовые силовые установки, вспомогательные
и промысловые механизмы».
Система АР-1 обеспечивает, кроме автоматического, также
следящее и простое дистанционное управление. Более подробно
вопросы автоматического удержания судна на курсе рассматри-
ваются при изучении предмета «Основы электроники и судовой
электроавтоматики».
§ 10. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОДРУЛИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ
И УПРАВЛЕНИЕ ИМИ
На судах рыбной промышленности, имеющих значительную
длину, нашли применение специальные устройства, улучшаю-
щие маневренные качества. Это так называемые подруливаю-
щие устройства. Они устанавливаются в носовой, а иногда и кор-
мовой части судна.
Пост управления такого устройства устанавливают в ходовой
рубке. Конструктивно подруливающее устройство представляет
53
собой трубопровод, расположенный перпендикулярно диамет-
ральной плоскости судна и соединяющий ниже ватерлинии за-
бортные пространства обоих бортов. Реверсивным насосом про-
пеллерного типа с приводом от электродвигателя через трубо-
провод прогоняется забортная вода с одного борта на другой.
Поворот судна обеспечивается за счет реактивного действия по-
тока воды, выталкиваемого из трубопровода и создающего гид-
равлический упор.
0А 08 0С
ПУ
В
Яле По 1У f Вправо
-------I'll?-------
1РП
2РП
СП
ХКУь
KB\
КН
2Mf
сд *2мск кв}
---|Г^-
СД ^Л.ЧСК КН,
— 0—11—*
'Л
С/рт
С2РТ
1РТ
Пуск
Стол
11----
/ДРИ, *
'ЗРП1 МУ
СД
1РУ
8РП2
1РУ3
<г—I W
Рис. 23. Схема управления подруливающим устройством.
1РУ
ъ1 ZKfy пJpn
2КУ
2РТ
Схема управления подруливающим устройством (рис. 23).
Элементы схемы. Асинхронный электродвигатель с ко-
роткозамкнутым ротором Д; пусковые сопротивления СП, вклю-
чаемые при пуске в цепь обмотки статора двигателя; контакторы
направления КВ и КП\ магнитная станция; система световой
сигнализации.
Магнитная станция состоит из контакторов ускорения 1КУ
и 2КУ, реле управления 1РУ и 2РУ, промежуточных реле 1Р/7,
2РП, ЗРП, АРП, тепловых реле \РТ и 2РТ, выпрямителя ВС, до-
бавочных сопротивлений СД, кнопок управления «Пуск» (с за-
щелкой и ручным возвратом) и «Стоп».
54
Работа схемы. Включают пакетный выключатель В в
цепи промежуточных реле \РП и 2РП, подготавливая их к рабо-
те. На пульте управления подруливающего устройства загорает-
ся лампа ЛСЖ. Через выпрямитель ВС под напряжение вклю-
чается реле времени 1РУ, которое замыкает контакты 1РУ1 и
1РУ2 в цепи катушек реле ЗРП и 2РУ, подготавливая их вклю-
чение, и разомкнет контакт 1РУз в цепи катушки реле ^РП, пре-
дотвращая включение реле одновременно с реле ЗРП.
При повороте рукоятки универсального переключателя ПУ в
положение, например, «Вправо» получает питание промежуточ-
ное реле 1РП, которое замыкает контакты 1P/7i и 1РП2 в цепи
катушек контактора направления КВ и реле ЗРП. Контактор
КВ, получив питание, замыкает главные контакты КВХ в цепи
статора двигателя и блок-контакт КВ2 в цепи сигнальной лам-
пы 1ЛСК-
Реле ЗРП замыкает контакты ЗРПХ и ЗРП2 в цепи контакто-
ра ускорения 1/<У и реле времени 2РУ. Последнее замыкает
контакт 2РУ, подготовляя включение реле 4:РП. Контактор \КУ
посредством' главных контактов \КУ\ включает электродвига-
тель подруливающего устройства в сеть через пусковые сопротив-
ления СП. Двигатель начинает разгон по искусственной харак-
теристике. Кроме того, контактор \КУ размыкает блок-контакт
1КУ2 в цепи реле времени 1РУ, отключает его от сети и замы-
кает блок-контакт 1КУз в цепи промежуточных реле ЗРП и ^РП.
В соответствии с уставкой времени реле 1РУ размыкает кон-
такты 1РУ2 и 1РУ1 в цепи катушек реле 2РУ и ЗРП и замыкает
контакт 1РУз в цепи реле ^РП, Реле 4РП срабатывает, шунти-
рует контакт 1РУ3, подает напряжение на контактор 2КУ и вре-
менно размыкает контакт ЬРП, отключая выпрямитель ВС и,
следовательно, цепь реле 2РУ. При получении питания контактор
2КУ замыкает главные контакты 2/(У1, шунтирующие в цепи
статора пусковые сопротивления СП. Двигатель переходит на ра-
боту по естественной характеристике. Одновременно замыкается
блок-контакт 2КУз в цепи ламп 2ЛСБ, сигнализирующей о том,
что электродвигатель включен, и размыкаются блок-контакты
2^У2 в цепи промежуточного реле ЗРП и 2КУ$ в цепи сигналь-
ной лампы ЛСЖ. Промежуточное реле ЗРП размыкает свой кон-
такт ЗРПХ в цепи контактора ускорения 1КУ и ЗРП2 в цепи
реле управления 2РУ.
Остановка двигателя производится переводом рукоятки пе-
реключателя в нулевое положение.
Для вращения двигателя в обратном направлении рукоятку
УП ставят в положение «Влево». При этом получает питание
промежуточное реле 2Р/7, которое замыкает контакты 2РП\ и
2РП2 в цепи катушек контактора направление КН и реле ЗРП
и таким образом включает их под напряжение. Контактор КН
замыкает главные контакты КНХ в цепи статора электродвига-
55
теля и блок-контакт КН2 в цепи сигнальной лампы 2ЛСК. В
остальном пуск двигателя происходит так, как описано выше.
Защита схемы. Защита двигателя от перегрузок осуще-
ствляется с помощью тепловых реле \РТ и 2РТ. Цепи управле-
ния защищаются предохранителями.
Схема допускает также ручной пуск двигателя подруливаю-
щего устройства из машинного отделения судна нажатием кноп-
ки «Пуск» при одновременном шунтировании контактов 1^/71
(на схеме не показано).
§ 11. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. ИССЛЕДОВАНИЕ РУЛЕВОГО
ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПО СИСТЕМЕ Г—Д
План работы. 1. Ознакомиться с электрическими машинами, аппара-
турой управления и приборами, необходимыми для выполнения работы. Запи-
сать их паспортные данные.
2. Собрать схему (рис. 24) и показать преподавателю для проверки.
Рис. 24. Схема к лабора-
торной работе главы I.
3. Полностью ввести регулировочный реостат РВ в цепи шунтовой обмот-
ки возбудителя.
4. Движки потенциометра поставить в нулевое положение.
5. Включить автомат А и однополюсный рубильник Р.
6. Реостатом РВ установить номинальное напряжение на возбудителе.
7. Перемещая движки потенциометра, изменять частоту вращения якоря
электродвигателя от нуля до номинальной в ту и другую сторону, нагружая
двигатель с помощью тормоза.
8. По данным опыта построить механические характеристики привода.
9. В отчете кратко описать работу схемы.
ВОПРОСЫ
1. Чем отличаются по характеру работы палубные и внутрисудовые элек-
троприводы?
2. К какому виду механизмов относится рулевое устройство?
56
3. В чем заключаются особенности рулевого электропривода промысловых
судов?
4. Начертить схему действия сил на руль при отклонении его на угол а
от диаметральной плоскости.
5. Написагь уравнение момента, действующего на судно, при отклонении
руля.
6. Чем отличается картина действия сил на руль при переднем и заднем
ходе судна?
7. В чем разница между электромеханическим и электрогидравлическим
приводом руля?
8. Чем отличается нагрузочная диаграмма электродвигателя руля при пе-
реднем и заднем ходе судна?
9. Перечислить требования Регистра СССР к рулевым электроприводам.
10. Перечислить последовательность операций приближенного расчета при
выборе рулевого электропривода по системе Г—Д.
11. Что следует учитывать при расчете электропривода для судна на пе-
ременном токе?
12. Перечислить основные системы управления рулевыми электроприво-
дами.
13. Чем отличается система автоматической перекладки руля от следящего
привода и непосредственного управления?
14. Перечислить основные отличия схем управления рулевыми электро-
приводами на переменном и на постоянном токе при непосредственном пи-
тании от сети.
15. Для чего применяются подруливающие устройства?
16. Что такое активный руль?
17. Какие типы электродвигателей применяют для рулевых электропри-
водов?
18. Какие виды электрической защиты применяются в электроприводах
рулевых установок?
19. Зачем в схемах рулевых электроприводов ставят конечные выклю-
чатели?
20. Объясните принципиальную схему рулевого электропривода, приве-
денную на рис. 20.
21. Каков принцип работы системы АР-1?
Глава II
Электрические приводы якорно-швартовных устройств
§ 12. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЯКОРНО-ШВАРТОВНЫХ УСТРОЙСТВ
И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ
Якорно-швартовное устройство — одно из ответственных
устройств, обеспечивающих безопасность судна в целом. Оно
состоит из следующих основных элементов: якорей, якорных
цепей, передаточного механизма якорно-швартовной лебедки,
исполнительного двигателя и системы управления.
Шпилевые и брашпильные электроприводы должны обес-
печивать: возможность использования при любом состоянии мо-
ря; надежность и безопасность действия; возможность пуска в
ход при полной нагрузке; поддержание необходимого вращаю-
щего момента при замедлении скорости выбирания якорной це-
пи вплоть до полной остановки; соизмеримость развиваемых
57
усилий с прочностью якорной цепи или швартовного троса; спо-
собность удержать якорь на весу в случае прекращения подачи
электроэнергии к электроприводу; регулирование частоты вра-
щения электропривода при подъеме и пуске якоря; удобство,
простоту управления и плавность работы.
Правила Регистра СССР устанавливают, что мощность при-
вода якорного механизма должна обеспечивать выбирание лю-
бой из якорных цепей со скоростью не менее 10 м/мин при тяго-
вом усилии Fj на звездочке не менее определенного по формуле
Л = 1,13 (дЛ + G), (П-1)
где q — вес каждого метра якорной цепи, Н/м;
h —условная глубина якорной стоянки, м;
G — вес якоря, Н.
Привод должен обеспечивать выбирание якорной цепи с ука-
занными скоростью и тяговым усилием в течение не менее 30 мин
без перерыва, а также спуск одного якоря на условную глуби-
ну якорной стоянки.
При подходе якоря к клюзу привод должен обеспечивать ско-
рость выбирания цепи не более 10 м/мин. Рекомендуемая ско-
рость втягивания якоря в клюз не более 7 м/мин.
Кроме того, привод якорного механизма должен обеспечи-
вать одновременное выбирание двух свободно висящих якорей
с половины условной глубины, определенной по следующим дан-
ным:
Диаметр якор- ной цепи, мм Условная глубина якорной стоянки, м
До 14 2/3 полной длины якорной цепи
15—17 18—28 Бочее 28 60 80 100
Якорные механизмы с электрическим приводом должны
иметь автоматические нормально замкнутые тормоза, установ-
ленные на валу привода и затормаживающие механизмы при от-
ключении, остановке или при выходе исполнительного двигателя
из строя. Привод швартовного механизма должен обеспечивать
непрерывное выбирание швартовного троса при номинальном
тяговом усилии с номинальной скоростью в течение не менее
30 мин. Скорость выбирания швартовного троса, как правило,
не должна превышать 18 м/мин при номинальном тяговом уси-
лии. Привод швартовного механизма должен быть способен
развивать усилие в тросе не менее двукратного номинального
в течение 15 с.
Для электроприводов механизмов шпилей, брашпилей и др.,
работа которых при определенных обстоятельствах может при-
вести к повреждениям конструкции и угрожать безопасности об-
58
служивающего персонала, должны быть предусмотрены ручные
отключающие устройства безопасности, обеспечивающие отклю-
чение питания электропривода. Такие отключающие устройства
безопасности окрашивают в красный цвет. Вблизи помещают
надпись, указывающую их назначение. Кнопки или другие от-
ключающие устройства безопасности располагают у постов уп-
равления или в других местах, обеспечивающих условия безо-
пасности эксплуатации.
В электрических приводах устройств и механизмов, в кото-
рых во избежание повреждений или аварий требуется ограни-
чение движения, предусматриваются конечные выключатели,
обеспечивающие надежное отключение электродвигателя.
В случае применения электродвигателей переменного тока с
короткозамкнутым ротором электропривод якорного механизма
после 30-минутной работы при номинальной нагрузке должен
обеспечивать возможность стоянки под током электродвигателя
при номинальном напряжении в течение не менее 30 с. Электро-
двигатели постоянного тока и переменного тока с фазным рото-
ром должны выдерживать указанный выше режим стоянки под
током, но при моменте, в 2 раза превышающем номинальный. У
якорно-швартовных шпилей и лебедок на ступенях скоростей,
предназначенных только для швартовных операций, должна
быть предусмотрена соответствующая защита от перегрузки
электродвигателя. В случае перегрузки электродвигателя реко-
мендуется применять автоматическое переключение со ступени
швартовных операций на ступень, предназначенную для подъема
якоря.
При применении электродвигателей переменного тока с ко-
роткозамкнутым ротором электропривод швартовных механиз-
мов после 30-минутной работы при номинальной нагрузке дол-
жен обеспечивать возможность стоянки под током электродвига-
теля при номинальном напряжении в течение не менее 15 с.
Электродвигатели постоянного тока и переменного- тока с фаз-
ным ротором должны выдерживать указанный выше режим
стоянки под током, но при моменте, в 2 раза превышающем но-
минальный.
На рыбопромысловом флоте наибольшее распространение по-
лучили контроллерные и релейно-контакторные схемы управле-
ния якорно-швартовными устройствами. На плавбазах чаше
применяются брашпили по системе Г—Д и швартовные шпили
с трехскоростными асинхронными двигателями. В настоящее
время перспективными для применения являются тиристорные
схемы управления брашпильными электроприводами, а также
автоматические швартовные лебедки АШЛ, которые способст-
вуют сокращению времени швартовки благодаря лучшему ис-
пользованию механического привода и удобству работы с тро-
сами.
При меняющихся условиях стоянки судна на швартовых из-
59
меняются усилия в швартовных тросах, что ведет к появлению
слабины или перенапряжению троса. АШЛ обеспечивают ав-
томатическое поддержание заданного усилия в швартовном
тросе, предотвращая его провисание при уменьшении натяжения
и разрыв при увеличении натяжения. Такие лебедки особенно
эффективны при взаимной швартовке судов в открытом море
с целью передачи улова с добывающего судна на плавбазу и
выполнения других грузовых операций. Использование автома-
тических швартовных лебедок исключает необходимость . по-
стоянного контроля за состоянием швартовного троса со сторо-
ны вахтенных служб, позволяет увеличить срок службы тросов
и сократить обслуживающий персонал, благодаря чему перво-
начальные затраты по механизации и автоматизации швартов-
ных операций быстро окупаются.
§ 13. НАГРУЗОЧНАЯ ДИАГРАММА ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЯКОРНО-
ШВАРТОВНОГО УСТРОЙСТВА
Основной режим работы якорно-швартовного устройства —
подъем одного якоря с заданной глубины стоянки. Для снятия
судна с якоря от исполнительного двигателя требуется мощ-
Рис. 25. Процесс снятия судна с якоря.
ность, определяемая по величине вращающих моментов на валу.
Процесс съемки с якоря принято разделять на четыре стадии
работы, характеризуемые моментами на валу, отличными друг
от друга.
Рис. 25 иллюстрирует все стадии работы якорно-швартовного
устройства. При стоянке судна на якоре одна часть якорной
цепи свободно висит в воде (отрезок Ai Bi), имея форму цепной
линии, другая часть лежит на грунте (отрезок OBi). Система
находится в равновесии, а судно лежит в дрейфе, не имея по-
ступательного движения к месту залегания якоря. После вклю-
чения в работу исполнительного двигателя якорно-швартовного
40
устройства (брашпиля) судно придет в движение с постоянной
скоростью vc, направляясь к точке О (месту залегания якоря).
Движение вызывается действием тягового усилия натяжения цепи
FK. Тяговое усилие FK будет сохранять неизменную величину
до тех пор, пока последнее звено якорной цепи не будет под-
нято с грунта, так как количество звеньев, поднятых с грунта,
будет равно количеству их, втянутых в клюз. Очевидно, что и
Рис. 2Ь. Нагрузочная диаграмма электроприво-
да якорного устройства при снятии судна с
якоря.
момент сопротивления на валу исполнительного двигателя будет
неизменным, пока FK= const. Согласно рис. 25 последнее звено
якорной цепи будет поднято с грунта в точке Д2. Таким обра-
зом, первая стадия работы характеризуется постоянным мо-
ментом сопротивления Мс] на валу исполнительного двигателя
и длится в течение времени t\ (рис. 26).
С момента поднятия последнего звена якорной цепи с грун-
та (точка А2 на рис. 25) начинается вторая стадия работы
брашпильного привода, которая характеризуется увеличением
момента сопротивления на валу исполнительного двигателя, так
как форма провисания якорной цепи изменяется, цепь натяги-
вается, усилия у клюза и в точке залегания якоря возрастают.
В некоторой точке Д3 натяжение у клюза достигает предельного
значения, равного максимальному тяговому усилию, создавае-
мому брашпильным электроприводом, а частота вращения ис-
полнительного двигателя, постепенно уменьшаясь, в точке Дз
становится минимальной. Если в течение второй стадии работы
(см. рис. 26) судно перемещалось с переменной скоростью под
действием брашпильного электропривода, то, начиная с точки
Дз> движение его будет происходить за счет запасенной кине-
тической энергии. Вторая стадия может быть охарактеризована
как подтягивание судна к месту залегания якоря при перемен-
ном моменте сопротивления Л1с2.
61
На участке А3 А4 момент, развиваемый двигателем, остается
постоянным, равным максимальному. Этот режим составляет
сущность третьей стадии, в конце которой происходит отрыв
якоря от грунта (точка Л4). Момент сопротивления при этом
равен Мс3.
После отрыва якоря от грунта по мере выбирания якорной
цепи момент сопротивления уменьшается. Время с момента
отрыва якоря от грунта до момента втягивания его в клюз
составляет продолжительность четвертой стадии, после чего
процесс съемки судна с якоря заканчивается.
§ 14. РАСЧЕТ И ВЫБОР ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
БРАШПИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Для выбора исполнительного двигателя брашпильного элек-
тропривода необходимо знать величины вращающих моментов
в любое время процесса съемки судна с якоря, частоту враще-
ния двигателя в каждой стадии работы и продолжительность
каждой стадии. Для определения указанных величин техничес-
ким заданием устанавливаются исходные данные: вес якоря G
и вес каждого метра якорной цепи q, глубина стоянки Н, про-
должительность съемки судна с якоря Т, полная длина вытрав-
ленной якорной цепи L, максимальная скорость ветра в преде-
лах технических условий работы брашпильного электропривода,
скорость течения воды, приведенная парусящая поверхность
надводной части судна.
По заданным исходным данным для расчета мощности ис-
полнительного двигателя якорно-швартовного устройства необ-
ходимо определить ряд промежуточных величин, с помощью
которых строится нагрузочная диаграмма Alc=f(Q, показанная
па рис. 26.
Для построения нагрузочной диаграммы необходима меха-
ническая характеристика двигателя, который приходится выби-
рать предварительно с последующей проверкой на соответствие
нагрузочной диаграмме.
Рассмотрим поочередно стадии съемки судна с якоря.
Первая стадия. Согласно рис. 25 на грунте лежит часть
якорной цепи OBi, часть цепи ВИ1 = / провисает в воде. Натя-
жение цепи у клюза FK направлено касательно к провисающей
в воде цепи в точке Ai, натяжение цепи у грунта FH направлено
горизонтально.
Для определения величин FK и Гя используют следующие
выражения:
12{ + Н*
Fk = Q- 9~ -л (П-2)
/? — №
Гя = ? -----. (П-3)
Z/7
62
После начала работы исполнительного двигателя брашпиль-
ного устройства и по мере втягивания якорной цепи в клюз
судно начинает двигаться в направление залегания якоря (точ-
ка О). <• -•
Уравнение движения принимает вид
где Fr— горизонтальная составляющая якорной цепи у клюза;
Fc — равнодействующая сопротивления воды и ветра;
D — водоизмещение судна;
—скорость судна в процессе снятия с якоря;
g —ускорение силы тяжести (g=9,81 м/с2).
Полагая, что выборка якорной цепи в первой стадии идет
с постоянной скоростью, вторым членом уравнения (II—4) мож-
но пренебречь, тогда
Fr = Fc = FSI- (П-5)
Длину провисающей части цепи можно определить по фор-
муле
' - у—+»• <>-»>
Величина Fc для тяжелых условий стоянки на якоре опре-
деляется как
Fc = Fb+Ft, (11-7)
где FB —давление ветра на надводную часть судна;
FT — сопротивление трения воды о корпус.
Давление ветра на надводную часть судна будет
FB = kBSB%, (П-8)
где kB—коэффициент удельного давления ветра (&в=0,02 кге/м2);
Вв —приведенная парусящая поверхность судна;
vB —скорость ветра (ов=5-т-12 м/с).
Приведенная парусящая поверхность судна определяется вы-
ражением
= 0,27В (Я2 — T) + bh,
где В, H2i Т — соответственно ширина, высота борта и осадка судна;
b, h — ширина и высота надстроек.
Величину сопротивления трения воды о корпус рассчитыва-
ют по формуле Фруда
FT = fQ(vc+V»)1,83. (П-9)
где f —коэффициент трения (f~0,14);
vw — скорость течения, м/с;
Q — площадь подводной части судна, м2.
63
В расчетах обычно принимают ис = 0,1 4-0,3 м/с, vw= 14-2 м/с.
Величину подводной части судна определяют по формуле
В. А. Семеки
Q = [2T-|-1,37 (6 — 0,274) В] L
или по формуле С. П. Мурыгина
Q = L(1,36T+ 1,36В),
где L — длина судна между перпендикулярами;
V
6= “ - _ — коэффициент полноты водоизмещения, причем V—объемное
LBT
водоизмещение судна (в м3).
Подставив в выражение (II—3) значение I из формулы (II—
6), можно определить силу натяжения якорной цепи у клюза
Fk=Fc + qH. (II—10)
Теперь можно определить момент на валу исполнительного
двигателя брашпиля, необходимый на первой стадии съемки
судна с якоря,
Вк/?зв
Л*С1 = ”. -Мо> (П-11)
где /?зв — радиус звездочки;
i — передаточное число редуктора;
т]к — коэффициент, учитывающий потери от трения якорной цепи в
клюзе (т)к=0,654-0,75);
т|м —к. п.д. механической передачи (г)м=0,654-0,8);
Мо — момент на валу двигателя, вызванный действием свисающей в
цепном ящике цепи.
Определить Л10 можно по формуле
^Ц.Я^К^ЗВ
мо=------7------,
где 1Д, я — длина свисающей в цепном ящике цепи;
Нк/—коэффициент, учитывающий потери от трения в палубном клюзе
(Пк'^0,75).
Длина 1овх цепи, лежащей на грунте, в начале первой стадии
определяется как
=L —/1 = AL1, (П-12)
где L —длина вытравленной за борт цепи;
AZq — отрезок цепи, выбираемой в первой стадии съемки судна с якоря.
Проекция линии AjBi на грунт определяется из выражения
цепной линии
/1 + Н
= а|п t н =хА.г (П-13)
( FC \
где а — параметр цепной линии I а =----- );
\ Я J
хА — проекция цепной линии в любой момент времени первой стадии.
А4
Продолжительность первой стадии (в мин) будет
2 л/? 2b^i
где Hi — частота вращения двигателя в период первой стадии, об/мин.
Величину Mi определяют как ординату точки пересечения
механической характеристики исполнительного двигателя браш-
пиля и кривой Mc = f(t), построенной для ряда значений п по
уравнению (II—11), зная что скорость движения судна под
действием якорного привода составляет (в м/с)
2.Tt/?3Bn ЯзВм
v ---------—--------
60/ 9,55/
(П-14)
(П-15)
Вторая стадия. Вторая стадия снятия судна с якоря ха-
рактеризуется изменяющимся моментом сопротивления на валу
исполнительного двигателя якорно-швартовного устройства.
Расчет нагрузочной диаграммы = для второй стадии
можно проводить методом последовательных интервалов вре-
мени А/. Исходными данными для расчета являются пь 1^ и Ха2 »
определенные для первой стадии съемки судна с якоря. Однако
этот метод расчета весьма трудоемкий (точность расчета повы-
шается с уменьшением интервала А/ при одновременном росте
объема вычислений).
Если принять, что на протяжении второй стадии момент соп-
ротивления изменяется по закону прямой линии (показано
пунктиром на рис. 26) до значения 7Исз, соответствующего тя-
говому усилию Fe3 при отрыве якоря от грунта, то Л4сз можно
определить для положения, когда цепная линия будет выгля-
деть как прямая. В этом случае можно считать для начала вто-
рой стадии ЕК=ЕК1, ЛТс = Л4сь а для окончания второй
стадии можно считать / = Ек=Ёк3, Мс = /Имакс, Ек3— усилие
при отрыве якоря от грунта, Л4макс — момент, соответствующий
Екз- Величину Е13 определяют по эмпирической формуле
у —6
Ркз =--— (kfi + qH),
У
где kn —коэффициент удерживающей силы якоря (£я = 34-4);
у —удельный вес материала якоря и цепи (у=7,75);
у' —удельный вес морской воды (у'= 1,025).
Следовательно,
Л4СЗ = Ломакс = — ~ - (П-16)
гПкПм
Продолжительность второй стадии определяют по формуле
2л/?зв^2ср
(П-17)
»1 + я2 «1
где н2ср — ,
/1—несколько больше Я, так как цепь висит почти вертикально.
3
В. И. Фесенко
65
Третья стадия. Для третьей стадии время /3 принимают
равным 1 мин, а момент сопротивления определяют по формуле
(П-16).
Четвертая стадия. Моменты сопротивления четвертой
стадии в практических расчетах определяют для двух точек,
принимая характер изменения момента прямолинейным.
Расчет ведут по формулам:
• т — 6
Л^нач = ' (G + qH) ~~, (II-18)
'ПкИм V
/?ЗВ
^4КОН = — О. (П-19)
Продолжительность четвертой стадии определяют из выра-
жения
Ш
2л/^эвм4Ср
(II—20)
^4нач Ч~ Ядкон
где ^СР=-------2-----•
Полное время снятия судна с якоря
Рассчитав необходимые величины для каждой стадии снятия
судна с якоря, можно построить нагрузочную диаграмму элек-
тропривода брашпиля (см. рис. 26).
Мощность исполнительного двигателя рассчитывают для
наиболее тяжелого режима работы электропривода брашпиля,
а именно, для съемки судна с якоря. Обычно выполняют расчет
для съемки судна, стоящего на заданной глубине стоянки, на
одном якоре. Номинальный момент при этом выбирают по на-
чальному моменту четвертой стадии по формуле
Мной == ^кнач = Ъ - (G qH) ~ , (II—21)
Т
1
где Ь — величина, зависящая от скорости течения, глубины стоянки и т. п.
(Ь=0,64-0,9).
Учитывая перегрузочную способность двигателя, можно
записать
Для двигателей постоянного тока Х= 1,54-2,2. Для боль-
шинства асинхронных двигателей (исключая специальные дви-
гатели серии МАП) следует учитывать, что максимальный мо-
мент естественной механической характеристики превышает
пусковой и, следовательно, использовать перегрузочную спо-
собность в режиме стоянки двигателя под током не представ-
66
чяется возможным. Поэтому для двигателей переменного тока
ориентируются на величину пускового момента Л4П, который
должен быть больше приведенного к валу двигателя максималь-
ного момента на звездочке Ммакс. Одновременно следует учи-
тывать 10% падения напряжения, подводимого к двигателю.
Иначе говоря, пусковой момент двигателя переменного тока
должен соответствовать условию
Мп — 1 >25Л1Макс*
Номинальную частоту вращения исполнительного двигателя
брашпиля выбирают по средней частоте вращения иср за время
7' съемки с якоря. По заданным параметрам электропривода
брашпиля
Li
”ср ~ 2nR3BT ’
(II—22)
где L — длина вытравленной якорной цепи.
Обычно время съемки судна с якоря задается и равно 20-4-
--•-30 мин. Номинальную частоту вращения определяют по фор-
муле
Лном — £Яср»
где с = 1,04-1,25.
В случае установления техническими условиями средней
скорости иСр подъема одного якоря с заданной глубины сто-
янки номинальную частоту вращения определяют, исходя из
формулы
.СР = 2л/?зв ”Н0М
-^звЯном
По нормам
довательно,
Регистра СССР
9,55г
^’ср = 0,167 м/с=10
60
(II—23)
м/мин, сле-
i
Яном — С 6
А Зв
и
р^НОмЯцрМ
ном “ 975
или
р ____ ^НОмЯнОМ
ном ' 9550 -
(II—24)
Учитывая требуемую продолжительность съемки судна с
якоря, исполнительный двигатель подбирают по каталогу по
значениям nH0M, AfH0M и РНом, отнесенным к получасовому или
часовому режиму работы. Выбранный исполнительный двига-
тель якорно-швартовного устройства проверяют на соответствие
основным требованиям и на нагрев, так как все номинальные
величины были определены ориентировочно.
3* 67
Для двигателей постоянного тока независимого возбужде-
ния, работающих в системе Г—Д, для проверки применяют
метод среднеквадратичного момента. В этом случае необходимо
выдержать условие Мэкв^А1НоМ, где Мэкв — среднеквадратичный
момент, определяемый по формуле
^4нач + ^4нач^4кон + ^4 кон л
’ i л I •
3 /
(II—25)
Если исполнительным двигателем является машина постоян-
ного тока смешанного возбуждения, то применяется метод сред-
неквадратичного тока. ’Аналогично изложенному выше /экв^Дом-
^экв —
4КОН I
М Ь
(II—26)
Проверку двигателей переменного тока проводят также по
методу эквивалентного тока. Проверку на нагрев при подъеме
двух якорей осуществляют в соответствии с требованием Ре-
гистра СССР. При этом одновременный отрыв от грунта обоих
якорей не предусматривается. Производится подтягивание суд-
на к месту залегания якорей, поочередный их отрыв от грунта,
затем одновременный подъем двух якорей с глубины, равной
половине заданной глубины стоянки. В этом случае требуемый
вращающий момент исполнительного двигателя с учетом пере-
грузочной способности определяется из выражения
^зв 2
^нач
где ЛГнач — начальный момент при подъеме двух якорей.
Вращающий момент исполнительного двигателя
подъема определяют по формуле
^кон
/?зв V — 6
2(0+ qL')
Т
(П-27)
в конце
(II—28)
где L' — длина якорной цепи от клюза до звездочки.
Время подъема двух якорей рассчитывают по формуле
Н Н
, 2 2 4
*2 = —г- =---------г , (П-29)
+р 2jij?3Bncp
68
где rt'cp —средняя частота вращения двигателя при подъеме двух якорей
(г ^нач "Ь ^кон ।
пср ~ 2 J ’
п'Нач —частота вращения, определяемая для момента ЛГнач по механи-
ческой характеристике выбранного двигателя;
м'кон —частота вращения, определенная для момента ЛГК0Н по механи-
ческой характеристике выбранного двигателя.
Теперь можно построить нагрузочную характеристику для
рассматриваемого режима работы брашпильного электропри-
вода.
Проверку на нагрев выполняют по методу среднеквадратич-
ного момента или среднеквадратичного тока с помощью формул
(II—30)
Значение токов I'HSL4 и /'КОн находят с помощью универсаль-
ных характеристик исполнительного двигателя. Очевидно, что
ЛГэкв и /'экв должны удовлетворять условиям ЛГЭКВ^Л1НОМ и
/ ЭКВ /ном-
Проверку на перегрузочную способность по моменту осуще-
ствляют исходя из значения максимального момента, который
имеет место в третьей стадии снятия судна с якоря. Следова-
тельно, необходимо выдержать условие Л43^:Л4НОМ X, где X — пе-
регрузочная способность по моменту. Для подъема двух якорей
необходимо выдержать условие ЛГнач^Л1Ном
Проверку выбранного исполнительного двигателя на продол-
жительность процесса снятия судна с якоря производят по
выражению
+ h + h + I* < Т.
Кроме того, проверяют обеспечение нормированных частот
вращения двигателя для подъема якорей из условия
Л<ср лзад»
60z i
где пзад== ~~ - рср=9,55“— иср.
2л7?зв /?зв
По нормам Регистра СССР для подъема двух якорей с поло-
винной глубины стоянки уср=0,15 м/с = 9 м/мин, а для подъема
одного якоря с полной глубины стоянки уСр=0,167 м/с= 10 м/мин.
Проверку на обеспечение швартовных операций выполняют
в некоторых случаях при заданной скорости выбирания шварто-
69
вых. В этом случае на окружности швартовного барабана должно
быть обеспечено усилие
Нм COS ф
где Г)ш —к. п.д. швартовного клюза (т|ш~0,74-0,8);
q—угол, образованный направлением движения судна и направле-
нием швартовного троса;
F — усилие, необходимое для подтягивания судна при швартовке.
Определяют F так же, как Fc в выражении (II—5), причем
сопротивлением трения воды о корпус можно пренебречь, a FB
определить по выражению (II—8) с учетом направления дви-
жения судна.
§ 15. СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ЯКОРНО-
ШВАРТОВНЫХ УСТРОЙСТВ
На судах флота рыбной промышленности применяется боль-
шое количество разнообразных схем управления якорно-швар-
товными устройствами.
Рис. 27. Контроллерная схема управления якорно-швартовным
устройством.
Рассмотрим некоторые схемы управления якорно-швартов-
ными устройствами. На рис. 27 показана схема контроллерного
управления электроприводом якорно-швартовного устройства,
которую читателю предлагается рассмотреть самостоятельно.
Релейно-контакторная схема управления электроприводом
брашпиля на постоянном токе (рис. 28). Элементы схемы.
Компаундный двигатель ДИ управляется с помощью командо-
контроллера по несимметричной схеме. Регулирование частоты
вращения ДИ осуществляется с помощью включаемых последо-
вательно с якорем сопротивлений /'! — г4 а торможение — элек-
тромагнитным тормозом ТМ и сопротивлением динамического
торможения г6 — г7-
70
Рис. г8. Релейно-контакторная схема управления электроприво-
дом брашпиля на постоянном токе.
Магнитный контроллер состоит из контакторов направления
1В, 2В и 1Н, 2Н, контакторов ускорения 1У— ЗУ, линейного
контактора Л, контакторов торможения Т и КТ, контактора
возбуждения КВ, реле максимальных 1PM, 2РМ, грузового ре-
ле РГ, реле возбуждения РВ, реле обрыва поля РОП, реле
ускорения 1РУ — ЗРУ, реле напряжения PH.
71
Схема предусматривает выключатель Цепей управления
ВУ1 и выключатель принудительной работы при перегрузке
ВУП. Используются также сопротивления разрядное СР, до-
бавочное СД, экономическое Ш4— Ш5, сигнальная лампа ЛС,
предохранители Пр, амперметр с шунтом Ш, ножной выключа-
тель ПВ, предназначенный для увеличения скорости выборки
швартовного троса.
Работа схемы. При подаче питания от ГРЩ получает
питание обмотка ШОВ через экономическое сопротивление
11Ц— ИД. Срабатывает реле РОП, подготавливая своим кон-
тактом цепь реле PH.
Для подачи питания на цепи управления включают ВП1.
Загорается установленная на командоконтроллере лампа ЛС,
сигнализируя о готовности схемы к работе. Одновременно сра-
батывают реле ускорения 1РУ — ЗРУ и контактор PH. Контак-
тор PH шунтирует контакт III командоконтроллера, обеспечивая
нулевую защиту. Реле ускорения 1РУ — ЗРУ открывают свои
контакты в цепях катушек контакторов ускорения 1У — ЗУ, ис-
ключая возможность прямого пуска двигателя.
В первом положении командоконтроллера в направлении
«Выбирать» срабатывают контакторы направления 1В и 2В,
катушки которых включены параллельно. Контакты 1В и 2В
подают напряжение на линейный контактор Л, на контактор
возбуждения КВ и реле возбуждения РВ. Одновременно полу-
чает питание катушка контактора тормозного электромагнита
кт.
Контактор КВ, сработав, шунтирует экономическое сопро-
тивление. Контакторы КТ и Л своими контактами обеспечивают
подачу питания на ТМ и растормаживание двигателя ДИ. Кон-
такторы Л, 1В и 2В обеспечивают включение двигателя в ра-
боту, так как их контакты образуют цепь якоря двигателя и
подключают обмотку СОВ. Последовательно с якорем оказы-
ваются включенными сопротивления г{—г4, а параллельно
якорю подключены сопротивления Гб — rQ— г7.
В данном случае образовалась искусственная схема шунти-
рования якоря, которая обеспечивает малую устойчивую ско-
рость выбирания якорной цепи при подтягивании якоря к клю-
зу, а также пуск двигателя ДИ с малой частотой вращения, но
при значительном пусковом моменте. Поставив рукоятку ко-
мандоконтроллера во второе положение, подводят питание к
катушке контактора торможения Т через его нормально закры-
тый (размыкающий) контакт. Контактор Т, сработав, отключает
от якоря двигателя сопротивления г6 — и г6— г5. Частота
вращения двигателя увеличивается. Одновременно контактор Т
подключает к своей катушке экономическое сопротивление и
обрывает цепь питания реле 1РУ.
В третьем положении командоконтроллера размыкается
контакт VIII и замыкается контакт IX. Если это произошло до
72
срабатывания реле 1РУ, то никаких изменений в схеме не про-
исходит— в частности, катушка КВ продолжает получать пита-
ние через замкнутые контакты 1РУ. Если же переключение
контактов командоконтроллера произошло после срабатывания
реле 1РУ, то получает питание катушка контактора ускорения
/У, и прерывается питание катушки контактора КВ. То же,
получается, если к моменту истечения выдержки времени реле
1РУ контакты командоконтроллера оказываются переведенны-
ми в третье положение. Контактор 1У шунтирует своим главным
контактом ступень —г3 пускорегулировочного сопротивления,
а контактор КВ вводит в цепь шунтовой обмотки электродвига-
теля сопротивление Ш5 — IIIQ. Напряжение, подведенное к яко-
рю электродвигателя, увеличивается, а магнитный поток воз-
буждения уменьшается. Частота вращения электродвигателя
увеличивается.
В четвертом положении замыкаются контакты X и XI. В ре-
зультате поочередно получают питание катушки контакторов
ускорения 2У и ЗУ — первая по истечении выдержки времени
реле 2РУ, начавшейся после размыкания блок-контакта 1У в
цепи его катушки, а вторая после срабатывания реле ЗРУ, вы-
держка времени которого начинается после размыкания соот-
ветствующего блок-контакта 2У. Контакторы шунтируют соот-
ветственно ступени сопротивления г3 — г2 и г2— Ц, переводя
электродвигатель на промежуточную частоту вращения, не
фиксируемую положением маховичка командоконтроллера, а
затем на номинальную частоту вращения. Таким образом осу-
ществляется полуавтоматический пуск электродвигателя в функ-
ции времени.
В пятом положении размыкается контакт XII и обеспечива-
ется возможность увеличить частоту вращения двигателя нажа-
тием на ножную педаль выключателя ПВ. При этом контакт ПВ
размыкается и обесточивает шунтовую катушку реле РВ. Оно
отпускает свой якорь, контакты реле размыкаются, вводя в цепь
возбуждения сопротивления Л/4— Ш5. Частота вращения элек-
тродвигателя значительно увеличивается, что необходимо для
быстрого выбирания швартовных тросов. Выключение реле РВ
может произойти только в том случае, если к моменту нажатия
на педаль электродвигатель вышел на естественную характе-
ристику. Это контролируется нормально закрытым блок-контак-
юм ЗУ, шунтирующим контакт ПВ. Кроме того, реле срабатыва-
ет только тогда, когда ток в цепи якоря электродвигателя мень-
ше 0,5 /ном. В противном случае сериесная катушка РВ не
отпустит якорь реле от сердечника, несмотря на обесточивание
шунтовой катушки. Это предохраняет от недопустимого ослаб-
ления потока электродвигателя при большой нагрузке, напри-
мер во время выбирания якоря.
При переводе командоконтроллера в нулевое положение
якорь электродвигателя отключается от сети, сериесной обмот-
х 73
ки и последовательных сопротивлений. К нему подключается
параллельно сопротивление г6—г7, а к шунтовой обмотке
прикладывается напряжение, ограниченное экономическим соп-
ротивлением. В результате происходит динамическое торможе-
ние. Кроме того, электродвигатель тормозится механическим
тормозом из-за обесточивания катушки тормозного электро-
магнита.
В первом положении в сторону «Травить» замыкается кон-
такт VI и вместо контакторов 1В и 2В включаются контакторы
хода «Назад» III и 2Н. Направление тока в обмотке якоря
электродвигателя изменяется па противоположное. К якорю
оказывается подключенным только одно сопротивление г7 — г6.
Это обеспечивает тормозное травление якоря со сравнительно
небольшой устойчивой скоростью. Во втором положении размы-
кание главного контакта Т не отключает шунтирующее сопро-
тивление от якоря, как при выбиранир, а подключает последо-
вательно к нему еще одну ступень — г5. Частота вращения
электродвигателя увеличивается. В третьем положении из-за
срабатывания контактора КВ уменьшается поток -возбуждения,
а из-за срабатывания контактора /У увеличивается напряже-
ние, подведенное к якорю. Частота вращения электродвигателя
вновь увеличивается.
В четвертом и пятом положениях контакты X и XI поочеред-
но включают контакторы 2У и ЗУ, которые выводят ступени
сопротивления Гз — г2 и г2— И- Во всех положениях, начиная
со второго, сопротивление г7 — г5 остается подключенным к
якорю. Пятое положение предназначено в основном для силово-
го травления швартовного троса, но при малой глубине якорной
стоянки применяется и для быстрого тормозного травления
якоря.
Защита схемы. Защита электропривода от больших пе-
регрузок осуществляется реле максимального тока 1РМ и 2РМ.
При малых перегрузках (1,8—2,6) срабатывает двухкатушечное
грузовое реле РГ. Оно размыкает свои контакт в цепи катушки
1У и замыкает другой контакт в цепи катушки 1РУ, что приво-
дит к обесточиванию и отключению контактора 1У. Он размы-
кает одним своим блок-контактом цепь катушки 2У, а другим
подает напряжение на катушку 2РУ. Вследствие этого контак-
тор 2У отключается и осуществляет своими блок-контактами то
же самое относительно контактора ЗУ и реле ЗРУ. В результате
оказывается, что при указанной перегрузке практически мгно-
венно отключаются три контактора ускорения, которые вводят
в цепь якоря электродвигателя сопротивления г4 — г{. Кроме
того, замкнувшийся контакт 1РУ включает катушку контактора
КВ, который подает полный ток возбуждения шунтовой обмот-
ки. В результате электродвигатель переходит на режим стоянки
под током. Спадание тока нагрузки приводит к возвращению
грузового реле в исходное положение. Контакты РГ в цепи
74
катушки 1РУ размыкаются, что приводит к автоматическому
разгону электродвигателя в функции времени до прежней ча-
стоты вращения.
Грузовое реле срабатывает только при работе на естествен-
ной характеристике, на пусковые токи оно не реагирует. Это
обеспечено блок-контактом ЗУ, включенным в цепь шунтовой
катушки реле. Пока он не замкнут, реле РГ не срабатывает, так
как одной его сериесной катушки недостаточно для притягива-
ния якоря. Реле снабжено электромагнитным демпфером, обес-
печивающим небольшую выдержку времени как при притяже-
нии, так и при опускании якоря. Первое нужно для того, чтобы
реле не реагировало на случайное непродолжительное увели-
чение тока нагрузки, а второе необходимо в связи со следующим
явлением. В момент включения сопротивления в цепь якоря
напряжение на нем резко уменьшается, а э. д. с. остается поч-
ти прежней из-за инерции вращающегося электродвигателя.
Поэтому величина тока на мгновение снижается и может ока-
заться меньше уставки грузового реле, которое в этом случае
снова отключится. В результате будет происходить чередую-
щееся включение и выключение реле. Вместе с тем через не-
большой промежуток времени после включения сопротивлений
ток якоря возрастет из-за снижения частоты вращения и э. д. с.
Поэтому надо, чтобы реле удерживало свой якорь притянутым,
пока ток меньше уставки. Это и обеспечивает электромагнитный
демпфер.
Бывает, что во время стоянки под током нужно увеличить
момент электродвигателя и попытаться таким образом оторвать
застрявший якорь от грунта. Для этого нажимают рукоятку
выключателя управления и замыкают контакт ВУП, шунтирую-
щий катушку грузового реле. Оно отпускает свой якорь, и ра-
бота электропривода может происходить при токе, большем
уставки реле РГ, но меньшим, чем уставка РМ. При отпускании
рукоятки ВУ пружина возвращает ее в исходное положение и
контакт ВУ11 размыкается.
Для защиты от обесточивания шунтовой обмотки электро-
двигателя служит реле обрыва поля РОП. Реле напряжения PH
и контакт III командоконтроллера обеспечивают нулевую за-
щиту. Цепи управления от коротких замыканий защищаются,
предохранителями.
Релейно-контакторная схема управления якорно-швартов-
ным устройством на переменном токе (рис. 29). Элементы
схемы. Схема включает трехскоростной асинхронный двига-
тель Д, дисковый тормоз, командоконтроллер на три положения
в направлениях «Выбирать» и «Травить» с контактами KJ—К13,
выключатели управления ВУ1 и ВУ2 (первый подает питание на
схему управления, второй подключает к работе промежуточное
реле 2РП)\ тепловое реле 1РТ—5РТ, грузовое реле РГ, защи-
щающее двигатель от перегрузки при работе обмотки большей
75
частоты вращения; реле напряжения PH, промежуточные реле
1РП и 2РП, причем второе реле подключается в работу при не-
обходимости включения двигателя в случае срабатывания тепло-
вых реле (положение Л); реверсивные контакторы В и Н, кон-
такторы изменения частоты вращения двигателя 1С, 21С, 2С
и ЗС\ реле с выдержкой времени ЗРП постоянного тока, питаю-
Рис. 29. Релейно-контакторная схема управления якорно-
швартовным устройством на переменном токе.
щееся через выпрямитель В; предохранители Пр, сопротивления
добавочные СД, тормозной контактор Т, трансформатор тока ТТ
к амперметру А, сигнальную лампу ЛС.
Работа схемы. Схема симметричная, поэтому доста-
точно рассмотреть ее работу, например, в направлении «Вы-
бирать».
Для осуществления работы замыкают ВУ1. В нулевом по-
ложении через контакт КЗ подается питание на реле PH, осу-
ществляющее нулевую защиту. Реле PH, сработав, шунтирует
контакт КЗ. Одновременно получает питание реле 1РП через
контакт К13 и контакт РГ. Реле 1РП срабатывает, подключает
цепь лампы Л С под напряжение и подготавливает цепь контак-
76
тора 1С к работе. Кроме того, своим контактом 1РП шунтирует
контакт К13. Нормально закрытый контакт 1РП размыкается
в цепи 2С и 21С, блокируя их от случайного включения.
При постановке маховика командоконтроллера в положение
1 замыкаются контакты /(5, К7 и К4. Размыкается контакт КЗ,
так как при срабатывании реле PH отпала необходимость дер-
жать его закрытым. Этот контакт и реле PH осуществляют ну-
левую защиту. Контакт К13 остается в замкнутом положении.
Так как контакты К5 и К7 закрылись, под напряжение подклю-
чаются контакторы направления В и малой скорости 1С. Контак-
торы срабатывают и подключают к сети тихоходную обмотку
двигателя, включенную по схеме треугольник. Контактом 1С
подключается в работу реле ЗРП. В этом случае через контакт
К4 и контакт реле ЗРП подается питание на контактор Т, ко-
торый срабатывает и растормаживает двигатель, подключив
своими контактами тормоз ТМ к сети. Контакторы В и 1С свои-
ми контактами в цепях контакторов Я, 2С, ЗС блокируют их
от включения при работающей тихоходной обмотке.
Во втором положении «Выбирать» размыкается контакт К7,
остаются замкнутыми контакты К5, К13 и К4, дополнительно
замыкаются контакты К8 и К9.
Контакт К7 обрывает цепь питания контактора 1С, который,
замкнув свой нормально закрытый контакт, подготовит к рабо-
те катушки контакторов 2С и 21С. Эти контакторы при замы-
кании контакта К8 срабатывают последовательно. После их
срабатывания обмотка статора двигателя оказывается подклю-
ченной к работе по схеме двойная звезда, катушки 1С и ЗС
блокируются от включения, так как нормально закрытые кон-
такты 21С и 2С открылись. Следует иметь в виду, что при по-
вороте маховика контроллера сначала замыкается контакт К8,
а затем размыкается контакт К7.
В третьем положении «Выбирать» контакты К8 и К13 раз-
мыкаются, остаются замкнутыми контакты КЗ, К9 и К4, до-
полнительно замыкается контакт КН- С замыканием последне-
го получает питание катушка ЗС и подключается в работу
быстроходная обмотка двигателя по схеме звезда. В этом слу-
чае катушки контакторов 1С, 21С и 2С блокируются ют вклю-
чения при работе двигателя на быстроходной обмотке.
Защита схемы. В случае перегрузки в третьем положе-
нии контроллера при работе на быстроходной обмотке сраба-
тывает реле РГ. что приводит к обесточиванию 1РП. Тогда че-
рез контакт К9 и закрывшийся контакт реле 1РП будет подано
питание на контакторы 21С и 2С. Обмотки статора переклю-
чатся на малую частоту вращения. При исчезновении перегруз-
ки частота вращения двигателя может быть восстановлена
возвращением маховика контроллера во второе положение, а
затем вновь в третье. Схемой также предусмотрены: защита от
коротких замыканий автоматом ГРЩ и предохранителями в це-
77
пях управления; минимальная и нулевая защиты с помощью
реле PH и контакта КЗ; защита от перегрузок с помощью теп-
ловых реле.
Как уже упоминалось, при необходимости работы, не взи-
рая на перегрузку, включают ВУ2, поставив выключатель це-
пей управления в нефиксированное положение А. В этом слу-
чае реле 2РП сработает и зашунтирует контакты тепловых ре-
ле 1РТ — 5РТ и контакт РГ в цепи реле 1РП. Двигатель мож-
но будет запускать для дальнейшей работы.
Схема управления электроприводом брашпиля по системе
Г—Д (рис. 30). Элементы схемы. Схема включает привод-
ной двигатель ПД, два исполнительных двигателя ДРЦ и ДИ2
параллельного возбуждения со стабилизирующими сериесными
обмотками СТ1 и СТ2, с пристроенными дисковыми тормоза-
ми, управляемыми контакторами ТМ1 и ТМ2; генератор Г с
тремя обмотками возбуждения: независимой НОГ, параллель-
ной ШОГ и противокомпаундной ПКО-, возбудитель В, пред-
ставляющий собой генератор смешанного возбуждения; коман-
доконтроллер с контактами КК1 — КК22 на шесть положений
работы в направлении: «Травить» и «Выбирать»; переключатели
питания П1 и 77//, сопротивления в цепи НОГ rG—г6, контактор
Л в цепи двигателя /7Д, реле обрыва поля РП1 и РП2 в цепи
параллельных обмоток двигателей ШО-ДИХ, ШО-ДИ2, реле
промежуточное ПР, контактор обрыва поля К, сопротивления
добавочные СД, разрядные сопротивления СР, выключатель пи-
тания ВУ, тепловые реле 1РТ—ЗРТ, кнопки «Пуск» и «Стоп»
предохранители и сигнальные лампы.
Работа схемы. Схема обеспечивает одновременную ра-
боту двух исполнительных двигателей во всех режимах работы
брашпиля и работу одним исполнительным двигателем в ава-
рийном режиме при выходе из строя одного из двигателей. На
схеме контакты переключателей питания П1 и ПИ показаны
для работы двух двигателей, когда замкнуты главные контакты
П1 — П15 и ПП1 — ПП5, когда замкнуты блок-контакты П16у
П19 и ПП6, ПП9, когда разомкнуты блок-контакты П17 и /77.
Нажатием на кнопку «Пуск» запускают двигатель ПД в рабо-
ту при закрытых выключателях ВУ. Запуск двигателя ПД в
работу возможен только в нулевом положении командокон-
троллера, когда замкнут контакт КК-22.
Растормаживание двигателей ДИХ и ДИ2 происходит в пер-
вом положении командоконтроллера. В этом случае при замы-
кании контактов ДКЗ и КК5 получают питание реле обрыва
поля РП1 и РП2, которые, замкнув свои контакты, подадут пи-
тание на контактор обрыва поля К. Контактор К замкнет свой
контакт в цепи НОГ и катушек ТМ1 и ТМ2.
Работа исполнительных двигателей, включенных последова-
тельно с генератором, осуществляется в дальнейшем в соответ-
ствии с положением штурвала командоконтроллера согласно
78
П1-7 ПП~7
Рис. 30. Схема управления электроприводом брашпиля пэ
системе Г-Д.
таблице замыкания его контактов. Изменение частоты и на-
правления вращения осуществляется изменением величины со-
противления в цепи НОГ и направления тока в ней.
Защита схемы. Нулевую защиту электропривода осуще-
ствляет контактор Л, имеющий нормально открытый контакт в
цепи контактора К. Нулевую защиту двигателя ПД осуществ-
79
ляет контакт КК-22. Обе эти защиты взаимосвязаны промежу-
точным реле ПР. Минимальную защиту осуществляют эти же ’
аппараты, защиту от перегрузок — реле 1РТ — ЗРТ. Защита си-
стемы Г — Д обеспечивается противокомпаундной обмоткой
генератора ПКО. Предусмотрена защита от обрыва поля испол-
нительных двигателей с помощью реле РП1 и РП2. Цепи управ-
ления защищаются предохранителями.
дв
сг
НТ
ЛТ д
ПУЧ u
—о о—
ПУ5
ИЙ-
пог
В
1 Г
в
\К7
'Д
Рис. 31. Схема тиристорного управления электроприводом шпиля.
ГУМ
ПУ/
о
С В А
0 0 0
1АУ ,>------
5 лЛ w
тп
нтв
ОУ.
Д"а
Таблица замыкания
контактов поста управления
Травить 0 Выбирать
2~/О / / 2-Ю
ПУ/
ПУ2
ПУЗ
ПУЧ
ПУ5
Бурное развитие полупроводниковой техники в последнее
десятилетие привело к созданию принципиально новых систем
регулирования, избавляющих судовой регулируемый электро-
привод от зачастую громоздких элементов схемы. Примером
такой схемы является схема, приведенная ниже.
Схема управления электроприводом шпиля с применением
тиристоров (рис. 31). Элементы схемы. Компаундный
двигатель ДИ подключен к судовой сети переменного тока че-
рез силовой выпрямитель. Для управления работой ДИ исполь-
зуется пост управления и блок управления тиристорами сило-
вого выпрямителя. Последний выполнен как импульсно-фазовая
80
схема с жесткой обратной связью по току якоря двига-
теля ДЯ*
Схе^а силового выпрямителя мостовая несимметричная с
тиристорами Т% в катодном плече и вентилями Вх в. анодном.
Обратную связь обеспечивает катодный реактор гк. Для охлаж-
дения системы используется принудительная вентиляция. Дви-
гатель ДВ вентилятора асинхронный, включаемый в работу с
помощью установочного автомата 1АУ. Пост управления ПУ
работой двигателя ДИ снабжен переключателем для замыка-
ния цепей контакторов и бесконтактным сельсином БС, кото-
рый работает в режиме вращающегося трансформатора.
Сельсин ВС через кремниевый выпрямительный мост Бз, то-
роидный трехфазный магнитный усилитель ТУМ и трансфор-
матор питания ТП управляет работой генераторов ГР. Генера-
торы ГР— это генераторы периодического напряжения несину-
соидальной формы, в которых происходит периодически повто-
ряющееся накопление энергии в реактивных сопротивлениях с
последующим расходованием в активных сопротивлениях. Та-
кие генераторы называются релаксационными и на схеме собра-
ны из сопротивлений и, конденсаторов Ci, кремниевых диодов
Д1 и тиристоров 7'ь Назначение диодов Д1 — защита маломощ-
ных тиристоров от пробоя обратного направления.
Генераторы ГР питают первичные обмотки импульсных тран-
сформаторов ИТ. Напряжение переключения Т\ выравнивается
корректирующим смещением в цепи управляющего перехода,
осуществляемым с помощью сопротивления г2- Диоды Д2 отсе-
кают отрицательную полуволну импульсных трансформаторов,
уменьшая тем самым нагрев тиристоров силового выпрямите-
ля. Подобно дросселям насыщения фазы магнитного усилителя
ТУМ включаются в цепь первичных обмоток ТП. Каждый дрос-
сель ДИ имеет следующие обмотки: рабочую ОУР, задающую
ОУ3 и обмотку обратной связи по току ОУТ. Результирующая
магнитная сила равна разности намагничивающих сил отдель-
ных обмоток.
Работа схемы. Для пуска двигателя ДИ в работу вклю-
чают установочные автоматы 1АУ и 2АУ. Запускается двига-
тель вентилятора ДВ и подключается под напряжение незави-
симая обмотка возбуждения двигателя НОВ.
Рукоятку поста управления ПУ устанавливают в первое по-
ложение. Например, направление «Травить». Замыкаются кон-
такты ПУ1 и ПУЗ. Контакт ПУ1 замыкает цепь возбуждения
сельсина БС и остается замкнутым во всех положениях рукоят-
ки ПУ.
Контакт ПУЗ подает питание на катушку тормозного кон-
тактора ДТ, который, замкнув свой контакт, включает цепь
э ьектромагнита механического тормоза МТ. Двигатель будет
расторможен и может работать в режиме динамического тор-
можения на сопротивление гт.
81
Поставив рукоятку поста управления во второе положение
замыкают дополнительно контакт ПУ5, тем самым подают на-
пряжение на катушку контактора направления Т. Отключается
сопротивление динамического торможения гт, якорь двигателя
подключается в работу и двигатель ДИ работает с минималь-
ной частотой вращения.
Перестановка рукоятки поста управления в последующие
положения, вплоть до десятого, изменения в переключениях не
вызывает. Однако ротор ВС поворачивается, увеличивая ток в
задающих обмотках 0У3 дросселей насыщения ДИ.
Если увеличится ток в обмотке ОУ3, то появится сдвиг фазы
напряжения в первичных обмотках трансформатора питания
ТП. В результате будет сдвиг фазы вторичного напряжения,
питающего генераторы ГР. Изменится амплитуда приложенно-
го напряжения и резко изменится время зарядки конденсато-
ров Сь Таким образом, импульсы, создаваемые трансформа-
торами ИТ, сдвигаются по фазе справа налево относительно
положительной полуволны напряжения с частотой 50 Гц, при-
кладываемого к анодам тиристоров Тг- Это обеспечивает умень-
шение угла регулирования а и плавное изменение от нуля до
определенного максимума значения выпрямленного выходного
напряжения. Пропорционально напряжению увеличивается ча-
стота вращения исполнительного двигателя.
Работа схемы в направлении «Выбирать» не отличается от
рассмотренной, только вместо контактора направления Т под
напряжением будет катушка контактора В
Защита схемы. В случае возрастания тока нагрузки до
1,34-1,5 /пом падение напряжения на катодном реакторе гк пре-
высит критическое напряжение стабилитрона СД, который будет
пробит. Через обмотку ОУТ пройдет ток, размагничивающий
дроссели насыщения ДИ, что вызовет обратный сдвиг по фазе
напряжения на ТП, увеличение угла регулирования а и приведет
к уменьшению напряжения в цепи нагрузки. Частота вращения
двигателя уменьшится.
С исчезновением перегрузки изменится падение напряжения
на г1; и кремниевый стабилизатор С/( закроется. Обратная
связь прекратится и двигатель ДИ перейдет в нормальный ре-
жим работы. От коротких замыканий элементы схемы защи-
щаются установочными автоматами 1АУ и 2АУ, а также предо-
хранителями. Выпрямитель Въ защищается от перенапряжения
конденсатором С% и сопротивлением
§ 16. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ
КОНТАКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ БРАШПИЛЯ
План работы 1. Ознакомиться с электрическими машинами, аппа-
ратурой управления и приборами, необходимыми для выполнения работы,
записать их паспортные данные.
2 Собрать схему (рис. 32), показать преподавателю для проверки.
82
Травить» п «Выбирать»,
срабатывании защиты.
3.
4.
5.
Проверить работу схемы в направлении «
Произвести отключение схемы при ложном
В отчете кратко описать работу схемы.
Рис. 32. Схема к лабораторной ра-
боте главы II.
ВОПРОСЫ
1. Перечислить основные требования Регистра СССР к электроприводам
якорно-швартовных устройств.
2. Чем отличается шпиль от брашпиля?
3. Перечислить режимы работы якорно-швартовных устройств.
4. Какие стадии различаются при снятии судна с якоря?
5. Построить нагрузочную диаграмму для работы электропривода браш-
пиля при снятии судна с якоря.
6. Какая аппаратура используется для управления электроприводами
шпилей и брашпилей небольшой мощности?
7. Какая аппаратура применяется для управления электроприводами
шпилей и брашпилей средней мощности на переменном и постоянном токе?
8. Куда включаются контакты командоконтроллера при управлении элек-
троприводами по системе Г—Д?
9. Приведите последовательность расчета электропривода брашпиля.
10. Как выбранный электродвигатель для привода якорно-швартовного
устройства проверить на нагрев?
II. Для чего в электросхемах шпилей и брашпилей предусматривается
наличие электромагнитного тормоза?
ж 12. Какой режим работы брашпиля (и шпиля) является наиболее тя-
13. Какие типы электродвигателей применяются для якорных устройств
на судах с постоянным и переменным током?
83
14. Какие схемы применяются для управления якорно-швартовными
устройствами?
15. Должен ли электропривод якорного устройства иметь питание непо-
средственно от ГРЩ?
16. Какие виды электрической защиты применяются в схемах электропри-
водов якорных устройств постоянного и переменного тока?
17. В каком режиме работает электродвигатель якорно-швартовного
устройства?
18. Опишите работу схемы, показанной на рис. 27.
Глава III
Электроприводы лебедок и кранов
§ 17. НАГРУЗОЧНЫЕ ДИАГРАММЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
ГРУЗОВОЙ ЛЕБЕДКИ'
Грузоподъемные устройства, предназначенные для погрузки,
выгрузки и перемещения грузов или продуктов морского про-
мысла, играют значительную роль в повышении эффективности
работы судов флота рыбной промышленности.
Грузоподъемные устройства судов флота рыбной промыш-
ленности используются более интенсивно, чем грузоподъемные
устройства судов других отраслей, и имеют специфические осо-
бенности работы в открытом море, заключающиеся в следую-
щем: использование судовых грузовых стрел и устройств при
работе с орудиями лова; применение для работы с орудиями
лова (при выливке улова); использование промысловых и дру-
гих палубных механизмов (траловая лебедка, шпиль) для ра-
боты с грузоподъемным устройством; систематическое проведе-
ние грузовых операций при неблагоприятных метеорологиче-
ских условиях (волнение — до 5 баллов, ветер — до 6 баллов);
вероятность возникновения перегрузок в грузоподъемном уст-
ройстве при операциях с орудиями лова; необходимость пере-
становки стрел (при швартовке судов, при работе с кранами)
для выполнения грузовых операций в открытом море.
Характерной чертой эксплуатации грузоподъемных устройств
судов флота рыбной промышленности является чрезвычайное
многообразие способов их работы и схем, применяемых в за-
висимости от изменяющихся условий работы и опыта обслужи-
вающего персонала.
Краны применяются в редких случаях, в основном на сухо-
грузных, транспортных или обрабатывающих судах. Примене-
ние кранов на судах флота рыбной промышленности вряд ли
найдет в ближайшее время широкое применение из-за неудоб-
ства в работе при наличии качки судов на волнении в открытом
море. Такие преимущества крана, как маневренность и воз-
можность изменения вылета стрелы с грузом, могут быть ис-
84
пользованы лишь в случае большого раскрытия палубы над
грузовыми трюмами, которое отсутствует на промысловых,
транспортных и обрабатывающих судах флота рыбной про-
мышленности. Кроме того, грузовые устройства с лебедками
значительно дешевле судовых кранов.
Новые отечественные грузовые электрические лебедки
ЛЭ-60, освоенные и внедренные в настоящее время на плавба-
зах, полностью обеспечивают все грузовые операции в откры-
том море.
Судовые грузоподъемные механизмы — лебедки и краны —
должны обладать надежностью в эксплуатации, высокой произ-
водительностью при обеспечении экономичности в работе,
иметь удобное управление, малые массу, габариты и стои-
мость.
Электроприводам грузовых лебедок характерен повторно-
кратковременный режим работы. На судах флота рыбной про-
мышленности больше всего распространен привод грузовых ле-
бедок с реверсированием исполнительного электродвигателя и
регулированием его частоты вращения в широких пределах.
В качестве исполнительных двигателей применяются двигате-
ли постоянного тока смешанного возбуждения, независимого
возбуждения в системе Г—Д, асинхронные многоскоростные
короткозамкнутые двигатели. Применяемые схемы управления
подразделяются на контроллерные, релейно-контакторные по-
стоянного и переменного тока, по системе Г—Д, с двигателями
постоянного тока с тиристорным управлением.
В зависимости от способа производства грузовых операций
различают работу одной лебедки, работу двух лебедок на один
гак, последовательную работу двух лебедок.
Работа одной лебедки характеризуется графиком, показан-
ным на рис. 33, а. В течение времени происходит подъем груза
при статическом моменте двигателя Мг, в течение времени /з
происходит спуск груза, статический момент при этом Мг; мо-
мент М3, действующий в течение времени /5, характеризует
подъем холостого гака; момент ЛД и время t7 характеризуют
спуск пустого гака. Таким образом, Л, /3, h и t7— продолжи-
тельности работы двигателя исполнителя; h — продолжитель-
ность перевода стрелы с грузом, например, ют борта к люку;
/4 — продолжительность отсоединения стропов от груза, /6 —
продолжительность перевода стрелы с холостым гаком от люка
к борту; — продолжительность застропливания груза. Полный
цикл работы лебедки характеризуется временем Т.
График, изображенный на рис. 33, б, иллюстрирует работу
двух лебедок на один гак. В этом случае одна стрела выно-
сится к борту судна, а другая устанавливается над люком. За
время t\ происходит подъем груза (например, из трюма) ле-
бедкой, установленной над люком, в то же время вторая лебед-
ка работает вхолостую, выбирая слабину своего шкентеля. За
85
время t2 груз перемещается от люка к борту и постепенно
передается с первой лебедки на вторую.
За время /3 груз спускается за борт второй лебедкой, за вре-
мя /4 стропы освобождаются от груза. В течение времени /5
происходит подъем холостого гака второй лебедкой, первая
лебедка в это же время выбирает слабину своего шкентеля.
Рис. 33. График работы:
а — одной лебедки; б — совместной рабо-
ты двумя лебедками; в — последователь-
ной работы двумя лебедками.
Время 6s характеризует перемещение холостого гака от борта
к люку. За время /7 холостой гак спускается первой лебедкой с
одновременным травлением шкентеля второй лебедки. За вре-
мя осуществляется застропка груза.
Статические моменты исполнительных двигателей лебедок
соответственно Л4 и М' показаны на графике.
На рис. 33, в показан график последовательной работы двух
лебедок. Одна из лебедок поднимает груз с причала на палубу,
а другая опускает его в трюм.
Читателю предоставляется возможность самостоятельно про-
анализировать процесс последовательной работы двух лебедок.
§ 18. РАСЧЕТ И ВЫБОР ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛЕБЕДКИ •
Пуск исполнительного двигателя лебедки в большинстве
случаев происходит при полном грузе. В связи с этим двига-
тель должен развивать динамический момент Мд.
86
Полный вращающий момент двигателя при пуске согласно
основному уравнению движения будет
ска
м = мс+мд = мс + /д —.
Статический момент сопротивления Мс определяется выра-
жением
(Grp Ч~ Go) Ре (к 1 X
2г \ х\ j
(Ш-1)
где Grp — вес номинального груза;
Go — вес гака;
£>б —диаметр барабана лебедки;
i — общее передаточное число механизма лебедки;
1] — к. п. д. механизма лебедки.
Анализируя выражение (III—1), можно установить, что если
т|>0,5, то момент Мс>0, т. е. в случае спуска груз будет
опускаться под действием собственного веса. В этом случае
двигатель должен развивать момент, противодействующий па-
дению груза, т. е. тормозной. Если т]<0,5, то Л1с<0 — момент
вращения двигателя будет совпадать с направлением действия
силы веса и спуск будет протекать с затратой энергии двига-
теля. Это силовой спуск. Если т| = 0,5, то Л4с = 0 и в этом случае
требуется движущий момент со стороны двигателя.
Моменты сопротивления на валу двигателя при подъеме или
спуске груза могут быть определены по формуле (III—1) в за-
висимости от веса груза.
Динамический момент Л1Д двигателя затрачивается на уско-
рение инерционных масс привода и определяется выражением
М„ = С -
д 375/д
0,975G,p^
И/д
(Ш-2)
где С = 1,14-1,2;
— продолжительность разгона двигателя до установившейся часто-
ты вращения;
п — частота вращения двигателя;
о Grnfl2
GDrp = 365 •
Тогда выражение полного вращающего момента двигателя
при пуске будет
0,975Grpt>2
375£д + п/д
Для обеспечения торможения груза исполнительный
тель должен обеспечить тормозной момент, который
определить по формуле
GD\n
Мт = С—
375/т
0,975Сгрг>2
— 7ИС,
(III—3)
двпга-
можно
(Ш-4)
где tT — продолжительность торможения.
87
Для двигателей постоянного тока необходимо обеспечить
условие
ЛГП = (2,0-г-2,5) Л4НОМ,
для двигателей короткозамкнутых
Мп - (1,8 - 2,5) 7ИН0М.
Величина пускового момента двигателя зависит от допу-
стимой перегрузки двигателя и стрелы и не зависит от подни-
маемого груза. Продолжительность разгона исполнительного
двигателя до установившейся частоты вращения определяется
как
GD2n
1 -- '
д 375Мд *
(Ш-5)
где GD2 = CGD2 + GD2
гА 1 V
Принимают /т = /д. Для того чтобы определить /д и /т, соот-
ветствующем различным моментам нагрузки, необходимо
иметь механическую характеристику исполнительного двигате-
ля. Следовательно, необходимо предварительно установить его
мощность для данного режима работы.
По заданным значениям средней номинальной скорости
подъема полного груза иИОм, передаточного числа i механизма
лебедки и радиуса ее барабана 7?б определяют частоту враще-
ния двигателя
60lt>HQM ^НОМ
^НОМ — п > ОО
ном 2л/?б R6
(Ш-6)
Затем по рассчитанному значению (III—1) Л1СЦОМ и пвом
определяют
р _ Мс ном ^ном
~ 975
ИЛИ
п _ ном ^ном
“ 9550
По каталогу подбирают двигатель с ПВ 25% и для даль-
нейших расчетов используют его маховый момент и механиче-
скую характеристику.
Для крановых двигателей, работающих в повторно-кратко-
временном режиме, указывается мощность Рп. к, отнесенная к
той пли иной продолжительности включения. Стандартные зна-
чения ПВ равны 15; 25 и 40% при длительности цикла Т—
= 10 мин.
88
Зная высоту и скорость подъема груза, легко определить
для различных его значений время работы исполнительного
двигателя при установившейся скорости движения груза и по-
строить нагрузочную диаграмму После этого можно
выбрать двигатель по методу среднеквадратичного момента или
по методу среднеквадратичного тока.
§ 19. СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ГРУЗОВЫХ
ЛЕБЕДОК И КРАНОВ
По системе управления, как уже упоминалось, грузфподъ-
емные механизмы бывают с контроллерным, релейно-контак-
торным управлением, а также с управлением по системе Г—Д
или с помощью магнитных усилителей. Различают грузоподъ-
емные устройства и по роду тока — постоянного и переменного.
На современных судах отечественной постройки контрол-
лерные схемы управления грузовыми лебедками применяются
редко и только для лебедок небольших мощностей. Однако на
старых судах, а также на судах иностранной постройки кон-
троллерное управление лебедками широко распространено.
Схема управления полуторатонной грузовой лебедкой с дви-
гателем постоянного тока (рис. 34). Элементы схемы. Схе-
ма включает двигатель постоянного тока Д смешанного воз-
буждения с обмотками СОВ и ШОВ, контроллер с 16-ю кон-
тактами в главных и вспомогательных цепях, пускорегулиро-
вочные сопротивления г0—И в главной цепи двигателя, регули-
ровочные сопротивления г?—п2, сопротивление динамического
торможения Гб—П, реле максимального тока РМ, дифферен-
циальное реле частоты вращения с катушками РС\ и РС2, при-
чем срабатывание реле происходит при согласном направлении
магнитных потоков катушек; линейный контактор КЛ, электро-
магнитный тормоз ТЭМ, разрядные и добавочные сопротивления
СР и СД, предохранители Пр, амперметр с шунтом, блок-
контакт главного рубильника П (на схеме не показан), в
цепи реле PH.
Работа схемы. При включении главного рубильника П
в цепи реле PH замыкается его блок-контакт П\, катушка реле
PH, получая питание через закрытый в нулевом положении
контакт 1 контроллера, срабатывает и шунтирует указанный
контакт. Кроме того, обмотка ШОВ получает питание через
закрытые контакты VII и сопротивление г?—По-
В первом положении контроллера на подъем в цепях управ-
ления замыкаются контакты II, подавая напряжение на катуш-
ки контактора ДЛ и реле PC. Реле от действия магнитного
потока одной шунтовой катушки не срабатывает. В цепи воз-
буждения замыкаются контакты V, шунтирующие сопротивле-
ние н—Го, вследствие чего магнитный поток ШОВ увеличивается
до номинального. В цепи ТЭМ замыкаются контакты III, а в
89
цепи главного тока — контакты VIII и XI. При срабатывании КЛ
тормозной электромагнит оттормаживает электродвигатель, а
в главной цепи создается путь току через якорь электродви-
гателя и пусковое сопротивление а также через присое-
диненное параллельно якорю сопротивление Гб—г?. Электродви-
гатель оказывается включенным по искусственной схеме шун-
тирования якоря, необходимой для получения характеристики
предварения пуска и возможности работы с ползучей скоростью.
Рис. 34. Схема контроллерного управления грузо-
вой лебедкой с двигателем постоянного тока.
Во втором положении контактами X от якоря отсоединяется
шунтирующее сопротивление, а в последующих третьем, четвер-
том и пятом положениях замыкающиеся поочередно контакты
XIV, XV и XVI шунтируют ступени пусковых сопротивлений
90
И—гз, Гз—г4 и г4—г5. Электродвигатель разгоняется до номи-
нальной частоты вращения по естественной характеристике.
В шестом положении размыкаются контакты V и VII, вслед-
ствие чего в цепь шунтовой обмотки вводится все сопротивле-
ние г7—Г12. Магнитный поток электродвигателя уменьшается, а
скорость подъема груза увеличивается. В нулевом положении
контроллера происходит динамическое торможение с одновре-
менным действием механического тормоза.
В первом положении контроллера на спуск замыкаются
контакты IX и XIII, вследствие чего подключенными парал-
лельно якорю сопротивлениями г7—г& и г\—г2 создается кон-
тур динамического торможения. Тяжелые грузы опускаются с
небольшой скоростью. Спуск легких грузов и холостого гака
в этом случае невозможен, так как электродвигатель не разви-
вает вращающего момента.
Во втором положении размыкаются контакты XIII и замы-
каются контакты XII. Электродвигатель оказывается включен-
ным по схеме безопасного спуска, когда в цепь СОВ включена
ступень сопротивления Гб—г7, а общее последовательное сопро-
тивление состоит из ступеней г2—Гз, Гз—г^, г4—гз. Направление
тока в якоре электродвигателя не изменяется, и он осуществ-
ляет тормозной спуск тяжелых грузов с увеличенной скоростью
или силовой спуск легких грузов и холостого гака с малой
скоростью.
В третьем положении закрываются контакты XIV, подклю-
чающие параллельно сопротивлению г2—г3 сопротивление
И—г2, и размыкаются контакты X, отсоединяющие СОВ от
сопротивления, вследствие чего она из схемы выключается и
в дальнейшем в работе не участвует. Одновременно в цепи
ШОВ замыкаются контакты IV и шунтируют сопротивление
г8—г9, увеличивая этим ее магнитный поток настолько, что он
частично компенсирует исчезновение потока СОВ. При спуске
легких грузов развивается двигательный момент, а в случае
спуска тяжелых наблюдается тормозной режим с рекуперацией
энергии в сеть.
В четвертом положении контроллера контакты IV снова раз-
мыкаются, вследствие чего магнитный поток ШОВ уменьшается.
Одновременно замыканием контактов XV шунтируется сопро-
тивление Гз—г$, в результате чего электродвигатель увеличивает
скорость спуска груза.
В пятом положении размыкаются контакты V, уменьшая
этим магнитный поток ШОВ, и замыкаются контакты XVI,
шунтирующие сопротивление г4—гз. Скорость спуска груза уве-
личивается.
В шестом положении контроллера размыкаются контакты
VI, включающиеся в четвертом положении, и в цепь ШОВ вво-
дится еще одна ступень сопротивления, вследствие чего ско-
рость спуска груза повышается до максимальной.
91
Последние два положения предназначены для спуска пу-
стого гака и легких грузов с большой скоростью. При спуске
больших грузов скорости возрастают до недопустимой величи-
ны и работа делается опасной. Реле PC контролирует и огра-
ничивает скорость спуска в случае ошибочного включения кон-
троллера. Если рекуперативный ток, идущий от плюсовой щет-
ки электродвигателя в сеть, возрастает до величины уставки
реле PC, последнее срабатывает и шунтирует ступени сопро-
тивлений г8—Гэ и Гэ—По- Это увеличивает магнитный поток
электродвигателя и снижает скорость спуска.
Таким образом, в режиме спуска в данном случае приме-
няются различные соединения компаундного электродвигателя:
по схеме динамического торможения, по схеме безопасного
спуска и по схеме шунтового электродвигателя с применением
реле ограничения скорости.
Параллельно контактам XI включено большое сопротивле-
ние Го—Г1, вследствие чего увеличивается магнитный поток
электродвигателя при спуске груза и несколько уменьшается
скорость.
Защита схемы. Предусмотрена защита от коротких за-
мыканий с помощью реле максимального тока РМ\ нулевая
защита, осуществляемая контактом 1 и контактом реле РН\
минимальная защита, обеспечивающаяся теми же элементами,
что и нулевая. Однако нулевая и минимальная защиты при
тормозном спуске не обеспечиваются. В этом случае двигатель,
работая в генераторном режиме, питает обмотку ТЭМ и цепи
управления. Возможно падение груза. Остановку двигателя в
таком аварийном режиме можно осуществить постановкой кон-
троллера в нулевое положение или отключением главного ру-
бильника П (на схеме не показан). Цепи управления защи-
щаются предохранителями Пр, а ШОВ — разрядным сопротив-
лением СР.
Схема управления грузовой лебедкой с двигателем пере-
менного тока (рис. 35). Грузоподъемность лебедки 3—5 т.
Цепь управления двигателем лебедки, кроме тормозного кон-
тактора КТ и реле напряжения PH, выполнена на постоянном
токе. Двигатель обеспечивается принудительной вентиляцией от
отдельного вентилятора с собственным асинхронным двигате-
лем и специальной блокировкой, не допускающей работу дви-
гателя лебедки без охлаждения. На схеме указанные элемен-
ты не показаны.
Элементы схемы. Схема включает трехскоростной
асинхронный двигатель Д, тормозной электромагнит постоянно-
го тока ТМ, обмотка которого питается от селенового выпрями-
теля CBh выпрямители СВ2, СВ3 и CBt, включенные в цепях
управления; понижающие трансформаторы (380/220 В)* Тр{ и
Тр2; выключатель управления ВУ, аварийный выключатель АВ,
командоконтроллер на три положения работы при спуске и
92
подъеме с двенадцатью контактами Д7—KJ2, замыкание кото-
рых осуществляется в соответствии с приведенной таблицей;
контакторы подъема и спуска П и С, тормозной контактор КТ,
контакторы скоростные М, СР и Б, реле напряжения PH, теп-
ловые реле РТ1—РТЗ, реле времени РВ1 и РВ2 для ускорения,
реле РВЗ и РВ4 для замедления частоты вращения двигателя;
Рис. 35. Схема управления грузовой лебедкой с двигателем
переменного тока.
сопротивления экономические СЭ, добавочные СД, конечные
выключатели ДВ1 и КВ2, предохранители Пр, сигнальную
лампу ЛС.
Работа схемы. Запускается двигатель вентилятора (на
схеме не показан). При подаче питания и замыкании выклю-
чателей ВУ и АВ в нулевом положении рукоятки командокон-
93
троллера загорается лампа ЛС. Катушка PH получает питание
через замкнутые контакты конечных выключателей КВ1 и
КВ2У контакты тепловых реле РТ2 и РТЗ, контакт командо-
контроллера К9 и контакт теплового реле РТ1. Один контакт
реле PH шунтирует контакт командоконтроллера К9, второй
замыкает цепь питания выпрямителя СВ2.
На стороне постоянного тока от СВ2 получают питание ка-
тушки электромагнитных реле времени РВ1 и РВ2 с медными
гильзами через блок-контакты скоростных контакторов СР и Б
(средней и большой скоростей), контакт реле времени РВ4,
блок-контакт контактора М (малой скорости) и добавочные
сопротивления СД. Контакт реле РВ1 шунтирует при замыка-
нии сопротивление г2 в цепи тормозного электромагнита ТМ,
нормально закрытый контакт РВ1 при открывании разрывает
цепь питания катушки скоростного контактора СР. Один кон-
такт реле РВ2 шунтирует контакт командоконтроллера К5 в
цепи катушки контактора Му другой контакт разрывает цепь
катушки контактора Б.
При подъеме груза постепенно переводят рукоятку из нуле-
вого положения в третье. В первом положении замкнуты кон-
такты ^2, К4, К5, К8, К10, КП. При замыкании контакта К4
получает питание катушка контактора подъема П через блок-
контакт КТ, блок-контакт контактора спуска С и блок-контакт
/7, шунтирующий сопротивление СЭ. Контактор П замыкает
главные контакты в цепи статора двигателя Д, при этом один
из блок-контактов П выполняет следующие функции: готовит
цепь питания катушки контактора П через контакт командо-
контроллера К2, второй — цепь питания катушек контакторов
М, СР и Б; один нормально закрытый блок-контакт П раз-
рывает цепь питания катушки контактора С, обеспечивая бло-
кировку, второй — вводит в цепь катушки П экономическое со-
противление СЭ. При замыкании блок-контакта П получает
питание катушка контактора М через контакт командоконтрол-
лера К5 и блок-контакты Б и М. Контактор М своими главны-
ми контактами подает напряжение на статор, двигатель Д
начинает вращение после оттормаживания. При замыкании от-
крытых блок-контактов М образуется цепь катушки контак-
тора КТ через контакты КВ1, КП, К10 PH и К8. Контактор
КТ замыкает два главных контакта в цепи трансформатора
Грь третий главный контакт КТ шунтирует сопротивление Г\
в цепи тормозного электромагнита ТМ. Блок-контакт КТ обес-
печивает цепь питания катушки контактора П по цепи KTf К2,
Пу С, СЭ и П. Нормально закрытый блок-контакт КТ разры-
вает цепи, образуемые контактами командоконтроллера К4 и
КЗ. Один из блок-контактов М вводит экономическое сопро-
тивление СЭ в цепь катушки контактора А4, второй разрывает
цепь катушки реле РВ1. С выдержкой времени контакт РВ1
разомкнется и введет сопротивление г2 в цепь ТМУ а закрытый,
контакт РВ1 подготовит цепь включения катушки контакто-
ра СР,
Во втором положении замкнуты контакты командоконтрол-
лера К2, К4, Кб, К8, КН. Размыкание контакта К10 не влияет
на работу контактора КТ и реле PH, так как он зашунтирован.
После размыкания контакта Кб питание катушки контактора
М обеспечивается по цепи: блок-контакт П, контакт РВ2, блпк-
контакты СР, Б и сопротивление СЭ. При замкнутом контакте
РВ1 получает питание катушка контактора СР через блок-кон-
такт Б и блок-контакт СР, шунтирующий сопротивление СЭ.
Контактор СР главными контактами переключает обмотку ста-
тора двигателя Д на вторую частоту вращения. Блок-контакт
СР в цепи питания катушек реле РВ2 и РВ1 размыкается, и
реле РВ2 начинает осуществлять выдержку времени. Другие
блок-контакты СР разрывают цепь питания катушки контакто-
ра М, вводят экономическое сопротивление СЭ в цепь катушки
контактора СР, предупреждают отключение питания катушки
контактора КТ вследствие размыкания блок-контакта М. Через
выпрямитель ВСЗ получает питание реле времени РВЗ, которое
своими контактами шунтирует контакты СР и М в цепи катуш-
ки контактора КТ и блок-контакт КТ в цепи контакторов К2
и К1. Реле РВ2 после окончания выдержки времени закры-
вает свой контакт в цепи катушки контактора Б и открывает
контакт в цепи катушки контактора М.
При переводе рукоятки контроллера в третье положение бу-
дут замкнуты контакты командоконтроллера К2, К4, Кб, К7,
К8 и КН. Если закончилась выдержка времени РВ2, то при
замыкании контакта К7 получает питание катушка контактора
Б через собственный блок-контакт Б, шунтирующий сопротив-
ление СЭ. Контактор Б главными контактами переключает об-
мотку статора двигателя на третью ступень частоты вращения,
а блок-контактом размыкает цепь катушки контактора СР.
Одновременно с контактором Б получает питание катушка реле
времени РВ4 через добавочное сопротивление СД. Реле РВ4
размыкает свой контакт в цепи катушек реле РВ1 и РВ2. При
размыкании блок-контакта Б в цепи катушки СР катушка реле
РВЗ теряет питание от выпрямителя ВСЗ, но получает его че-
рез выпрямитель ВС4 одновременно с катушкой реле РВ4. По-
этому перерыва в питании катушек контактора КТ не будет.
Работа схемы при. спуске груза протекает аналогичным об-
разом, но при этом получает питание катушка контактора С.
При переходе с большой на среднюю скорость происходит
торможение двигателя Д с отдачей энергии в сеть. Переход
двигателя с большой скорости на малую осуществляется посте-
пенно. После размыкания контакта командоконтроллера К7
лишается питания катушка контактора Б, который своими блок-
контактами замыкает цепь питания катушек контакторов СР и
М. Одновременно контактом К7 размыкается цепь реле РВ4.
95
Контакт Кб в первом положении разомкнут, но катушка кон-
тактора СР будет под напряжением до тех пор, пока ие закон-
чится выдержка времени у реле РВ4 и его контакт в цепи ка-
тушки СР не разомкнется. Кроме того, под напряжением будет
катушка контактора Af. Притормаживание двигателя произой-
дет на двух скоростных обмотках в течение времени срабаты-
вания реле РВ4. В нулевом положении двигатель отключается
от сети, тормозится и останавливается.
Защита схемы. Предусмотрена защита от перегрузки с
помощью тепловых реле; от коротких замыкании в цепи управ-
ления защищают предохранители; нулевую и минимальную за-
щиту осуществляет реле PH, от пуска без охлаждения предо-
храняет специальная блокировка, не показанная на схеме.
На судах рыбной промышленности иногда применяются и
поворотные краны. Схемы их управления контроллерные и ре-
лейно-контакторные. При этом электродвигатель механизма
подъема имеет релейно-контакторную схему управления, а дви-
гатели механизмов вылета стрелы и поворота крана имеют
контроллерные схемы управления. Эти схемы во многом ана-
логичны рассмотренным схемам лебедок.
Схема управления электроприводом грузового крана типа
КЭ-26 на переменном токе (рис. 36). В схеме применяются
двигатели серии МАП, причем для механизма подъема двига-
тель трехскоростной, а для механизмов вылета стрелы и пово-
рота двигатели двухскоростные. Схема механизма подъема
предусматривает защиту от неправильных пуска, реверса, тор-
можения и от неисправностей элементов схемы. Схемы элек-
троприводов механизмов поворота и изменения вылета стрелы
предусматривают защиту нулевую, минимальную, ют перегру-
зок и коротких замыканий.
На рис. 36 схема механизма поворота не показана, так как
она аналогична схеме механизма вылета стрелы. Читателям
представляется возможность рассмотреть схему поворотного
крана самостоятельно.
В последнее время предпринимаются попытки к обеспечению
дистанционного управления грузовыми лебедками. Например,
кафедрой электрооборудования судов Мурманского высшего
инженерного морского училища разработана и успешно приме-
няется на судах флота рыбной промышленности система ди-
станционного управления грузовыми лебедками транспортных
рефрижераторов типа «И. Айвазовский».
Система дистанционного управления разработана примени-
тельно к грузовым лебедкам типа ЛЗ-45, серийно выпускаемым
промышленностью. Она предназначена для управления лебед-
ками при осуществлении грузовых операций в море и при
стоянке в порту.
Система обеспечивает: одновременное управление двумя ле-
бедками стрел левого и правого бортов одним оператором;
96
Рис. 36. Схема управления электроприводом грузового поворотного крана.
возможность манипулирования скоростями, включением, вы-
ключением и реверсом лебедок с любой точки палубы в райо-
не данного грузового люка с предельного расстояния не более
25 м от комингса люка; управление лебедками как при пере-
мещении оператора по палубе, так и при нахождении в наибо-
лее удобной для руководства грузовыми операциями точке; спо-
соб управления грузовыми операциями, не отличающийся от
способа управления штатной системой; быстрый переход с ди-
Рис. 37. Блок-схема дистанционного управления грузо-
вой лебедкой.
станционного управления на штатное и обратно; возможность
управления лебедками как одновременно двумя руками, так и
одной правой или левой при необходимости жестикуляции во
время руководства грузовыми работами.
В систему дистанционного управления грузовыми лебедка-
ми входят следующие блоки (рис. 37):
переносный пульт дистанционного управления Л/7, предна-
значенный для управления релейным блоком, заменяющим
штатный командоконтроллер типа КВ-0096; релейный блок РБ
для дублирования функций штатного командоконтроллера;
блок питания 5Л, предназначенный для питания цепей управ-
ления схемы напряжением 12 В постоянного тока; переходная
коробка ПК для подключения шлангового кабеля переносного
пульта к релейному блоку.
Релейный блок РБ получает управляющий сигнал от пере-
носного пульта ПП и дублирует работу штатных командокон-
троллеров ККП и КК^ правой и левой лебедок. Управление
электродвигателями М лебедок осуществляется штатными маг-
нитными станциями БП-71 левой и правой лебедок. Искусствен-
ные характеристики электродвигателей обеспечиваются пуско-
регулировочными сопротивлениями типа СКФ-31-3. Питание
штатной схемы и схемы дистанционного управления произво-
дится от распределительного щита лебедок РЩ.
98
Переносный пульт дистанционного у п р а в л е.
ния представляет собой сдвоенный командоконтроллер облег-
ченного типа, подвешиваемый оператором на грудь поверх лет-
ней или зимней-одежды. Вся коммутационная и сигнальная ап-
паратура пульта смонтирована в корпусе брызгозащищенного
исполнения. Внутри корпуса по бокам закреплены два щеточных
галетных переключателя на
одиннадцать положений, пять
из которых соответствуют ра-
боте лебедки на подъем («Вы-
бирать») , пять — работе на
спуск («Травить»); среднее по-
ложение является нулевым.
На штоки переключателей
снаружи насажены рукоятки
управления с головками; руко-
ятки фиксируются в нулевом
положении пластинчатыми
пружинами. На верхней стенке
пульта имеются две кнопки
«Включено—звонок» и «Стоп»,
предназначенные для включе-
ния схемы дистанционного уп-
равления и для включения
штатного звонка предупреди-
тельной сигнализации. Справа
от кнопок расположены два
глазка сигнальных ламп нуле-
вого положения левой и пра-
вой лебедок. В нижней части
корпуса установлены два пре-
дохранителя сигнальных ламп
и штепсельный 32-контактный
разъем для быстрого соедине-
32 о—С-о5 g J/o—1—о 4 § 30о--\ оЗ 2Уо—4—<2^ 2#о- j -о 7 /~ г \ 26 о—|—о 7 25 о—о 2 | 24о—|—oj^ о 4 22 о—|—о 5 71 л 1 1 <3 1 о 1 ° о о
>0 0 0 0 0
20о— 79 о- Мо— 76 о— /5 о— 74 о-i _
шн 10^ txj -С4 1 Выбирать О О 0 о о°< < л
/Jo— 72о- 77о— 777о— 9о— До— —Г2 —^2 —оЗ —о4 —05 ° о о о ° зп
• {Пуск Стоп
7 о—
5 о— Ни-
Рис. 38. Принципиальная схема пере-
носного пульта управления лебедкой.
ния пульта с релейным блоком. Пульт соединяется с переход-
ной коробкой гибким многожильным экранированным шланго-
вым кабелем в негорючей резиновой оболочке. Напряжение пи-
тания пульта 12 В; корпус пульта заземлен через шланговый
кабель; монтаж выполнен в соответствии с требованием Реги-
стра СССР для переносных пультов. Принципиальная схема
переносного пульта показана на рис. 38.
Релейный блок предназначен для замены штатных
командоконтроллеров типа КВ-0096 при использовании дистан-
ционного управления лебедками. Релейный блок обеспечивает
работу двух лебедок при передаче груза «по телефону» или
одиночную работу каждой из двух лебедок. Блок набирается из
тридцати шести реле типа 8Д-54 и восьми реле типа 8Э14, со-
единяемых по специальной схеме. Корпус релейного блока
j
4* 99
сварной, на откидывающейся крышке закреплена панель с на-
бором реле. Такая конструкция обеспечивает удобную работу
при монтаже и демонтаже схемы, а также при ее обслуживании.
Ввод кабелей в релейный блок, как и в магнитных станциях,
свободный. Вместо сальников используются текстолитовые пла-
стины с вырезами для кабелей. Жилы кабеля и внутренние
Рис. 39. Схема блока питания.
монтажные концы распаяны на плоских штепсельных разъемах
так, чтобы можно было- быстро разобрать соединение при де-
монтажных работах.
Блок питания служит для обеспечения схемы дистан-
ционного управления напряжением 12 В выпрямленного тока.
В стальном корпусе блока питания установлены трансформатор
380/12 В мощностью 0,25 кВт, четыре кремниевых выпрямителя
ВК2-50, пакетный выключатель, установленный в цепи первич-
ной обмотки трансформатора, два выключателя цепей управ-
ление левой и правой лебедок, два предохранителя в цепи пер-
вичной обмотки и четыре—в цепи вторичной обмотки тран-
сформатора, две сигнальные лампы цепей управления левой и
правой лебедок. Блок питания обеспечивает работу схемы ди-
станционного управления четырех лебедок. Схема блока пита-
ния показана на рис. 39.
Переходная коробка предназначена для соединения пере-
носного пульта дистанционного управления со стационарными
элементами — релейным блоком и блоком питания. В переход-
ной коробке для носовых лебедок установлены две ответные
части к штепсельным разъемам. К ответным частям от релей-
ного блока прокладывают многожильный кабель, жилы кото-
рого распаивают на контактных ответных частей. Переносный
пульт соединен с переходной коробкой с помощью многожиль-
ного гибкого экранированного кабеля, жилы которого с одной
стороны распаяны на штепсельном разъеме, с другой — на от-
ветной части. В двух переходных коробках для кормовых лебе-
юе
док установлено по одной ответной части к штепсельному разъе-
му; коробки устанавливают во внутренних помещениях тамбу-
ров. Все блоки реле устанавливают во внутренних помещениях
тамбуров в брызгозащищенных коробках.
Применение систем дистанционного управления грузовыми
лебедками несомненно найдет в дальнейшем широкое примене-
ние на судах.
§ 20. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ БУКСИРНЫХ ЛЕБЕДОК
Буксирные лебедки предназначены, как показывает само на-
звание, для буксировки различных плавсредств (доков, барж,
плавмастерских) и судов. Устанавливаются они на буксирах,
ледоколах, судах-спасателях флота рыбной промышленности и
Министерства морского флота. Буксирные лебедки исполь-
зуются также и на судах внутреннего плавания — на речных.
При буксировке в буксирном тросе возникают усилия, вы-
зываемые сопротивлением воды и ветра (постоянные усилия),
увеличением сопротивления буксируемого объекта при восхож-
дении на волну и уменьшением его при скатывании, при изме-
нении направления и скорости хода буксира (ударные нагруз-
ки), а также усилия, вызываемые волнением моря (гармониче-
ские силы). Важнейшим условием буксировки является по-
стоянство натяжения троса. Это условие обеспечивается авто-
матическими буксирными лебедками, которые в зависимости
от усилий в тросе либо его выбирают, либо вытравливают.
Примером схемы управления автоматической буксирной лебед-
кой может служить схема, показанная на рис. 40.
Схема управления буксирной лебедкой. Лебедка имеет два
барабана. Главный барабан рассчитан на работу с тяговым
усилием до 60 тс (5,8-105 Н), а вспомогательный до 30 тс
(2,9-105 Н). Лебедка может работать при ручном управлении,
а также при автоматическом контроле натяжения буксируемого
каната.
При автоматическом управлении вал контроллера сцеп-
ляется с механизмом лебедки при помощи фрикциона и зубча-
той передачи.
Элементы схемы. Схема включает приводной двига-
тель ДП с параллельным (ШОВДП) и последовательным
(СОВД/7) возбуждением; релейно-контакторную станцию за-
пуска ДП\ трехобмоточный генератор Г с обмоткой парал-
лельной ШОВГ, последовательной СОВГ и независимой НОВГ\
исполнительный двигатель ДИ с параллельной обмоткой
ШОВДИ-, контроллер управления на тринадцать положений
в стороны травления и выбирания троса с тридцатью контак-
тами в цепях управления; переключатель режима работы на
60 тс, 30 тс и для швартовного барабана с контактами
ПБ1—ПБ6\ центробежный тормоз преобразовательного агре-
1в1
гата для поглощения энергии в режиме рекуперации во время
травления, если судовая сеть эту энергию не принимает, а
частота вращения преобразовательного агрегата (ДП и Г)
увеличивается; сопротивления РП1, РП2 и РПЗ, а также П—г4;
разрядные СР и добавочные СД сопротивления; линейные кон-
такторы 1Л и 2Л, контактор тормозного магнита АТ, тормоз-
Таблица аань,
мания нон-
гланмоб лере
ключстеля
гХШШШХГ
Рис. 40. Схема управления буксирной лебедкой.
ной магнит Г7И, контакторы ускорений приводного двигателя
1У—ЗУ, реле напряжения PH, реле максимального тока 1РМ
и 2РМ, переключатель работы Р, кнопки пуска ДП и оста-
новки АС, предохранители Пр, сигнальные лампы СЛ.
Работа схемы. Перед началом работы лебедки уста-
навливают один из режимов — автоматического или ручного
управления, а также выбирают один из барабанов — 60 тс,
30 тс или турачки для выбирания каната.
Режим работы лебедки устанавливают переключателем ре-
жимов, расположенным на контроллере управления. При уста-
новке этого переключателя в положение «Ручное» вал контрол-
лера отключается от механизма и может поворачиваться по-
102
средством маховичка в любое из тринадцати положений кон-
троллера как в сторону травления, так и в сторону выбирания.
При установке переключателя в положение «Автоматическое»
вал контроллера сцепляется с механизмом лебедки и может
поворачиваться только в направлении выбирания в положения
с 1-го по 9-е. При помощи контактов переключателя режимов
получает питание одна из лампочек на контроллере, сигнали-
зирующая об установленном режиме работы лебедки.
Барабан выбирают с помощью переключателя барабанов,
который может быть установлен в одно из положений: «60 тс»,
«30 тс», «Швартовные турачки». При установке переключателя
барабанов в положение «60 тс» подготавливается цепь питания
обмотки независимого возбуждения генератора через реостат
РП1. При установке переключателя в положение «30 тс» под-
готавливается к включению цепь питания обмотки через рео-
стат РП2, а при положении «Швартовные турачки» — через
реостат РП2 и добавочное сопротивление РПЗ,
Направление тока в обмотке возбуждения генератора при
одном направлении работы, но при различных положениях
переключателя разное, причем при положении «60 тс» и «Швар-
товные турачки» направление тока совпадает, а при положении
«30 тс» не совпадает с первым; это объясняется тем, что для
одного и того же направления движения троса в сторону выби-
рания или травления электродвигатель должен вращаться в
разные стороны при использовании различных барабанов
(вследствие изменения числа ступеней в редукторе).
После замыкания контактов соответствующих переключате-
лей схема полностью подготовлена к работе в заданном режиме.
Нажатием на кнопку КП осуществляется запуск двигателя ДП,
Для того чтобы начать работу при ручном управлении,
достаточно повернуть вал контроллера управления в одно из
рабочих положений травления или выбирания. При установке
вала контроллера в рабочие положения замыкаются кон-
такты 2 цепи катушки контактора КТ. После включения кон-
тактора получает питание катушка дискового тормоза, и элек-
тродвигатель растормаживается. Одновременно с этим через
контакты направления 3—5 или 4—6 и контакты контактора КТ
получает питание обмотка независимого возбуждения генера-
тора, подключаемая к сети последовательно с реостатом РП1
или РП2. По мере уменьшения сопротивления, включенного
последовательно с независимой обмоткой, растет ток короткого
замыкания в контуре, пусковой момент исполнительного элек-
тродвигателя и напряжение, а следовательно, и частота вра-
щения.
Рабочее положение контроллера при ручном управлении
лебедкой выбирают в зависимости от величины тягового ^усилия
и требуемой скорости. При ручном управлении лебедкой в на-
правлении выбирания можно работать на любом из положений.
103
Работу в направлении травления можно осуществлять как на
положениях «Травить», так и на положениях «Выбирать» в ре-
жиме противовключения в зависимости от величины тягового
усилия и требуемой скорости При небольших тяговых усилиях
в канате следует пользоваться положениями «Травить». При
травлении с большими тяговыми усилиями и необходимости
получения при этом небольших скоростей следует пользоваться
первыми девятью положениями контроллера в сторону выби-
рания.
Для остановки исполнительного электродвигателя достаточно
возвратить контроллер в нулевое положение. При этом размы-
каются контакты направления контроллера, а также контакты
контактора КТ, независимая обмотка генератора и обмотка
тормоза лишаются питания, после чего накладывается меха-
нический тормоз.
Перед началом работы в автоматическом режиме вал кон-
троллера устанавливают в одном из девяти первых положений
в направлении выбирания с таким расчетом, чтобы пусковой'
момент электродвигателя был недостаточен для выбирания и
достаточно велик для предупреждения травления. Практически
это делается следующим образом: выбирают положение, при
котором происходит травление с минимальной скоростью, а
затем контроллер переводят на ближайшее следующее поло-
жение. После этого переключатель режимов устанавливают в
положение «Автоматическое», и вал контроллера сцепляется
с механизмом лебедки. В результате этого исполнительный
электродвигатель останавливается под током при освобожден-
ном механическом тормозе.
Если в процессе буксировки усилие в канате увеличивается
электродвигатель начинает вращаться в направлении травления
по одной из характеристик противовключения. При этом вал
контроллера будет поворачиваться в направлении более высо-
ких положений, что вызовет увеличение тормозного момента
электродвигателя. Такой процесс может происходить вплоть до
поворота контроллера в девятое положение. Если при этом
положении усилие не уменьшилось, а травление каната про-
должается, дальнейшего поворота вала контроллера в сторону
увеличения номера положения не происходит, и лебедка про-
должает травление каната, но только при усилиях, превышаю-
щих 80 тс, которые приложены к барабану «60 тс». Если усилие
начнет уменьшаться и пусковой момент электродвигателя будет
больше момента статической нагрузки, лебедка начнет выби-
рать канат; при этом вал контроллера будет поворачиваться
обратно в направлении к нулевому положению, что приведет
к уменьшению пускового момента электродвигателя; при неко-
тором положении наступит равновесие между пусковым момен-
том электродвигателя и моментом статической нагрузки. Вслед-
ствие этого электродвигатель остановится.
104
При рассмотренном процессе работы электропривод лебедки
контролирует натяжение каната и в случае избытка или недо-
статка натяжения компенсирует это вытравливанием или вы-
биранием.
Защита- схемы. Приводной двигатель защищается от
перегрузок с помощью максимальных реле, настроенных на
ток срабатывания в 120% от номинального; нулевая и мини-
мальная защита двигателя ДП осуществляется реле PH и
контактом контроллера 1. В цепи системы Г—Д защиты не
, предусмотрено. Обмотки защищаются сопротивлением СР, цепи
управления двигателем ДП защищены предохранителями Пр.
§ 21. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА ГРУЗОВОЙ ЛЕБЕДКИ
План работы. 1. Ознакомиться с электрическими машинами, аппа-
ратурой управления и приборами, необходимыми для выполнения работы.
Записать их паспортные данные.
Рис. 41. Схема к лабораторной работе главы III.
2. Собрать схему (рис. 41) и показать преподавателю для проверки.
3. Проверить работу схемы в направлении «Подъем».
4 Проверить работу схемы в направлении «Спуск».
5. Описать работу схемы в отчете.
ВОПРОСЫ
1. Перечислить требования Регистра СССР к электроприводам лебедок
и кранов.
2. В каком режиме обычно работают электроприводы грузовых лебедок
и крапов?
105
3. Какие типы электродвигателей применяются для электропривода лебе-
док и кранов на постоянном токе?
4. Какие типы электродвигателей применяются для электропривода лебе-
док и кранов на переменном токе?
5. На основании чего выбирается электродвигатель механизма подъема?
6. Как регулируется скорость при подъеме и опускании груза у лебедки
с электроприводом переменного тока?
7. Чем отличается по режиму работы электропривод грузовой лебедки от
электропривода буксирной?
8. Опишите работу схемы, показанной на рис. 36.
9. Какие виды защиты используются в схеме, изображенной на рис. 36?
10. Составьте принципиальную схему механизма поворота крана.
11. Как осуществляется автоматизация привода буксирной лебедки?
Глава IV
Электроприводы насосов, вентиляторов и компрес-
соров
§ 22. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НАСОСОВ,
ВЕНТИЛЯТОРОВ, КОМПРЕССОРОВ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ
Для правильного понимания особенностей электроприводов
различных насосов и вентиляторов, применяемых на судах,
необходимо обратить внимание на различия в условиях работы
электроприводов поршневых и лопастных насосов. Электропри-
воды поршневых насосов работают в относительно тяжелых
условиях, которые объясняются неравномерностью хода, малым
числом ходов насоса в минуту, тяжелым пуском и необходи- *
мостью достаточно широкого регулирования частоты вращения
для регулирования производительности. Лопастные насосы
(центробежные и пропеллерные) не требуют установки редук-
тора между электродвигателем и насосом, легко разгоняются,
могут изменять производительность без регулирования частоты
вращения и равномерно загружают электродвигатель. Шесте-
ренчатые, ротационные и винтовые насосы близки по характеру
воздействия на электропривод к лопастным насосам. Электро-
приводы вентиляторов и воздуходувок во многом напоминают
электроприводы центробежных насосов. Режимы работы у них
также аналогичны. Режимы работы компрессоров во многом
близки к режимам работы поршневых насосов.
Все судовые насосы, а также вентиляторы по назначению
можно разделить-на две группы. Первая обслуживает судовые
силовые установки. К ней следует отнести топливные, охлаж-
дающие, масляные, конденсатные и другие насосы. Из воз-
душных нагнетателей к первой группе относятся установки для
наддува двигателей внутреннего сгорания. Ко второй группе
относятся балластные, осушительные, пожарные, санитарные
и пр. насосы и вентиляторы общесудового назначения.
106
Компрессионные установки также можно подразделить на
две группы: компрессоры для пусковой системы судовых сило-
вых установок и компрессоры судовых холодильных установок.
Электроприводы насосов и вентиляторов в основном рабо-
тают в длительном режиме работы, за исключением электро-
приводов некоторых насосов, работающих в кратковременном
режиме работы (например, санитарные насосы и насосы прес-
ной воды, обслуживающие гидрофоры, а также перекачивающие
насосы). Однако и в последнем случае двигатели следует под-
бирать для длительного режима, так как в судовых условиях
широко применяется взаимное дублирование насосов судовых
систем. Приводные двигатели компрессоров работают в кратко-
временном режиме работы, однако двигатели также подбирают
для длительного режима работы. 'Как правило, двигатели на-
сосов, вентиляторов и компрессоров нереверсивные и не тре-
буют регулировки частоты вращения. Электрические приводы
пожарных, огнетушительных и спринклерных насосов, а также
компрессоров должны получать питание от ГРЩ по отдельным
фидерам, так как они относятся к ответственным потреби-
телям.
Автоматизированные приводы насосов, вентиляторов и ком-
прессоров выполняются таким образом, чтобы при переходе на
ручное управление автоматическое управление отключалось.
Пуск электродвигателей, которые требуют во время нор-
мальной работы дополнительную вентиляцию, должен быть
возможен только при действующей вентиляции.
Электродвигатели топливных, маслоперекачивающих насо-
сов и сепараторов оборудуются дистанционными отключающими
устройствами, находящимися вне помещений, в которых распо-
ложены эти механизмы и вне шахт машинных отделений.
Электродвигатели насосов, откачивающих жидкости за борт
через отливные отверстия, находящиеся выше ватерлинии при
самой малой осадке судна в местах спуска спасательных
средств, оборудуются выключателями, находящимися вблизи
постов управления механизмами спуска. Эти выключатели по-
мещаются в закрытых застекленных ящиках.
Электропривод аварийного осушительного насоса имеет
устройство дистанционного пуска, расположенное выше палубы
переборок.
Электропривод вентиляторов машинных отделений снаб-
жается двумя отключающими устройствами, причем одно из
них находится вне этих помещений и их шахт, в месте, легко
доступном с главной палубы. Для других вентиляторов электро-
привод -также должен иметь два отключающих устройства,
расположениях на возможно большем расстоянии один от
другого. Для общесудовой вентиляции одно из отключающих
устройств располагается в посту управления судном, второе —
в месте, доступном с главной палубы, расположенном на воз-
107
можно большем расстоянии от поста управления судном. Таковы
требования Регистра СССР к электроприводам вентиляторов
насосов и компрессоров.
§ 23. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПРИВОДОВ
НАСОСОВ, ВЕНТИЛЯТОРОВ И КОМПРЕССОРОВ
(IV—1)
Основными параметрами насосов и вентиляторов являются
напор, потребляемая мощность и производительность. Тип дви-
гателя выбирают в зависимости от рода тока на судне и типа
насоса. Исполнение двигателя может быть брызгозащищенное и
водозащищенное в зависимости от места установки.
Необходимая мощность в Вт на валу двигателя для привода
насоса определяется формулой
r_Qy(H + ^H)
ПобП
где у — удельный вес жидкости, Н/м3;
Н — высота напора, Н/м2;
Q — производительность, м3/с;
Поб—коэффициент, характеризующий утечку жидкости через неплот-
ности;
П — к. п. д. насоса;
ДЯ — потери напора на сопротивление в трубопроводе.
В практических расчетах для определения мощности элек-
тродвигателя насосов чаще используют следующую формулу
р = . (IV—2)
11
Двигатель подбирают по Рном и пНом. При выборе двигателя
необходимо предусмотреть 10—20% запаса мощности. Выбран-
ный двигатель постоянного тока на нагрев не проверяют.
Двигатели переменного тока с большими маховыми массами
следует проверить на нагрев при длительном пуске. Мощность
(в Вт) двигателя вентилятора определяют по формуле
р = —, . (IV-3)
Пв
где т|в — к. п. д. вентилятора (т|в=0,4-ь0,75);
Приводной двигатель компрессора, как уже упоминалось,
выбирают для длительного режима работы с учетом пуска под
нагрузкой. Для привода компрессора характерна пульсирую-
щая нагрузка, что вызывается перепадами всасывания и сжатия.
Частоте пульсирующей нагрузки пропорциональна частота вра-
щения двигателя, что приводит к колебаниями тока в сети. Для
сглаживания этих колебаний приходится снабжать компрессоры
маховиками, расчет которых ведут, исходя из баланса моментов
на валу двигателя.
101
§ 24. СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ НАСОСОВ,
ВЕНТИЛЯТОРОВ И КОМПРЕССОРОВ
Для включения в работу насосов, вентиляторов, воздухо-
дувок и компрессоров чаще всего применяются устройства
релейно-контакторного типа. Это обеспечивает возможность
дистанционного и автоматического пуска механизмов. С ростом
на судах комплексной механизации количество самовключаю-
щихся и отключающихся по мере необходимости насосов, ком-
прессоров и вентиляторов будет возрастать.
Рис. 42. Схемы управления электроприводами насосов.
На рис. 42, а показана схема управления электроприводом
циркуляционного насоса горячей воды на постоянном токе, на
рис. 42, б — то же на переменном токе.
Схемы обеспечивают как ручное, так и автоматическое
управление. Последнее осуществляется с помощью датчиков
температуры, контакты которых Д1\ и ДТ2 заменяют кнопки
«Пуск» и «Стоп».
При установке переключателя работы П в положение А
автоматической работы схема подготовлена к работе в авто-
матическом режиме. В случае снижения температуры воды
замкнется контакт Д7\ и двигатель автоматически будет за-
пущен в работу. С ростом температуры, несмотря на то что
контакт Д7\ разомкнется, работа двигателя будет продол-
жаться, так как контактор ДЛ будет подключен к сети через
свой замкнувшийся контакт КЛ2. При достижении определенной
температуры воды двигатель будет остановлен с помощью кон-
такта датчика ДТ2, обрывающего цепь питания катушки кон-
тактора КЛ. После снижения температуры контакт ДТ2 вновь
замкнется, схема будет подготовлена к повторной работе.
Схемы управления двигателями насосов мытьевой, забортной
и питьевой воды ничем не отличаются от приведенных. Их
109
особенность заключается только в том, что взамен датчиков
температуры включаются реле давления с контактами РД\
и Р Д2 на месте контактов ДТ\ и ДТ2 в схемах, изображенных
на рис. 42.
Принципиальная схема управления электроприводом топли-
воперекачивающего насоса (рис. 43). В схеме используются
микровыключатели уровня.
Рис. 43. Принципиальная схема управления электропри-
водом топливоперекачивающего насоса.
Элементы схемы. Двигатель постоянного тока ДИ
смешанного возбуждения может работать в режиме ручного и
автоматического управления. Переключатель перекидного типа
в положении Р подключает контактор Л в работу через кно-
почный пост, а в положении А — через микровыключатели
уровня верхнего МВВУ и нижнего МВНУ, которые входят в
комплект поплавкового реле. Схема включает также контактор
ускорения У, реле максимальное РМ, — г2 пусковое сопротив-
ление, сопротивление установочное СУ, сигнальные лампы бе-
лого ЛБ и зеленого ЛЗ цвета.
Работа схемы. В зависимости от положения переклю-
чателя ПП управление электронасосом может быть ручным или
автоматическим.
При автоматическом управлении, если уровень топлива в
цистерне превышает допустимый предел, контакты микровыклю-
110
чателя верхнего уровня МВВУ размыкаются и отключают
катушку линейного контактора, в результате чего электродви-
гатель останавливается. Если вследствие расхода топлива его
уровень в цистерне становится ниже верхнего предела, контак-
ты МВВУ замыкаются, подготавливая электродвигатель для
пуска. Когда уровень топлива в цистерне доходит до нижнего
предела, контакт МВНУ замыкается, включает катушку линей-
ного контактора, и электродвигатель запускается. При некото-
ром превышении нижнего предела контакт МВНУ размыкается,
но электродвигатель продолжает работать до тех пор, пока
уровень топлива в цистерне не достигнет верхнего предела, так
как контакт МВНУ блокируется блок-контактом таймтак-
тора У.
Если управление ручное, переключатель ПП ставят в по-
ложение Р, после чего нажимают кнопку «Пуск» кнопочного
поста КУ. Затем, следя за уровнем топлива в цистерне, осу-
ществляют перекачку. При достижении требуемого уровня
кнопкой «Стоп» двигатель останавливают.
Защита схемы. От коротких замыканий и больших
перегрузок двигатель защищается максимальным реле РМ,
которое своим контактом обрывает цепь питания катушки ли-
нейного контактора Л и двигатель при этом останавливается.
Цепи управления защищаются предохранителями Пр.
На рассмотренных принципах работы основаны схемы вклю-
чения компрессоров пускового воздуха, автоматически подка-
чивающих воздух в расходные баллоны
Принципиальная схема автоматизированного дистанцион-
ного управления электроприводом компрессора пускового воз-
духа (рис. 44).
Элементы схем ы. Асинхронный короткозамкнутый дви-
гатель ДИ запускается в работу с помощью магнитного пуска-
теля. Станция управления состоит из линейного контактора Л,
реле времени 1РВ и 2РВ, промежуточных реле 1РП и 2РП\
электромагнита клапана продувки системы охлаждения ком-
прессора 1ЭМ, электромагнита клапана продувки компрессора
2ЭМ, реле давления масла КРД, реле температуры охлаждаю-
щей воды КРТ, электроконтактного манометра ЭКМ, тепловых
реле РТ, двигателя, сигнальных ламп и переключателя маг-
нитного пускателя.
Работа схемы. Дистанционное и автоматизированное
управление осуществляется с центрального поста управления
ЦПУ, где установлены кнопочные посты управления и сигналь-
ные лампы.
При нажатии на ЦПУ кнопки «Пуск» подается напряжение
в оперативные цепи управления, включается электродвигатель
компрессора и одновременно срабатывает электромагнитный
клапан 1ЭМ, открывающий движение воды в системе охлаж-
дения компрессора. При этом на ЦПУ включается желтая
сигнальная лампа «Компрессор включен». Затем с выдержкой
времени закрывается клапан 2ЭМ продувки компрессора, при-
водимый в действие электромагнитом, после чего компрессор
входит в режим, работает по назначению и нагнетает воздух
в баллоны.
Рис. 44. Принципиальная схема управления
электроприводом компрессора.
По достижении заданного давления воздуха в баллонах
электропривод компрессора отключается контактом электро-
контактного манометра ЭДМ. При этом прекращается подача
охлаждающей воды и открывается клапан продувки.
Защита схемы. В случае падения давления масла
закроется контакт К.РД, получит питание реле 2РВ, которое с
выдержкой времени закроет свой контакт, подав напряжение
на реле 2РП. Двигатель будет остановлен. В случае превышения
температуры охлаждающей воды контакт ДРТ подает питание
на лампу 2СЛ, установленную на ЦПУ. Двигатель защищен
также тепловыми реле РТ. При необходимости компрессор мо-
жет быть остановлен воздействием на кнопки «Стоп», которые
располагаются около компрессора и на центральном посту
управления. На схеме клапана продувки компрессора и охлаж-
дающей воды не показаны.
При современной длительности промысловых рейсов серьез-
ное внимание заслуживает проблема обеспечения судов пресной
водой, в связи с чем большинство судов рыбопромыслового
112
флота снабжаются опреснительными установками различных
модификаций.
Схема автоматизации опреснительной установки (рис. 45).
Элементы схемы. Схема включает асинхронные дви-
гатели Д1 и Д% соответственно насосов забортной воды и дистил-
лятного, снабженных магнитными пускателями. Аппаратура
автоматизации процесса состоит из набора реле 1Р— 6Р, обес-
Рис. 45. Схема автоматизации опреснительной установки.
печивающих замыкание и перезамыкание цепей управления в
соответствии со схемой работы; выпрямительного блока В,
питающего переключающий электромагнитный клапан ЭК си-
стемы трубопроводов; реле давления РД, реле уровня РУ,
схема включает также соленомер с контактами ДСХ и ДС2,
кнопки пуска КУП, остановки КУС, контроля работы сигналь-
ных ламп КПР, отключения сигнала КОС. сигнальные лампы
СЛ, 1СЛ — ЗСЛ, звуковой сигнал-ревун РВ, трансформатор Тр,
предохранители Пр, выключатель В.
Работа схемы. При включении ножей выключателя В
подается питание на трансформатор Тр и цепи управления ока-
113
зываются под напряжением. Если при этом лампы 1СЛ — ЗСЛ
не работают, их необходимо проверить нажатием на кнопку
КПР. Неисправную лампу заменяют. Для заполнения системы
включают насос забортной воды путем запуска двигателя Д\
в работу.
При достижении требуемого уровня замыкается контакт
реле уровня РУ и катушка реле 5Р получает питание. Реле 5Р,
сработав, перезамыкает свой контакт 5Р2 в цепи сигнальной
лампы 2СЛ и замыкает контакт 5Р1 в цепи ревуна РВ. Све-
товая и акустическая сигнализация предупреждает, что цис-
терна полная и следует остановить насос забортной воды, т. е.
отключить двигатель Д\. Для снятия звукового сигнала нажи-
мают на кнопку КОС. В этом случае получает питание реле 6Р,
которое перезамыкает свой контакт, зашунтировав кнопку КОС
и отключив ревун РВ. Одновременно нажатие на кнопку КОС
вызывает разблокировку соленомера (на схеме не показан).
В процессе выпаривания образуется дистиллят. Если соле-
ность дистиллята превышает 20 мг/л, то замыкается контакт
ДС\ и получает питание реле 2Р. Контакт 2Р1 шунтирует кон-
такт ДС1, контакт 2Р2 подает питание на реле 1Р, так как ДС2
замкнут. Реле 1Р контактом 1Р2 включает сигнальную лам-
пу ЗСЛ, а контактом 1РЗ прерывает цепь питания электромаг-
нитного клапана ЭК1, контактом 1Р1 шунтирует контакт 5Р1.
Если давление дистиллята в цистерне достаточное для замы-
кания контакта реле РД, двигатель Д2 включают в работу.
Через контакт 1Л2 получает питание реле 4Р, которое пере-
замыкает контакт 4Р2 в цепи лампы 1СЛ, замыкает кон-
такт 4РЗ в цепи выпрямителя В, открывает контакт 4Р4 в цепи
ревуна РВ и контактом 4Р1 подает напряжение на катушку
реле ЗР. Реле ЗР контактом ЗРЗ шунтирует контакт 4Р1, под-
готавливает цепь ревуна РВ, замкнув контакт ЗР1, перезамы-
кает контакт ЗР2 в цепи лампы 1СЛ. Так как контакт 4Р2
находится в нижнем положении, лампа 1СЛ не горит, ревун РВ
не работает (открыт контакт 4Р4 и контакт 6Р находится в
верхнем положении). Откачки дистиллята не происходит, не-
смотря на работающий двигатель Д2, так как электромагнит-
ный переключающий клапан не находится под напряжением
(открыт контакт 1РЗ). В связи с тем что давление забортной
воды снизилось, открывается контакт РУ, перезамыкаются его
контакты: гаснет лампа 2СЛ, открывается контакт 5Р1. Однако
цепь катушки 6Р сохраняется (замкнут контакт 1Р). Можно
вновь подключать забортную воду в испаритель.
По мере уменьшения солености дистиллята (<20 мг/л)
открывается контакт ДС1, однако цепь реле 2Р не прерывается,
так как замкнут контакт 2Р1. Когда соленость дистиллята ста-
нет <8 мг/л, открывается контакт ДС2 и обрывается цепь
питания реле 1Р. Происходит перезамыкание его контактов:
гаснет лампа ЗСЛ, обрывается цепь питания реле 6Р (если не
114
было подкачки забортной воды) и контакт 6Р подготавливает
цепь ревуна РВ к работе; замыкается цепь выпрямителя В,
получает питание электромагнитный клапан ЭК, который пере-
ключает систему на откачку дистиллята Дистиллятный насос
будет откачивать дистиллят. По мере откачки дистиллята сни-
жается давление, и при определенном его значении откры-
вается контакт РД, двигатель Д% отключается. Одновременно
обрывается питание реле 4Р, перезамыкаются его контакты.
Загорается лампа 1СЛ и начинает работать ревун РВ, так как
цепь реле ЗР сохранилась. Для снятия звукового сигнала необ-
ходимо нажать на кнопку КОС Для разблокировки соленомера
нужно нажать также па кнопку КПР.
Схема приходит в исходное положение и весь цикл повто-
ряется.
Защита схемы. Двигатели защищаются тепловыми
реле, а цепи управления — предохранителями.
На судах флота рыбной промышленности большое распро-
странение получили схемы автоматики компрессоров рефриже-
раторных установок и кондиционирования воздуха.
Схема автоматики компрессоров кондиционирования
(рис. 46). Элементы схемы. Электродвигатель циркуля-
ционного насоса ДН — асинхронный короткозамкнутый, пускае-
мый в ход с помощью магнитного пускателя. Асинхронный ко-
роткозамкнутый двигатель компрессора ДК, работа которого
возможна в двух режимах — ручном и автоматическом. Для руч-
ного управления переключатель ПП1 устанавливают в положе-
ние Р, а для автоматического — в положение А. В схеме приме-
няются промежуточные реле 1РП—9РП, реле времени РВ, реле
давления 1РД, 2РД, реле давления охлаждающей воды РДК,
реле давления и нагнетания 1РДА, 2РДА, соленоидные вентили
системы 1СВ—ЗСВ, реле контроля смазки РКС, термореле ТРВ,
переключатель режима работы с положениями «Отключено»,
«Работа» и «Ввод защиты», трансформатор Тр, предохранители
Пр, сигнальные лампы Л31, Л32, ЛК1—ЛК7, автоматы 1АУ—
2АУ, выключатели 1ПВ—ЗПВ, тепловые реле 1РТ—4РТ, контак-
торы 1КЛ, 2КЛ, кнопки КУП и КУС.
Работа схемы. При подаче питания на шины установки
загорается сигнальная лампа Л31. Включением выключателей
1ПВ — ЗПВ подготавливают к работе цепи управления соле-
ноидных вентилей 1СВ, 2СВ и через контакт РДК под напря-
жение подключается сигнальная лампа ЛК1, сигнализирую-
щая о том, что нет охлаждающей воды. В этом случае транс-
форматор Тр не подключен к работе.
Нажатием на одну из кнопок КУП\ или КУП% запускается
в работу двигатель насоса охлаждающей воды ДН. При дав-
лении в 1 кгс/см2 (9,81 -104 Н/м2) контакт РДК отключает
лампу ЛК1 и подключает трансформатор Тр. При замкнутом
115
DMoadcb Qodou
да 02а da у
ж
иПЩ)ШЭН21)Н
эпиэидпд
soHnndngy
ЯхЛрсод
O2OHMon№rfoidnfi3d
шМшпйэинэш
. дпуэмпнои °
пмепнэ
шойшноу
игш^язпзд
апмдндод
sourmdDdtf
nSbodadu^oli'
muiDanggoduiuaifC
ewfakarfsn
Рис. 46. Схема автоматики компрессоров кондиционирования.
116
контакте ПП1 и положении выключателя режима работы «От-
ключено» через контакт ПП4 и 1РП включается в работу
реле РВ, которое, замкнув свой контакт, подает питание на
катушку реле 7РП. Реле 7РП открывает свой нормально закры-
тый контакт в цепи реле 8РП. Кроме того, горят лампы ЛК2,
Л КЗ, ЛК4. Переключатель режима устанавливают в положение
«Ввод защиты» В этом случае получают питание реле ЗРП,
4РП и 5РП, которые шунтируют контакты ППЗ и отключают
лампы ЛК2 — ЛК4. В этом случае отключается контакт ПП4
и отключаются цепи РВ, 7РП. В цепи управления двигате-
лем ДК включаются контакты ЗРП — 5РП Двигатель готов
к запуску. Установив переключатель режимов в положение
«Работа», вновь подключают питание на цепи перегрева паров
фреона, контроля смазки и температуры рециркуляционного
воздуха.
Запуск двигателя ДК может осуществляться вручную при
постановке ПП1 в положение Р нажатием на кнопку КУП либо
автоматически при установке ПП1 в положение А. При ручном
пуске ПП2 устанавливают в верхнее положение, при автома-
тическом — в нижнее.
Рассмотрим автоматический пуск. Так как контакт 2РД в
цепи 2РП замкнут, катушка 2РП оказывается под напряжением
и открывает свои контакты 2РП1 и 2РП2 в цепи ЗСВ, т. е.
предотвращает возможность включения байпасной перемычки.
Двигатель ДК запускается в работу, так как контакт 1РД
замкнут. Срабатывает контактор 1КЛ и реле 1РП. Одновре-
менно замыкается контакт 1КЛ в цепи 1СВ и соленоидный
вентиль подключает кондиционеры. Реле 1РП замыкает свои
контакты в цепи 2СВ, который подключает в работу воздухо-
охладители, и в цепи ЗСВ, который подготавливает к работе
байпасную перемычку. Кроме того, реле 1РП своим контактом
отключает реле РВ, которое должно отключить реле 7РП с вы-
держкой времени в 60 с. Этого не происходит, так как за это
время реле контроля смазки РКС шунтирует контакт РВ, удер-
живая реле 7РП в работе. В этом случае, несмотря на замы-
кание контакта 1РП, реле 8РП питание не получает, и двига-
тель компрессора находится в работе.
При достижении давления в системе 3,25 кгс/см2 (3,18х
X Ю5 Н/м2) открывается контакт 2РД, отключается реле 2РП
и его контакт подключает вентиль байпасной перемычки ЗСВ.
При достижении давления 3,47 кгс/см2 (3,4-105 Н/м2) откры-
вается контакт 1РД, двигатель ДК отключается. Схема при-
ходит в исходное положение и готова к повторному автомати-
ческому пуску.
Защита схемы. При перегрузке двигателя срабатывают
реле 1РТ, 2РТ. Обесточивается реле ЗРП и двигатель будет
выключен, одновременно лампа ЛК2 будет сигнализировать,
что двигатель отключен в результате перегрузки.
117
При аварийном давлении всасывания отключается кон-
такт 1РДА, обесточивается реле 4РП. Двигатель также оста-
навливается и подается сигнал об этом лампой ЛКЗ. При ава-
рийном давлении нагнетания отключается 2РДА, обесточи-
вается 5РП, и двигатель отключается, горит лампа ЛК4.
При перегреве паров фреона до температуры 123° С замы-
кается контакт ЭКТ в цепи реле 6РП. Двигатель останавли-
вается, и подается сигнал лампой ЛК5. При падении давления
смазки открывается контакт РДС, обрывается питание реле
6РП, которое, замкнув свой контакт, подает питание на реле
8РП. Последнее отключает двигатель и включает лампу ЛК6.
С понижением температуры рециркуляционного воздуха за-
мыкается контакт ТРВ, получает питание реле 9РП, двигатель
отключается, и подается сигнал лампой ЛК7.
При исчезновении причины, вызвавшей отключение, двига-
тель будет готов к дальнейшему автоматическому пуску. При
устранении причины, вызвавшей отключение, для запуска уста-
новки необходимо произвести повторно все операции по пуску.
§ 25. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СХЕМЫ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВЕНТИЛЯТОРА
План работы: 1. Ознакомиться с кинематической схемой вентилятора,
электрооборудованием, схемой управления электродвигателем и приборами,
необходимыми для выполнения работы. Записать паспортные данные электро-
оборудования и измерительных приборов.
2. Собрать схему (рис. 47) и показать преподавателю для проверки.
Рис. 47. Схема к лабора-
торной работе главы IV.
Перед началом работы необходимо убедиться в надежности присоедине-
ния трубок манометра и отсутствии посторонних предметов в вентиляторе.
Отсутствие посторонних предметов определяется проворачиванием вала вен-
тилятора от руки.
3. Исследовать регулирование производительности вентилятора измене-
нием сечения воздуховода. После включения электродвигателя в сеть отрегу-
лировать номинальную частоту вращения и в дальнейшем ее поддерживать
постоянной. Установить максимальное сечение выходного патрубка, шибер (за-
118
слонку) открыть полностью и замерить для первой точки указанные ниже ве-
личины. Затем прикрыть шибером воздуховод на {/2 и 3Д сечения и опыт по-
вторить в той же последовательности.
Обозначения:
U — напряжение, подведенное к электродвигателю;
I —ток, потребляемый электродвигателем;
Afi —показания анемометра перед замером;
Л^2 — показания анемометра после замера;
Н — давление воздуха;
S — поперечное сечение воздуховода, м2;
v — скорость движения воздуха, м/с.
v = kC,
А я
В формуле , А— разность показаний анемометра, / — продолжи-
£
дельность работы анемометра.
Пользуясь тарировочной таблицей анемометра, по k определить С.
Вычислить производительность вентилятора
Q = Sv,
мощность вентилятора
где Н — напор воздуха, создаваемый вентилятором;
т|в —к. п.д. вентилятора.
4. Исследовать регулирование производительности вентилятора изменением
частоты вращения электродвигателя.
Произвести пуск электродвигателя, после чего полностью открыть шибер.
Установить номинальную частоту'вращения двигателя и произвести замеры по
приборам. Изменить частоту вращения и вновь произвести измерения. Измене-
ние частоты вращения двигателя производить в обе стороны от номинальной.
Произвести 4—6 изменений частоты вращения.
5. Построить по данным пункта четвертого зависимость
P = f(Q).
6. Сопоставить теоретические данные с опытными и дать краткую сравни-
тельную оценку регулирования вентилятора.
Скорость движения воздуха измерять при помощи анемометра следую-
щим образом: записать начальное показание на шкале анемометра. Затем по-
местить анемометр в поток воздуха, выдуваемого из выходного отверстия вен-
тилятора, поместить прибор с одновременным включением секундомера.
Через 60 с анемометр и секундомер одновременно выключить и записать по-
казания анемометра.
7. Определить разность показаний до и после замера и полученный ре-
зультат разделить на 60. По тарировочноп кривой анемометра найти коэф-
фициент С.
8. В отчете описать работу схемы.
§ 26. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СХЕМЫ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА КОМПРЕССОРА
План работы. 1. Ознакомиться с устройством поршневого компрес-
сора, электродвигателем, аппаратурой управления и приборами, необходимыми
для выполнения работы. Записать их паспортные данные.
2. Собрать схему (рис. 48) и показать преподавателю для проверки. t
На рис. 48 показана схема автоматического управления фреоновой хо-
лодильной установкой. Включается автомат А и через контакты реле дав-
119
ления РД подается питание на линейный контактор Л. Контактор Л замы-
кает контакты в цепи главного тока, и электродвигатель начинает работать.
При замыкании блок-контакта Л открывается соленоидный вентиль 1СВ, ус-
тановленный на общем нагнетательном трубопроводе, и открываются соле-
ноидные вентили 2СВ, ЗСВ трубопроводов, идущих от конденсатора к испа-
рителям.
В цепи катушек вентилей включены контакты температурных реле 1ТР,
2ТР, расположенные в морозильных камерах. При снижении температуры в
камерах до нормы реле размыкают свои контакты и обесточивают катушки
вентилей.
Рис. 48. Схема к лаборатор-
ной работе главы IV.
Доступ фреона к испарителям прекращается. Компрессор продолжает
всасывать пары фреона из батарей, вследствие чего давление на всасываю-
щей стороне снижается, срабатывает реле давления РД и своими контакта-
ми отключает катушки линейного контактора Л. Электродвигатель компрес-
сора останавливается и закрывается вентиль 1СВ.
При повышении температуры в одной из камер до значения уставки
температурного реле реле срабатывает и включает соленоидный вентиль.
Давление во всасывающей системе повышается, срабатывает реле РД и вклю-
чается электродвигатель компрессора. Цикл повторяется снова. Лампочка ЛС
сигнализирует о состоянии установки (включена или отключена).
3. Проверить работу схемы при различных уставках температурных
реле.
4. Описать работу схемы в отчете.
ВОПРОСЫ
1. Какие требования предъявляет Регистр СССР к электроприводам на-
сосов, вентиляторов и компрессоров?
2. Что общего и какая разница в режимах работы электропривода на-
соса и вентилятора?
3. Какие электродвигатели применяются для привода насосов?
4. Какие электродвигатели применяются для привода вентиляторов?
5. Как регулируется частота вращения насоса электропривода на пере-
менном токе?
6. Как регулируется частота вращения насоса электропривода на по-
стоянном токе?
7. В чем особенность режима работы компрессора?
120
8. Какие применяются схемы управления электроприводами компрессора
на переменном и постоянном токе?
9. Как регулируется расход воздуха вентилятора с электроприводом
переменного и постоянного тока?
10. Для каких целей применяются компрессоры на промысловых судах?
11. Какие электродвигатели используются для привода компрессоровна
промысловых судах?
12. Какие функции выполняют реле для обеспечения автоматизации
пуска и остановки электродвигателей судовых насосов, вентиляторов и ком-
прессоров?
13. Нуждается ли компрессор в регулировании частоты вращения вала
и реверсе?
I
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ СПЕЦИАЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ СУДОВ ФЛОТА РЫБНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Глава V
Электроприводы промысловых, рыбообрабатываю-
щих установок и технологического оборудования су-
дов
§ 27. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ ТРАЛОВЫХ ЛЕБЕДОК
Траловые лебедки являются основными промысловыми меха-
низмами судов, ведущих активный морской лов. На судах с
паровыми двигателями траловые лебедки также паровые. Суда
с двигателями внутреннего сгорания, как правило, имеют трало-
вые лебедки с электроприводами. Мощность траловых лебедок
в зависимости от размеров рыбопромыслового судна и глубины
траления колеблется от 50 до 300 кВт и более. С течением вре-
мени размеры судов и осваиваемые глубины промысла посте-
пенно увеличиваются, одновременно растут и мощности элект-
роприводов траловых лебедок.
Основным рабочим режимом траловой лебедки является вы-
борка ваеров при подъеме трала. Нагрузка траловой лебедки
траулера с кормовым тралением имеет резко переменный ха-
рактер. Усилия на ваерах в зависимости от глубины выборки,
улова и конструкции трала колеблются в широких пределах и
достигают 8 тс и более. Если бы выборка трала осуществлялась
на абсолютно спокойной воде, момент нагрузки на валу элект-
родвигателя плавно возрастал бы по мере подтягивания трала
к судну и в конце выборки достиг бы 1,8—2,2 своей начальной
величины. Однако в условиях промысла волнение вызывает кач-
ку судна и дополнительную рывковую нагрузку на ваера. При
сильном волнении и неудачном взаимном расположении трала с
уловом и судна дополнительная нагрузка от качки может до-
стигать 80—100% от основной. В процессе выборки трала и
подъема его на борт судна требуются многократные пуски и
остановки лебедки, а также регулирование ее скорости. Так как
двигатели внутреннего сгорания плохо реагируют на перемен-
ный режим работы, не рекомендуется часто производить их
пуски, реверсы, остановки. Поэтому не практикуется непосред-
122
ственный привод траловой лебедки от дизеля, хотя по мощности
траловая лебедка обычно полностью загружает один из вспомо-
гательных дизель-генераторов. Траловая лебедка приводится в
действие электродвигателем, а дизель вращает генератор, пи-
тающий этот электродвигатель.
Электропривод траловой лебедки должен удовлетворять сле-
дующим требованиям: иметь такую механическую характери-
стику, при которой колебания нагрузки на барабане лебедки
не вызывали бы изменения нагрузки на валу дизеля; обеспечи-
вать возможность резерва и широкого регулирования скорости;
допускать травление ваеров в тормозном режиме с заданным
тормозным усилием независимо от скорости хода судна; иметь
необходимую мощность, обеспечивающую подъем трала с за-
данной глубины траления со скоростью 60—70 м/мин.
Из-за больших мощностей электроприводов траловых лебе-
док они, как правило, выполняются по схеме генератор — дви-
гатель. Выполнение требования сохранения неизменной мощно-
сти на валу дизеля при любых колебаниях нагрузки на
барабане лебедки является наиболее сложной задачей. Для
поддержания постоянной мощности дизеля нужно, чтобы всякое
увеличение момента на валу электродвигателя сопровождалось
бы таким же уменьшением его частоты вращения, т. е. механи-
ческая характеристика электропривода должна быть мягкой.
Наилучшей формой ее была бы гипербола.
У траловых лебедок судов типа «Пушкин», «Пионер», «Мая-
ковский» плавные колебания нагрузки в значительной мере га-
сятся электроприводом, и момент па валу дизеля изменяется в
несколько раз меньше, чем на барабане траловой лебедки. Но
все же ни один из существующих электроприводов траловой
лебедки не может снять с дизеля рывки нагрузки, так как си-
стема саморегулирования электропривода не успевает вовремя
срабатывать.
Реверс и регулирование скорости траловой лебедки в боль-
шинстве схем осуществляются, как у всякой схемы генератор —
двигатель, воздействием на ток возбуждения независимой об-
мотки генератора.
В настоящее время ведутся работы по разделению одной
двухбарабанпой лебедки на две однобарабанные, размещаемые
по бортам, с синхронизацией движения ваеров. Такая промыс-
ловая схема имеет ряд преимуществ, но пока еще не получила
должного распространения из-за трудности обеспечения точного
равенства длин выбираемых или стравливаемых ваеров. Такая
конструкция траловых лебедок будет гарантировать большую
безопасность работы обслуживающего персонала. Очень жест-
кие требования к электроприводам траловых лебедок застав-
ляют применять только электродвигатели • постоянного тока.
Между тем большинство остальных судовых электроприводов
может работать на переменном токе, что дает большие эконо-
123
мические и эксплуатационные преимущества. Новые полупро-
водниковые выпрямители должны обеспечить возможность в
ближайшее время решить вопрос о питании электродвигателей
траловых лебедок непосредственно от сети переменного тока.
При этом соответственно изменится и вся система автоматиза-
ции электроприводов траловых лебедок.
Рис. 49. Схема управления траловой лебедкой СРТР типа «Океан»
Схема управления электроприводом траловой лебедки на
постоянном токе СРТР типа «Океан» (рис. 49). Элементы
схем ы. Двигатель Д смешанного возбуждения с последова-
тельной СОВ и параллельной ШОВ обмотками возбуждения;
в цепь якоря двигателя включено пусковое сопротивление ПС,
обеспечивающее регулирование частоты вращения двигателя в
необходимых пределах, и реле максимального тока /> для за-
щиты двигателя от перегрузки с двумя нормально замкнутыми
124
с выдержкой времени при размыкании контактами в цепи кон-
тактора возбуждения КВ.
Цепь управления состоит из тормозного магнита ТМ, снаб-
женного механической блокировкой — выключателем ТМ, кото-
рый при движении якоря тормоза вводит в цепь катушки ТМ
экономическое сопротивление ЭС; контактора возбуждения КВ
с пятью нормально открытыми и одним нормально закрытым
блок-контактами; контакторов ускорения 1У, 2У и ЗУ, каждый
из которых имеет по одному нормально открытому главному
контакту в цепи якоря двигателя и по одному нормально за-
крытому блок-контакту; контакторов направления вращения
«Выбирать» — 1В и 2В, «Травить»-—1Т и 2Т, каждый из кото-
рых имеет по одному главному нормально открытому контакту
и по два нормально закрытых блок-контакта.
Управление приводом осуществляется с помощью командо-
контроллера с контактами 1—7. Аварийное отключение привода
осуществляет аварийный выключатель АВ.
Кроме того, для контроля за нагрузкой установлен ампер-
метр А, подключенный к шунту. В схеме предусмотрены разряд-
ные и экономические сопротивления соответственно для защиты
обмоток при отключении их и для увеличения срока службы.
Цепь управления защищается предохранителями Пр. О подаче
напряжения на цепи управления сигнализирует лампа ЛС.
Работа схемы. Пуск двигателя в работу возможен толь-
ко при установлении штурвала управления контроллера в ну-
левое положение. В этом положении даже при подаче напря-
жения от главного распределительного щита ГРЩ и включении
аварийного выключателя АВ все цепи схемы обесточены, за
исключением цепи сигнальной лампы ЛС, которая сигнализи-
рует о том, что схема управления готова к работе.
При повороте штурвала командоконтроллера из нулевого в
первое положение любого направления вращения замыкается
контакт 1 и катушка контактора возбуждения КВ подключается
на напряжение сети через нормально закрытый контакт КВ.
Контактор КВ срабатывает и замыкает свой нормально откры-
тый контакт КВ[, зашунтировав контакт 1, нормально закрытый
контакт КВх подключает контактами КВ2 и КВ3 обмотку ШОВ,
контактами КВ^ и КВ$ подготавливает цепи управления к ра-
боте. Двигатель также будет подготовлен к работе, так как ка-
тушка тормоза ТМ контактами КВ2 и КВ$ подключена к сети
сначала через нормально закрытый контакт ТМ, а после его
отключения через сопротивление ЭС. Двигатель расторможен.
В первом положении, например, «Выбирать», замыкаются
контакты 2 и 3. Контакт 2 подключает контактор КВ к сети
через сопротивление ЭС. Контакт 3 подключает контакторы на-
правления вращения 1В и 2В через их нормально закрытые
контакты 1В\ и 2ВХ. Контакторы 1В и 2В срабатывают и замы-
кают свои главные нормально открытые контакты в цепи якоря
125
двигателя и размыкают нормально закрытые контакты 1В\ и
2В{, включая в цепи своих катушек сопротивления ЭС\ 1В2,
2В>, блокируя от случайного включения катушки контакторов
1Т и 2Т. Двигатель начинает работать на первой частоте вра-
щения, будучи включен через полное пусковое сопротивление
ПС. В зафиксированном первом положении контакт 1 командо-
контроллера размыкается, так как с размыканием блок-контак-
та в его цепи катушка КВ питается через сопротивление ЭС и
контакт 2.
Во втором положении командоконтроллера дополнительно
замыкается контакт 5, включая в работу контактор ускорения
/У, сначала через его нормально закрытый контакт, а после
срабатывания контактора — через сопротивление ЭС. Контактор
/У, замкнув свой главный нормально открытый контакт, выклю-
чает первую ступень сопротивления ПС, и частота вращения
двигателя увеличивается. В последующих положениях командо-
контроллера соответственно замыкаются контакты 6 и 7. Кон-
такторы ускорения 2У и ЗУ, работая аналогично контактору
/3, ступенями выключают сопротивления ПС, увеличивая ча-
стоту7 вращения двигателя и скорость подъема трала.
Схема управления симметричная и читателю предлагается
рассмотреть процесс травления самостоятельно.
Защита схемы. От перегрузки двигатель защищается
реле максимального тока />, которое, срабатывая, своими кон-
тактами обесточивает катушку контактора КВ, что приводит
к отключению и с семы управления и двигателя. Нулевая за-
щита обеспечивается контактом 1 командоконтроллера и блок-
контактом КВ\. Цепь управления от коротких замыканий защи-
щается предохранителями.
Примером электропривода траловой лебедки при судовой
сети на переменном токе является схема, примененная на
КБРТ «Наталья Ковшова».
Схема электропривода траловой лебедки КБРТ «Наталья
Ковшова» (рис. 50). Элементы схемы. Приводной двига-
тель АД, двигатель вентилятора ДВ и двигатель масляного на-
соса ДН — асинхронные короткозамкнутые. Генератор постоян-
ного тока смешанного возбуждения имеет дополнительную неза-
висимую обмотку возбуждения НОГ, исполнительный двигатель
траловой лебедки постоянного тока независимого возбуждения—
обмотку ОВД. Обмотки НОГ и ОВД питаются постоянным
током от выпрямителя В, подключенного к трансформатору Тр
на напряжение 220 В. Цепи управления питаются переменным
током напряжением 127 В от того же трансформатора. ТМ —
тормозной магнит. Командоконтроллер имеет двенадцать кон-
тактов на восемь положений «Выбирать» и на десять положений
«Травить». Установлено три поста управления ПП — непосредст-
венно у лебедки, в рулевой рубке и рубке тралмастера. Схема
показана для одного поста управления.
126
Рис. 50. Схема электропри-
вода траловой лебедки
КБРТ «Наталья Ковшова».
В цепи обмотки ОВД включено реле тока РОП (реле обры-
ва поля), имеющее один нормально открытый контакт в цепи
реле напряжения PH, которое имеет три нормально открытых
контакта —в цепи катушек контакторов направления В, Т, в
127
цепи контактора регулирования поля генератора 5КП, в цепи
сигнальной лампы. Контактор направления В имеет три нор-
мально открытых контакта В2, В3 и один нормально закры-
тый В. Контактор направления Т имеет четыре нормально от-
крытых контакта Т2, Т2, 1\ и один нормально закрытый кон-
такт Т. Контакты Bi, В2 и 7\, Т2 подключают обмотку НОГ;
контакты В3 и Т3 подключают цепи контакторов ускорения У,
регулирования поля КП и тормоза КТ, контакт Т4 шунтирует
контакт грузового реле РГ; контакты В и Т блокируют катушки
Т и В от одновременного включения.
1КП — 5КП — контакторы регулирования поля генераторов.
Из них 1КП и 2КП имеют по два нормально открытых контак-
та, подключающих обмотку НОГ, и по одному нормально за-
крытому контакту в цепях катушек 1КП и 2КП. Остальные
имеют по одному нормально открытому контакту: ЗКП— шун-
тирующий сопротивление г5, 4КП — шунтирующий сопротивле-
ние г6, г5 и контакт ЗКП, 5КП — шунтирующий сопротивле-
ние г8. Контакторы ускорения 1У—4У, каждый из которых имеет
по одному нормально открытому контакту, шунтирующему со-
противления Г1-Н'4- Контактор тормоза КТ имеет три нормально
открытых контакта: КТ\ и КТ2 в цепи обмотки ТМ и КТ2—
шунтирующий сопротивление г7.
Реле промежуточное РП имеет один нормально открытый
контакт в цепи звуковых сигналов Сь С2 и С3. Контакторы дви-
гателей вентилятора и насоса КВ и КН имеют по три главных
нормально открытых контакта для их пуска и по одному нор-
мально открытому блок-контакту в цепи катушки PH. Тепло-
вые реле РТВ и РТН имеют по одному нормально закрытому
контакту. Центробежное реле РЦ имеет контакт в цепи ка-
тушки РП.
Имеются кнопки аварийного выключения 1АВ—5АВ, выклю-
чатель питания цепей управления ВК, предохранители Пр, реле
грузовое РГ с одним нормально закрытым контактом в цепи
катушек контакторов ЗУ и 4У, контакты конечных выключате-
лей подъема трала правого и левого борта КВП и КВЛ, со-
противления регулировочные СР (PC — разрядные, УС — ус-
тановочные, ЭС — экономическое).
Работа схемы. Для подготовки лебедки к работе необ-
ходимо запустить двигатели АД, ДВ и ДН (замкнув ВП), уста-
новить командоконтроллер в нулевое положение. Двигатель Д
уже предварительно возбужден, так как обмотка ОВД вклю-
чена через сопротивления ЭС, rs и rq. По этой же цепи получает
питание реле РОП и замыкает свой контакт в цепи ре-
ле PH.
В той же цепи замкнулись контакты контакторов КВ и КН
(двигатели ДВ и ДН запущены), и цепь реле PH оказывается
под напряжением, так как контакт К\ в нулевом положении
замкнут. Реле PH срабатывает, шунтируя контакт К\, и подго-
128
тавливает к работе цепи контакторов Г, В и 5КП, замыкая кон-
такт РН2, включает сигнальную лампу СЛ.
Схема готова к работе.
Работа лебедки в сторону «Выбирать» обеспечивается
восьмью положениями поста управления. На первом — четвер-
том положениях изменение частоты вращения двигателя Д про-
исходит за счет уменьшения сопротивлений в цепи НОГ. Об-
мотка ШОГ включена при этом встречно НОГ контактором
2КП. Сопротивление в цепи обмотки ШОГ зашунтировано кон-
тактами ЗКП и 4КП. На пятом — шестом положениях поста
управления уменьшается влияние ШОГ в результате отключе-
ния контакторов ЗКП, 4КП и 2КП. Напряжение генератора и
частота вращения двигателя увеличиваются. На восьмом поло-
жении поста включается контактор 1КП, и ШОГ включается
вновь, но теперь уже согласно с НОГ, частота вращения ста-
новится наибольшей.
Работа лебедки в сторону «Травить» обеспечивается десятью
положениями поста управления. На первом — пятом положе-
ниях поста частота вращения двигателя Д изменяется в резуль-
тате включения сопротивлений в цепи НОГ контакторами
1У—4У. Обмотка ШОГ генератора подключена к якорю контак-
тором 2КП, как и в режиме «Выбирать», на соответствующих
положениях. Однако и в этом случае ампер-витки НОГ и ШОГ
встречные, поскольку в первой изменилось направление тока
включением контактора Г, а во второй изменилась полярность
напряжения па якоре генератора Г. На шестом — восьмом по-
ложениях поста управления увеличивается сопротивление в цепи
обмотки ШОГ из-за отключения контакторов 4КП, ЗКП и 2КП.
Результирующие ампер-витки возбуждения генератора увеличи-
ваются, и частота вращения двигателя также возрастает. На
девятом положении поста управления ШОГ включается контак-
тором 1КП согласно с НОГ, что обеспечивает увеличение ча-
стоты вращения двигателя Д. Наибольшая частота вращения
в двигательном режиме получается на десятом положении поста,
когда отключается контактор 5КП и в цепь ОВД двигателя
включается сопротивление г8. Однако ускорение двигателя
уменьшением магнитного потока возбуждения допустимо только
при небольших нагрузках.
Защита схемы. В случае перегрузки лебедки на треть-
ем— восьмом положениях поста управления в режиме «Выби-
рать» реле РГ, включенное через шунт в цепь главного тока,
срабатывает. Отключаются контакторы ЗУ- и 4У и в цепь об-
мотки НОГ включаются две ступени сопротивления. Напряже-
ние генератора уменьшается, и мощность двигателя Д ограни-
чивается. При исчезновении перегрузки двигатель автомати-
чески выходит на характеристику, соответствующую положению
поста управления. Конечные выключатели КВП и КВЛ отклю-
чают контактор В, когда выборка ваеров закончена, по опера-
5 В. П. Фесенко
129
тор не поставил пост управления в нулевое положение. Пита-
ние с цепей управления снимается, и двигатель затормажи-
вается колодочным электромагнитным тормозом ТМ,
Схемой управления в режиме «Травить» не предусматри-
вается действие грузовой защиты, поскольку контакт грузового
реле РГ зашунтирован контактом Т,
В режиме «Травить» приведенный к валу двигателя момент
сопротивления может стать активным и частота вращения дви-
гателя Д может увеличиваться до недопустимых значений.
Центробежное реле РЦ на валу двигателя при достижении
1300 об/мин замкнет контакт в цепи промежуточного реле РПУ
и звуковой сигнал у каждого поста управления известит о по-
вышенной частоте вращения двигателя Д. Во всех случаях
сигнал прозвучит и в рулевой рубке, указывая вахтенным на
повышенную скорость судна при травлении ваеров
При любых аварийных ситуациях экстренная остановка ле-
бедки может быть осуществлена любой из пяти аварийных
кнопок 1АВ—5АВ. При этом снимается возбуждение с генера-
тора, отключается цепь управления и обесточивается катушка
ТМ колодочного электромагнитного тормоза. Двигатель интен-
сивно тормозится. Цепи управления защищены плавкими пре-
дохранителями Пр. Двигатели ДВ и ДН защищены реле РТВ и
РТН. При длительных перегрузках любого из двигателей теп-
ловые реле отключают соответствующий контактор ДВ или
КН, что вызывает остановку лебедки вследствие размыкания
цепи реле PH блокировочными контактами КВ или КН.
Минимальная защита схемы управления осуществляется
реле PH, которое при недопустимых провалах напряжения
вспомогательной сети отключает двигатель лебедки. Цулевую
защиту обеспечивает контакт К1 и контакт 1РН, защиту от
обрыва поля двигателя Д — реле РОП, воздействуя на реле PH.
Эта защита контролирует не только исправность цепи обмотки
возбуждения ОВД двигателя лебедки, но и нормальную работу
выпрямителя В. Во всех случаях размыкания цепи PH сигналь-
ная лампа СЛ известит об этом обслуживающий персонал.
С 1962 г. флот рыбной промышленности стал пополняться
морозильными траулерами — рыбозаводами типа «Тропик», ко-
торые предназначены для лова рыбы методом кормового тра-
ления, а также ярусом и кошельковым неводом.
В показанной на рис. 51 схеме электропривода лебедки этих
судов применено встречное компаундирование генератора и со-
гласное компаундирование электродвигателя с помощью воль-
тодобавочного (бустерного) генератора.
Принципиальная схема электропривода траловой лебедки
РТМ типа «Тропик». Элементы схемы. Генератор лебед-
ки— Г с независимой обмоткой возбуждения ОВГ\ исполни-
тельный двигатель лебедки — Д с двумя обмотками возбужде-
ния — основной 1ОВ Д и дополнительной 2ОВ Д\ приводной
130
л\РОТ
2РВГ
Л7/
fper
2РВГ
л
тс
?РВГ
зкт
УС(
fPST
\pcJ
РР* РР
Г ?рвп
W
ВБ
Z08B
ЗРВ.
Л
!
££-££££
JA "
8У Wjpfy
КА
”^~"1
ГРВД
г— ~
_______~урвг
\~УР6Г L1
Г\зрвг
РТН
л^_
'~Лз~
^кю
—о о-
м
А РДМ MB 2А8 ЗАВ
1РВГ
1Р6Д
~1Г~
ЗРУ
к/з
№
РБ
лс7
ЛСя
2РУ
г-у/т"
1кт LU
~УРР
V№ u
'_П nW
У\7РУ
4
Л.
КБ
kF
°kF
2РТ
_______"РЛ
~К15 1Г~"
Л7?
Qzznt
Tv? UT~
Г\8РУ
~\уру LI
J ГУМУ
PHa Ktf'
\РА
РЛ
ggr-» -П
ff/4. _ ' .Ц
яб ^Гп~1
-Чйр
//^
Рис. 51. Принципиальная схе-
ма электропривода траловой
лебедки РТМ типа «Тропик»
1Р8Д______
ЦВРВД
1Г
двигатель вольтодобавочнон
машины — ПД с обмоткой
возбуждения 0В\ вольто-
добавочная машина — В
с основной обмоткой воз-
буждения 10ВВ и дополни-
тельной обмоткой 20ВВ,
имеются автомат генера-
тора А, шунты ZZ/i, Ш2, кон-
тактор бустерного агрегата
ЛЛ, реле обратного тока
РОТ, тордгозное сопротивле-
ние ТС, разрядные PC, уста-
новочные УС, добавочные
ДС сопротивления; регули-
ровочные сопротивления
Грег, электромагнитный тор-
моз ТМ, линейный контак-
тор Л, реле давления масла
РДМ, реле напряжения PH,
реле возбуждения генера-
тора РВГ, реле возбужде-
ния двигателя РВД, реле
электромагнитного тормоза
РТМ, реле промежуточное
РП, реле защиты РЗ, реле
блокировки РБ, контакторы
торможения КТ, реле тормо-
жения РТ, реле линейного
контактора РЛ, реле управ-
5* 131
ления РУ, реле размагничивания РР, лампы сигнальные ЛС,
звонок Зв, реле центробежное РЦ.
Работа схемы. Цепи управления получают питание от
судовой сети постоянного тока. В нулевом положении командо-
контроллера при включении выключателя управления ВУ по-
лучают питание следующие цепи и аппараты.
Если аварийные выключатели 1АВ, 2АВ и ЗАВ у лебедки на
верхней палубе, на носовом и кормовом мостиках замкнуты,
вспомогательный контакт А генераторного агрегата включен,
давление в системе смазки нормальное (сработало реле давле-
ния масла РДМ), то получает питание реле напряжения PH.
Получает питание и срабатывает контактор КА включения бу-
стерного агрегата, который обеспечивает запуск приводного
двигателя ДП бустера В и включает лампы ЛС2 на палубе, у
лебедки и ЛС3 на мостике. Лебедка готова к работе. В нуле-
вом положении командоконтроллера получает также питание и
срабатывает реле размагничивания РР генератора Г и подклю-
чает обмотку ОВГ к якорю генератора таким образом, чтобы
была обеспечена возможность «саморазмагничивания» генера-
тора за счет остаточного напряжения.
Так как срабатывает блокировочное реле РВ, то обеспечи-
вается срабатывание контакторов торможения 2КТ и ЗКТ.
В связи с тем, что контактор 1КТ также срабатывает, якорь
двигателя Д переключается на тормозное сопротивление ТС при
его минимальном значении. Иначе говоря, в нулевом положении
рукоятки командоконтроллера создается контур динамического
торможения двигателя лебедки.
Показанная на рис. 51 схема содержит большое количество
релейно-контакторной аппаратуры. Поэтому есть необходимость
рассмотреть работу схемы согласно положениям рукоятки
командоконтроллера в режиме «Выбирать» и «Травить».
В первом положении режима «Выбирать» реле возбуждения
генератора 1РВГ подключает к сети обмотку возбуждения ОВГ
последовательно с якорем бустера В и сопротивлением гРегь
Отключается реле размагничивания РР. Реле возбуждения
двигателя 1РВД подключает обмотку 10ВД последовательно с
сопротивлением греГ2. Получает питание реле управления полем
ЮРУ. Промежуточное реле РП включает реле защиты РЗ и
выключает блокировочное реле РБ. Реле возбуждения двига-
теля 2РВД получает питание и подключает обмотку 2ОВД на
якорь бустера В. Реле электромагнитного тормоза, сработав,
включает под напряжение катушки тормоза ТМ. Исполнитель-
ный двигатель лебедки будет расторможен и начнет работу с
малой частотой вращения. Лампы ЛС7 и ЛС& горят и сигнали-
зируют о начале работы лебедки. В последующих положениях
рукоятки командоконтроллера в режиме «Выбирать» согласно
таблице замыкания контактов поочередно срабатывают реле
управления 1РУ—7РУ Растет напряжение, приложенное к ис-
132
полнительному двигателю, и частота вращения последнего, до-
стигая максимума в восьмом положении рукоятки командоконт-
роллера.
В первом положении рукоятки командоконтроллера в режи-
ме «Травить» остаются включенными реле торможения 1РТ—
ЗРТ и контакторы торможения 1КТ—ЗКТ. Срабатывает реле
возбуждения 1РВД и обмотка возбуждения 1ОВД находится
под напряжением, причем ампер-витки этой обмотки макси-
мальны, так как реле 8РУ и 9РУ сработали. Двигатель растор-
маживается, так как катушки тормоза ТМ находятся под на-
пряжением в результате срабатывания реле тормоза РТМ.
Промежуточное реле РП своими контактами включает реле
защиты РЗ, которое отключает реле блокировки РБ. Реле
1РТ—ЗРТ и контакторы 1КТ—ЗКТ остаются включенными под.
напряжение. Исполнительный двигатель, будучи подключенным
в режим динамического торможения, начнет вращение.
Во втором положении рукоятки командоконтроллера из ра-
боты будет выключено реле торможения 2РТ и контактор тор-
можения 2КТ. Увеличивается сопротивление ТС, момент тормо-
жения становится меньше, а частота вращения исполнительного
двигателя возрастает. В следующем положении вновь умень-
шается сопротивление ТС и возрастает частота вращения испол-
нительного двигателя.
В четвертом и пятом положениях командоконтроллера от-
ключаются реле управления 8РУ и 9РУ. В цепь обмотки воз-
буждения 1ОВД двигателя вводятся две ступени сопротивления
Грег2- Ампер-витки обмотки 1ОВД и магнитный поток полюсов
уменьшаются, что определяет новое уменьшение тормозного мо-
мента и увеличение скорости тормозного травления ваеров. На
первом — пятом положениях командоконтроллера якорь двига-
теля к генератору не подключен, осуществляется травление
ваеров при работе двигателя в режиме генераторного тормо-
жения.
Энергия торможения выделяется в виде тепла на сопротив-
ления ТС.
На шестом положении командоконтроллера срабатывает
реле 2РВГ, включающее обмотку ОВГ возбуждения генератора
последовательно с якорем возбудителя В и регулировочным
сопротивлением rperi. Ток в обмотке ОВГ изменяет направление.
Две ступени сопротивления rperi отключены контактами срабо-
тавшего реле управления 2РУ.
Реле управления 8РУ включается и выводит две ступени
сопротивления греГ2 в цепи обмотки возбуждения 1ОВД. Вклю-
чается реле возбуждения ЗРВД. подключающее обмотку воз-
буждения 2ОВД двигателя Д к якорю возбудителя. Включается
линейный контактор Л, обеспечивающий замыкание контура
генератор Г — двигатель Д. При этом контактор 1КТ отклю-
чает сопротивления ТС.
133
На седьмом — восьмом положениях командоконтроллера
включаются реле управления 4РУ и 7РУ. Сопротивление
гРег1 полностью выводится из цепи обмотки ОВГ. Напряжение
генератора Г и частота вращения двигателя Д будут наиболь-
шими. Шестое — восьмое положения командоконтроллера слу-
жат, как правило, для работы на вспомогательных операциях.
Рекомендуется при спуске работать на первом — пятом положе-
ниях командоконтроллера.
При переходе двигателя Д в генераторный режим работы
на шестом — восьмом положениях командоконтроллера при
/обр = 300 А срабатывает реле обратного тока РОТ. При этом
отключается реле защиты РЗ и линейный контактор Л и вклю-
чается реле блокировки РБ.
Цепь генератор — двигатель размыкается контактами кон-
тактора Л, и к якорю двигателя подключается сопротивление
динамического торможения ТС. Независимо от положения
командоконтроллера (шестая — восьмая ступень) схема авто-
матически переходит на первую ступень тормозного спуска.
О срабатывании реле обратного тока РОТ сигнализируют аку-
стические Зв4—Зв6 и световые ЛС4—ЛС8 сигналы на палубе
у лебедки, в рулевой рубке и на кормовом мостике. Сигнали-
зация снимается при переводе командоконтроллера на первое
положение, с которого можно вновь продолжать работу.
Защита схемы. Минимальную защиту по напряжению в
цепях управления обеспечивает реле напряжения PH. При сни-
жениях напряжения в цепи управления до величины уставки
контактором реле РН8 отключается контактор КА, снимается
возбуждение генератора, якорь двигателя замыкается на сопро-
тивление ТС и тормозится также электромагнитным тормозом •
ТМ. Лампы ЛС2—ЛС8 и ЛС}—ЛС8 гаснут. Максимальная то-
ковая защита и защита от перегрузок обеспечиваются автома-
том А генератора, снабженным комбинированным расцепителем.
Вспомогательный контакт автомата А размыкает цепь катуш-
ки PH, при этом срабатывает защита по минимальному напря-
жению. Главные контакты автомата А отключают генератор.
Защита от повышения частоты вращения двигателя Д свыше
допустимой осуществляется центробежным реле РЦ. При частоте
вращения, близкой к 1800 об/мин, реле РЦ отключит реле за-
щиты РЗ. При этом отключается линейный контактор Л, вклю-
чается тормозное сопротивление ТС, работает звуковая и све-
товая сигнализация. Уставка возврата реле РЦ около
1200 об/мин. Защита, действующая при снижении давления в
масляной системе, осуществляется реле давления масла РДМ.
Контакт РДМ размыкает цепь катушки реле PH, срабатывает
минимальная защита.
При действии максимальной токовой защиты, защиты от по-
вышения частоты вращения двигателя сверх допустимой и за-
щиты, действующей при снижении давления в масляной системе,
134
работу схемы можно начать лишь после устранения неисправ-
ностей и только с нулевого положения командоконтроллера.
После срабатывания центробежного реле РЦ и реле обратного
тока РОТ работу можно возобновить только с первого поло-
жения командоконтроллера.
С 1966 г. рыбопромысловый флот нашей страны стал попол-
няться морозильными траулерами и рыбозаводами типа «Ат-
лантик», более современными, чем суда типа «Тропик».
Рассмотрим принцип действия схемы и автоматическое ре-
гулирование электропривода траловой лебедки судов типа «Ат-
лантик» \
Упрощенная схема регулирования электропривода и блок-
схема системы регулирования траловой лебедки (рис. 52 и 53).
Каждый из двух барабанов траловой лебедки приводится во
вращение отдельным электродвигателем. Якоря обоих электро-
двигателей включены последовательно и питаются от общего
генератора. При всех режимах работы лебедки величина и на-
правление тока главной цепи (тока якорей машин) остаются
неизменными.
Неизменность тока главного контура обеспечивается автома-
тическим регулированием э.д. с. генератора. Управление элект-
родвигателями осуществляется путем воздействия на их маг-
нитные потоки, причем можно управлять магнитным потоком
каждого из электродвигателей в отдельности и одновременно
обоими. Обмотка возбуждения каждого из электродвигателей
(ДД и 2Д) питается от отдельного возбудителя 1ВД и 2ВД.
Управление магнитными потоками двигателей осуществляется
изменением токов возбуждения возбудителей (в обмотках
1ОВВД и 2ОВВД).
Для управления токами возбуждения возбудителей исполь-
зуются два командоконтроллера. На схеме, изображенной на
рис. 52, показано управление током возбуждения первого воз-
будителя. Система управления магнитным потоком электродви-
гателя второго барабана аналогична и на схеме не показана.
Точно так же обмотка возбуждения генератора питается от
собственного возбудителя ВГ. Неизменность тока главного кон-
тура поддерживается автоматически путем управления током
возбуждения возбудителя в обмотке ОВВГ.
Как показано на схемах, изображенных на рис. 52 и 53, си-
стема регулирования электропривода лебедки включает три
раздельных контура управления: регулирование возбуждения
генератора Г, регулирование возбуждения двигателя 1Д, регу-
лирование возбуждения двигателя 2Д (этот контур на схеме не
показан). Рассмотрим отдельно работу системы автоматическо-
го регулирования генератора и управления двигателями.
1 Бы хов скип Ю. И., Шепнцев Е. А. «Электроприводы траловых
лебедок». М., «Пищевая промышленность», 1971, с. 126—137.
135
Рис. 52. Упрощенная схема регулирования электропривода траловой лебедки РТМ типа «Атлантика
Система автоматического регулирования ге-
нератора. Система предназначена для поддержания неиз-
менным тока главного контура Г—1Д—2Д и равным 650 А.
В состав системы входит (см. рис. 52 и 53) узел выработки сиг-
нала отклонения тока от заданного значения /, усилитель сиг-
нала отклонения, имеющий схему, придающую ему свойства
пропорционального, интегрирующего и дифференцирующего
Ш
Гк
ССОА
Магнитные
усилители
ОВВГ
*
Транзисторный v
широтно-им- Транзисторный,
пульсный ре- усилитель с ПИД
гуля тор контуром
z-| /~
n Л (+12
уа ~~7 Сигнал
—-м отклоне-
3 g ния
Выдвижной, блок
^Заданное значе-
1 ние токай кон-
туре Г-Д
130квт
Z2CB.
'Ту k
13ОкВт
Фактическое значение тока в контуре Г-Д
Выдвижной блок
Двквт
Фактическое значение снорости лебедки.
Заданное знача*
Сигнал ограничения мощности лебедки
Рис. 53. Блок-схема системы регулирования траловой лебедки РТМ типа
«Атл антик».
звена (ПИД — звено) 2, широтно-импульсный модулятор 3 и
выходной каскад мощных магнитных усилителей 4. Магнитные
усилители питают обмотку возбуждения ОВВГ 5 возбудителя
генератора и тем самым определяют электродвижущую силу,
развиваемую этим генератором.
В качестве входного сигнала системы регулирования исполь-
зуется падение напряжения /7факт (около ЗВ), создаваемое
током главного контура на шунте Ш. Напряжение подается
через сопротивление г$ на вход усилителя 2. От отдельного
источника стабилизированного напряжения (около 90 В) на
сопротивление г$ вводится разность потенциалов £7зад, встречная
напряжению С/факт- Реостатами г4 и rG устанавливается такая
величина напряжения 17зад (примерно ЗВ), чтобы при нормаль-
ном токе в главном контуре разность напряжений (Д(7 =
= ^Факт—^зад) на входе усилителя 2 была равна нулю. При
отклонении тока главного контура от номинального значения на
входе усилителя появляется напряжение АС/, величина и поляр-
137
ность которого пропорциональны величине и знаку отклонения
тока главного контура от заданного значения.
Сигнал At/ усиливается и дополняется транзисторным уси-
лителем 2, причем на выходе этого усилителя появляется нап-
ряжение, состоящее из трех составляющих: одна составляющая
пропорциональна напряжению At/ на входе усилителя, вторая
пропорциональна времени существования этого напряжения,
третья — скорости его изменения. Таким образом, управляющий
сигнал после усилителя 2 будет зависеть не только от величины
отклонения тока от заданного значения, но и от продолжитель-
ности существования этого рассогласования, а также от скоро-
сти изменения тока в главном контуре. Такая сложная зави-
симость выходного напряжения усилителя 2 от входного сигнала
AU повышает эффективность и быстродействие системы авто-
регулирования. Она достигается применением в схеме усилителя
.активноемкостной обратной связи. Чтобы система управления
не была перегружена чрезмерно большим входным сигналом
при значительных отклонениях тока главного контура от нормы,
на входе усилителя 2 имеются стабилитроны-ограничители (так
называемые «диоды Зенкера»).
После усилителя 2 управляющий сигнал подается на вход
транзисторного широтно-импульсного модулятора 3, вырабаты-
вающего периодически повторяющиеся импульсы и усиливаю-
щего эти импульсы. Широтно-импульсный модулятор формирует
прямоугольные импульсы, амплитуда которых всегда одинакова
(устанавливается настройкой при наладке), а продолжитель-
ность зависит от величины напряжения UAB, поданного на вход
модулятора. Иначе говоря, управляющий сигнал изменяет
скважность импульсов, выдаваемых широтно-импульсным моду-
лятором.
В одном блоке с широтно-импульсным модулятором помещен
работающий в ключевом режиме транзисторный усилитель
мощности, который усиливает управляющие сигналы до вели-
чины, достаточной для питания обмоток управления 1ОУ и 2ОУ
магнитных усилителей 4. Среднее значение выходного напряже-
ния блока 3, а следовательно и токов обмоток управления 1ОУ
и 2ОУ, практически линейно зависит от напряжения, подавае-
мого на вход широтно-импульсного модулятора. При отсутствии
управляющего сигнала на входе широтно-импульсного модуля-
тора напряжение на его выходе равно 19 В. Отрицательное на-
пряжение (10 В) на входе широтно-импульсного модулятора
понижает выходное напряжение до 2 В. Положительное вход-
ное напряжение ( + 10 В) повышает выходной сигнал до 38 В.
Сопротивление /Дб, включенное на выходе блока широтно-им-
пульсного модулятора, ограничивает величину выходного тока,
которая во избежание повреждения транзисторов не должна
превышать 1 А.
Характеристики ма1нитных усилителей 1МУ и 2МУ таковы,
138
что при напряжении 19 В на обмотках управления 1ОУ и 2ОУЛ
включенных последовательно, напряжение на выходе каждого
из магнитных усилителей должно быть примерно 140 В. Этого
значения следует добиваться при настройке системы. При из-
менении напряжения на обмотках управления от 2 до 38 В вы-
ходное напряжение каждого из магнитных усилителей меняется
от 20 до 300 В. Обмотка управления и обмотка постоянного
смещения 2ОС включены так, что увеличение тока в обмотках
управления 1ОУ и 2ОУ вызывает возрастание напряжения на
выходе первого магнитного усилителя 1МУ и понижение напря-
жения на выходе второго магнитного усилителя 2МУ. Оба маг-
нитных усилителя включены через вентили В11 и В12 к обмотке
возбуждения возбудителя ОВВГ так, что посылаемые ими токи
встречны. Результирующий ток в обмотке возбуждения дости-
гает наибольшего значения, когда напряжение магнитного уси-
лителя 1МУ максимально, и напряжение магнитного усилителя
2МУ минимально.
При правильно отрегулированной системе амперметр Л1 в
цепи обмотки возбуждения ОВВГ должен показывать 1,5 А.
Подрегулировка этого значения наибольшего тока возбуждения
при настройке должна производиться сопротивлениями Гц и ri2.
Таким образом, при отклонении тока главного контура от задан-
ного значения в сторону повышения или понижения система
автоматического регулирования соответственно понижает или
повышает ток возбуждения возбудителя генератора и возвра-
щает ток главного контура к номинальному значению.
Системы регулирования двигателей. Каждый из
двигателей имеет собственную систему ручного и автоматиче-
ского управления. Системы управления обоих двигателей совер-
шенно одинаковы, поэтому, чтобы не загромождать чертежей,,
на рис. 52 и 53 показаны схемы управления только одним дви-
гателем 1Д. Схема управления двигателем позволяет осуществ-
лять ручное регулирование его частоты вращения с помощью
командоконтроллера поста управления ПУ, автоматически ста-
билизирует скорость лебедки независимо от изменений нагрузки,
а также защищает двигатель от перегрузки по мощности соот-
ветственно уровню мощности, заданной постом управле-
ния ПУ.
Система управления двигателем состоит из тех же основных
элементов, что и схема управления генератором. В состав этой
схемы входят узел выработки управляющего сигнала Г, усили-
тель управляющего сигнала, имеющий свойства ЛЛД-звена 2\
широтно-импульсный модулятор 3' и выходной каскад из двух
магнитных усилителей 4', управляющих током обмотки возбуж-
дения 1ОВВД 5' возбудителя двигателя 1Д.
Входной сигнал системы управления двигателем вырабаты-
вается постом управления ПУ. На сигнал поста управления
накладываются сигналы отрицательных обратных связей по ча-
139
стоте вращения электродвигателя (сигнал от тахогенератора) и
по мощности электродвигателя (последнее только в сторону
«Выбирать»). Пост управления представляет собой мостовую
схему, образованную сопротивлениями r5Q — г6о— Г51 и двумя
секционированными сопротивлениями «Выбирать» и «Травить».
От трехфазного выпрямителя В на одну диагональ поста подано
напряжение. Сигнал управления снимается с другой диагонали
моста.
При настройке системы управления мост уравновешивают
при нулевом положении ПУ движком сопротивления г6о-
В дальнейшем положение движка Гбо остается неизменным. При
смещении рукоятки поста управления в любую сторону от нуле-
вого положения баланс моста нарушается и на диагонали по-
является напряжение, величина и полярность которого опреде-
ляются величиной и направлением перекладки рукоятки поста
управления. В каждую сторону этот пост имеет по двадцать
шесть ступеней сопротивления и соответственно по двадцать
шесть ступеней скорости. При наибольшем повороте рукоятки
поста управления возникает напряжение разбаланса моста
около 12,5 В.
Работа системы регулирования в стороны «Выбирать» и
«Травить» неодинакова. Вначале рассмотрим работу схемы при
операциях подъема трала (в сторону «Выбирать»). Предполо-
жим, что движок А поста управления смещен на одно из двад-
цати шести положений вправо. Появившееся напряжение при-
ложено к входу транзисторного усилителя 2' и последний через
широтно-импульсный модулятор 3' и магнитные усилители 4'
задает обмотке возбуждения 1ОВВД возбудителя, а через него
исполнительному электродвигателю ]Д желаемую величину
магнитного потока полюсов. Двигатель 1Д имеет тем большую
частоту вращения, чем большее напряжение подано на вход
управляющего усилителя 2', т. е. чем больше повернута рукоят-
ка поста управления.
Кроме ручной регулировки, осуществляются автоматическая
регулировка частоты вращения двигателя и автоматическое ог-
раничение его мощности. Оба эти напряжения автоматического
регулирования также вводятся на вход усилителя 2'. Для этого
входная цепь усилителя 2' замыкается через пост управления,
сопротивление ri = l кОм и сопротивление г2=2-2,5 кОм. Тахо-
генератор 7Т, жестко связанный с регулируемым двигателем
1Д, создает на сопротивлении и напряжение, встречное напря-
жению поста управления. Этим создается отрицательная обрат-
ная связь по скорости, стабилизирующая частоту вращения
управляемого двигателя. В частности, эта автоматическая регу-
лировка не допускает разноса двигателя при малых нагрузках.
Согласно инструкции по наладке электропривода, движок со-
противления Г\ должен быть установлен в такое положение, что-
бы при холостом ходе частота вращения двигателя Д не превы-
ше
шала 2000—2100 об/мин. Исправный тахогенератор вырабаты-
вает 500 В при частоте вращения 1500 об/мин.
Защита двигателя 1Д от перегрузок по мощности осуществ-
ляется выделяемым на сопротивлении г2 напряжением, которое
направлено также встречно напряжению поста управления. По
скольку ток главного контура при всех режимах работы лебед-
ки остается неизменным, мощность двигателя однозначно опре-
деляется напряжением на его якоре. Следовательно, контроль
мощности электродвигателя в такой схеме сводится к контролю
величины напряжения. Для этого часть напряжения на якоре
снимается с делителя г4з— г45 и подается на второй делитель
напряжения, состоящий из сопротивления г265=680 кОм и со-
противления г2 = 2-2,5 кОм. Как указывалось выше, падение на-
пряжения на сопротивлении г2 включено на вход управляющего
усилителя так, что оно уменьшает сигнал поста управления.
Особенность второго делителя напряжения — шунтирование
сопротивления г2б5 стабилитронами. На 1—16 ступенях скорости
сопротивление г2б5 шунтировано одним стабилитроном с напря-
жением пробоя примерно 36 В. На 17—19 ступенях это сопро-
тивление шунтируется двумя последовательно включенными
стабилитронами с общим напряжением пробоя 72 В; на 20—22
ступенях цепочка шунтирующих стабилитронов состоит из трех
с напряжением пробоя 108 В, на 23—24 ступенях четыре ста-
билитрона пробиваются при 114 В и *на последних 25—26 сту-
пенях пять последовательных стабилитронов обеспечивают на-
пряжение пробоя 180 В. Стабилитроны, шунтирующие сопро-
тивление r265, переключаются контактом Б, спаренным с контак-
том А поста управления скоростью лебедки.
Рассмотрим работу системы автоматического ограничения
мощности на 1 —16 положениях поста управления, когда сопро-
тивление r265 зашунтировано одним стабилитроном. Перемещая
рукоятку поста управления от нулевого положения в направле-
нии увеличения скоростей, повышают магнитный по^рк двига-
теля и напряжение на его якоре. Одновременно растет напря-
жение и на сопротивлениях r265 и г2. Так как величина сопро-
тивления г2б5 более чем в 100 раз превышает величину сопро-
тивления г2, на долю последнего приходится менее одного про-
цента напряжения, приложенного ко второму делителю
(^265 — г2). Поэтому, хотя перемещение рукоятки после управ-
ления вызывает прямо пропорциональное увеличение напряже-
ния на сопротивлении г2, абсолютная величина этого напряже-
ния мала и слабо влияет на входной сигнал управляющего уси-
лителя 2'. Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение
на сопротивлении г265 не достигнет значения, достаточного для
пробоя стабилитрона (36 В). После этого дальнейший рост
разности потенциалов на втором делителе г265— г2 не будет вы-
зывать увеличения напряжения на сопротивлении стабилизации
(т. е. 36 В). С этого момента начнется резкое возрастание на-
141
пряжения на сопротивлении г2, так как на него теперь будет
приходиться не около одного процента, а все приращение на-
пряжения.
Как только напряжение на сопротивлении г2 начнет сильно
возрастать, вступит в действие обратная связь по мощности и
дальнейшее перемещение рукоятки поста управления уже не
вызовет возрастания магнитного потока двигателя, так как уве-
личение напряжения, подаваемого на вход управляющего уси-
лителя 2' с поста управления, будет компенсироваться встреч-
ным напряжением на сопротивлении г2. На последующих сту-
пенях поста управления параллельно сопротивлению г265 вклю-
чается цепочка, содержащая от двух до пяти стабилитронов.
Соответственно повышаются напряжение стабилизации и разре-
шенный уровень мощности регулируемого электродвигателя.
В остальном работа системы автоматического ограничения мощ-
ности не отличается от описанной выше.
Суммарный сигнал поста управления обратной связи по
скорости и системы ограничения мощности подается на вход
управляющего транзисторного усилителя 2', который благодаря
активноемкостной обратной связи имеет свойства ПИД-зв^\\с\.
Это значит, что при изменяющемся во времени входном сигнале
усиленное напряжение на выходе дополнительно содержит со-
ставляющие, пропорциональные скорости и времени изменения
входного сигнала. Эти особенности управляющего усилителя
обеспечивают быстродействие и надежность системы управле-
ния. Усиленный и дополненный сигнал управления поступает с
усилителя 2' на широтно-импульсный модулятор 3'. Этот моду-
лятор преобразует напряжение управления в периодически
повторяющиеся прямоугольные импульсы одинаковой полярно-
сти, скважность которых зависит от величины и знака управ-
ляющего сигнала на выходе усилителя 2'.
Широтно-импульсный модулятор совершенно аналогичен
широтно-импульсному модулятору в системе регулирования ге-
нератора. От этого модулятора питаются обмотки управления
двух магнитных усилителей 4'. В отличие от каскада магнитных
усилителей в контуре регулирования генератора магнитные уси-
лители в схеме управления двигателем 1Д настроены так, что
имеют симметричные характеристики и при изменении напря-
жения на выходе шпротно-импульсного модулятора от +2 до
4-38 В обеспечивают изменение напряжения на обмотке воз-
буждения 1ОВВД возбудителя от —110 до 4-110 В. Благодаря
этому ток в обмотке возбуждения возбудителя меняется в пре-
делах— 1,34-04-1,3 А, чем и определяются направление и вели-
чина вращающего момента двигателя 1Д.
В режиме спуска трала («Травить») система управления
работает аналогично. Отличие состоит лишь в том, что отклю-
чается система ограничения мощности электродвигателя и мак-
симальная частота вращения двигателей 1Д и 2Д равна
142
1900 об/мин, что меньше, чем предусмотрено для режима «Вы-
бирать». Понижение предельной скорости травления ваеров
обеспечивается введением в схему управления добавочного со-
противления 20 Ом (см. рис. 52). Схема допускает генераторный
режим работы двигателей 1Д и 2Д барабанов лебедки, т. е.
рекуперативное торможение при травлении ваеров на повышен-
ной скорости судна. При этом валогенератор Г переходит в
двигательный режим. Поскольку генератор Г связан с главными
дизелями судна, которые могут принять практически любую
возможную мощность торможения лебедки, такое решение,
безусловно, целесообразно.
Двигатели регулируют раздельно, причем точную и незави-
симую установку значения частоты вращения выполняют сво-
бодными перемещениями рукояток каждого поста управления.
Для удобства регулирования пост имеет по восемь фиксирован-
ных положений в каждую сторону. Контуры управления гене-
ратором и двигателями, разделенные по схеме, в сущности
взаимно дополняют друг друга и связаны в работе через ток
главного контура и магнитные потоки машин.
Следует обратить внимание на то, что система управления
лебедки не обеспечивает в режиме подъема трала постоянства
мощности лебедки, причем эта задача проектантами и не ста-
вилась. Для энергетической схемы траловой лебедки РТМ «Ат-
лантик» такое решение следует признать правильным, если
учесть, что питающий лебедку валогенератор не создает сколь-
ко-нибудь заметной раскачки нагрузки для приводящих его во
вращение главных судовых дизелей. По этим же причинам впол-
не целесообразна система стабилизации установленной постом
управления скорости, что очень удобно для тралмастера. Си-
стема ограничения мощности, задающая пять ступеней в соот-
ветствии с рабочей скоростью, также очень удобна в эксплуа-
тации.
На рис. 54 изображена принципиальная схема электропри-
вода траловой лебедки РТМ типа «Атлантик». Условные обоз-
начения на схеме следующие: РВГ — токовое реле цепи воз-
буждения генератора; 1РВД, 2РВД — токовое реле цепей
возбуждения двигателей; КВ — контактор блокировочный;
1КП—ЗКП контакторы промежуточные; КА—контактор ава-
рийный; 1КТ—2КТ — контакторы электромагнитных тормозов
1ТМ и 2ТМ\ 1Р и 2Р—.реле контроля цепи тормозов; 1КР—2КР
контакторы режима работы; 1КШ—2КШ — контакторы шунти-
рования якорей двигателей 1Д и 2Д; 2РВ—ЗРВ — реле времени
с уставками 2 с, 20 с, 4 с; УП — установочный переключатель;
РТ — реле натяжения ваера; 1РП—2РП—реле промежуточные;
1К—4К — контакторы, включающие вспомогательные двигате-
ли; РЭМ — токовое реле электромагнитной муфты валогенера-
тора; 1ВТ—4ВТ — выключатели натяжения контроля ваеров
(7—13 тс) левого и правого борта; 1РСЗ—ЗРСЗ — реле съема
143
"10
Л
В
РВГ
А
380/К5В 1
зк
Р'К
2Д
^^2ТМ
1ТМ
18Д
5 4 Д’
П
*3808
50Гц
IMIS'74
п г 1 Сигнализация на посту уприбления г ]
/7ф /7«п Р3^ J
КА i_aj
1 г-
2ОВД
"22
ЛА
ОВВД2
1РВД
08ВД,
\П20
2РВ
"ts
Я
2АТ
С
UJf
/2W
Выбирать
Б
/
2КР
тд~1
ж
л Б зкп р™
0^
"l3
Контакты
команда-
контролера
1Р0
1Р
2Р
КК1
КК2
ЛКЗ
Л7Г4
885
Таблица замыканий контактов поста
управления
Трабить
Русл Цепиуправления 3808.50щ
1дЦ~28Ц
ТР1___________
ТРь_ 1РВД
2 <»----
КВ
4 "
5^
6>-
7
8
3
10
//
12
13
74
15
16
77
18
13
20
21
22
23
2k^
25
2Б
11
28
29
?нп
1КР
oU '^гьг
2КР 2РАТ
Vi*
Ml
<н
•К““
1КР
ЧКР
2 3 4 5 6
"13
2К
30
31^
32^
33 -
1РСЗ]-\
‘_Г!
PTV1
ЗРСЗ\
4~1____
U2PC3
КСЗ Dz
2РАТ
ЗК
1Г
П Л
зк
КА
коз
----0's
ЛЛ4
а Л оЗВ1
9Т
11Т
Рис.
схема
ловой
«Атлантик».
54. Принципиальная
электропривода тра-
лебедки РТМ типа
звукового сигнала; 1СВ — кнопка съема звукового сигнала;
1РАТ и 2РАТ— реле автоматического травления ваеров; 1ВД
и 2ВД — путевые выключатели длины (200 и 100 м ваера);
РД—реле длины (200 м ваера); ЛТ — ключ полного травления;
РЗ— реле защиты по нагреву; 1ВЦ и 2ВЦ — выключатели
центробежные (^2200 об/мин); КО — контактор отключения;
РТК~ реле тока главного контура; РЗ— реле замыкания на
корпус; ПРЗ — промежуточное реле замыкания; ТР — термореле
защиты двигателей 1Д и 2Д; TPi—ТР4 — термореле вспомога-
тельных двигателей.
Принципиальная схема управления траловой лебедкой срав-
нительно сложна (работа лебедки обеспечивается десятью
электрическими машинами) и имеет ряд узлов, необычных для
схем траловых лебедок. Цифры в левой части схемы помогут
при чтении быстро найти нужную цепь. Считаем, что генератор
Г приводится во вращение либо главными дизелями, либо син-
хронным двигателем (на схеме не показан). В любом случае
электромагнитная муфта генератора включена, и токовое реле,
включенное в цепь муфты, замкнет контакт в цепи контакторов
1КТ и 2КТ (цепи 18 и 19).
Перед пуском лебедки необходимо убедиться, что рукоятки
поста управления находятся в нулевом положении, аварийные
выключатели — в нормальном состоянии. Пуск производится
нажатием кнопки на посту управления (цепь 1). Выключаются
и самоблокируются промежуточные реле 1РП и 2РП (цепи 1
и 2), которые замыкают контакты в цепях 3, 21, 22, 23 и 24,
запускаются приводные двигатели: 2АД возбудителей лебедоч-
ных электродвигателей, ЗАД и 4АД вентиляция этих же двига-
телей; приводной двигатель 1АД запускается при подаче пита-
ния па схему управления. На посту управления загораются
соответствующие (см. схему) сигнальные лампы, причем ава-
рийная лампа ЛА не горит.
Контактор блокировки КБ (цепь 3) срабатывает, шунтирует
контакты КК1 командоконтроллера, подготавливает цепь тор-
мозных контакторов 1КТ и 2КТ (цепи 18 и 19). Переводом
рукоятки управления ПУ в сторону «Выбирать» (см. таблицу
замыкания командоконтроллера) выполняют следующие ком-
мутационные изменения в схеме управления: включают проме-
жуточные контакторы 1КП, 2КП и ЗКП (цепи 9, 10, 11)\ вклю-
чают контакторы IKT и 2КТ электромагнитных тормозов.
Токовые реле 1Р и 2Р, включенные последовательно с об-
мотками тормозов, замыкают контакты в цепях 7 и 8 и
контакторы режима работы 2КР и 2КР также срабатывают,
производя переключения в цепях 13 и 14. Катушки контакторов
1КШ и 2КШ остаются отключенными, а следовательно, якоря
двигателей 1Д и 2Д будут включены в главный контур.
Контакты контакторов КБ (цепь 3), ЗКП (цепь 11), 1КТ и
2КТ (цепи 18 и 19), включенные последовательно в выходной
145
цепи источника стабилизированного напряжения (см. рис. 52),
замыкают эту цепь и подключают источник стабильного напря-
жения на сопротивление г$. Появляется входной сигнал на
транзисторном усилителе. В контуре Г—Д устанавливается
ток, отторможенные двигатели вращаются с частотой вращения,
определяемой нагрузкой и положением поста управления (1—8).
Передвижение рукояток поста управления в сторону восьмого
положения приводит к увеличению токов в обмотках возбуж-
дения двигателей 1Д и 2Д и повышению частоты их вращения.
В режиме «Травить» работа схемы в основном аналогична ра-
боте в режиме «Выбирать».
Особенностью схемы управления является наличие в ней
путевых выключателей, срабатывающих при определенной
длине ваеров на барабане. Когда на барабанах лебедки оста-
нется по 200 м ваера, выключатель длины 1ВД (цепь 25) зам-
кнется и включит реле 1РД. На посту управления загорится
сигнальная лампа ЛС7 и появится звуковой сигнал. Кнопкой
КСЗ съема звукового сигнала отключается реле 2РСЗ (цепь 32),
звонок также отключается. Сигнальная лампа ЛС7 продолжает
гореть.
Если травление ваеров, несмотря на предупредительный
сигнал, продолжается, при сматывании еще 100 м ваера разомк-
нется выключатель 2ВД в цепи промежуточного контактора
ЗКП (цепь 11). Контакторы 1КТ и 2КТ обесточатся (см. цепи
18 и 19) и электромагнитные тормоза 1ТМ и 2ТМ затормозят
двигатели 1Д и 2Д. Источник стабильного напряжения (см.
рис. 52) отключается контакторами ЗКП, 2КТ и 1КТ. Вследст-
вие этого система регулирования генератора уменьшает ток
контура Г—Д практически до нуля.
При необходимости продолжать травление ваеров следует
повернуть ключ полного травления ПТ (цепь 11); контактор
ЗКП получит питание, и работа схемы восстановится. Травление
будет продолжаться, пока ключ ПТ не разомкнется. При управ-
лении рукоятками поста управления после размыкания выклю-
чателя 2ВД лебедку можно пустить только в сторону «Выби-
рать».
В рассматриваемой схеме впервые применяется автоматиче-
ское включение двигателей лебедки в сторону «Травить», когда
при ходе с тралом натяжение на ваерах превышает установлен-
ную величину (например, зацепы за грунт). Напомним, что при
тралении двигатели лебедки 1Д и 2Д заторможены, а валоге-
нератор Г вращается главными дизелями практически вхоло-
стую.
Когда усилие натяжения на ваерах превысит величину, уста-
новленную переключателем УП (цепь 27), соответствующий
выключатель натяжения ВТ разомкнет цепь катушки реле на-
тяжения РТ. Поскольку посты управления поставлены в нуле-
вое положение (КК1 замкнуты), контакты РТ (в цепи 5) вклю-
146
чают первое реле автоматического травления 1РАТ и реле
времени 2РВ2. Включится также второе реле 2РАТ автотравле-
ния. Двигатели 1Д и 2Д оттормозятся, катушки 1ТМ и 2ТМ
получат питание. Контакты 1РАТ и 2РВ обеспечивают форси-
ровку частоты вращения двигателя в направлении «Травить» до
200% номинальной (переключение сопротивлений в цепях воз-
буждения возбудителей двигателей 1Д и 2Д см. на схеме, изо-
браженной на рис. 52 — контакторы УТ). Контакты реле РТ
включают звонок и сигнальную лампу ЛС\\ (цепь 29). Звонок
выключают кнопкой КСЗ.
При уменьшении натяжения ваеров ниже величины, уста-
новленной переключателем УЛ, выключатель натяжения ВТ
вновь замыкается, реле РТ отключает катушки реле 1РАТ и
2РВ (цепи 4 и 5). Контакт реле времени 2РВ в цепи катушки
контактора остается замкнутым в течение 20 с. Этим обеспечи-
вается травление ваеров (см. цепи 18 и 19), но с пониженной
скоростью (двигатели развивают около 800 об/мин). На посту
управления загорается при этом лампа ЛСХ2 и гаснет лам-
па ЛСп.
Уменьшение скорости обеспечивается изменением сопротив-
лений в целях возбуждения возбудителей 1ВД и 2ВД, произ-
водимыми контактом отключенного реле 1РАТ. Поворот руко-
яток поста управления с нулевого положения мог бы привести
к возникновению опасных перегрузок ваеров и всех звеньев
передачи. Блокирование контактов КК1 и ПУ контактами реле
1РАТ, 2РАТ, ЗРВ (см. цепь 3) обеспечивает независимость ав-
томатического травления с повышенной скоростью от случайных
смещений рукояток ПУ с нулевого положения. Если нагрузка
на ваерах уменьшилась и двигатели автоматически переключи-
лись на малую частоту вращения, процесс травления может
быть прерван смещением рукояток ПУ с нулевого положения.
В случаях, когда вновь загорается лампа ЛС\\, нужно немед-
ленно вернуть посты в нулевые положения.
Схемой управления (см. рис. 54) обеспечиваются также сле-
дующие защиты, блокировки и сигнализации:
увеличение тока в обмотке возбуждения ОВГ генератора Г
сверх допустимого значения (17А) (например, из-за неисправ-
ности в системе регулирования) приведет к срабатыванию
токового реле РВГ. Контакт РВГ (см. цепь 3) отключит кон-
тактор КБ, и двигатели затормозятся электромеханическими
тормозами;
в цепи обмоток возбуждения 1ОВД и 2ОВД включены реле
1РВД и 2РВД. Если ток в обмотках возбуждения появится
ранее, чем контактами 1КТ и 2КТ будет подано питание на ка-
тушки тормозов 1ТМ и 2ТМ, цепь катушки контактора КБ будет
разомкнута и работа лебедки невозможна. На пульте управле-
ния будет гореть аварийная лампа ЛА;
147
обрыв цепи питания любого из тормозов (1ТМ или 2ТМ)
приведет к обесточиванию реле 1Р и 2Р. Включится контактор
отключения КО (см цепь 30). Контакты КО в цепях 3 и 12
обеспечат отключение контактора КБ с выдержкой времени
около 4 с. Это приведет к остановке и обесточиванию всего
привода. Выдержка времени 4 с необходима для возможности
пуска лебедки при несколько неодновременном повороте рукоя-
ток ПУ с нулевого положения и неодновременном срабатывании
электротормозов. При необходимости работать одним бараба-
ном лебедки рукоятку поста управления неработающего двига-
теля оставляют в нулевом положении, контакты ККЗ (см. цепи
18 и 19) будут разомкнуты. Следовательно, неработающий дви-
гатель, будучи включенным в контур, остается заторможенным.
Реле 1Р работающего тормоза включит контактор режима 1КР
(см. цепь 7), который отключит питание с выпрямителя реле
времени 1РВ и подготовит цепь включения контактора 2КШ
(см. цепи 13, 14, 15, 16). Через 2 с контактор 2КШ зашунтирует
якорь неработающего двигателя 2Д. Аналогично отработает
схема и в случае, когда неработающим будет двигатель 7Д;
в случае исчезновения тока в главном контуре (неисправ-
ность системы управления) реле РТК контроля тока контура
включит контактор отключения КО (см. цепь 30), который сра-
ботает аналогично сказанному в третьем по порядку пункте и
отключит электропривод;
термосопротивления, вмонтированные в обмотки двигателей
1Д и 2Д, контролируют температурный режим двигателей.
В случае недопустимого превышения температуры срабатывает
транзисторное реле в результате изменения параметров термо-
сопротивлений (на схеме не показаны). Контактор, включенный
на выход транзисторного реле, отключает катушку КБ размы-
канием контакта ТР$, и электропривод также отключается. Кон-
такты ТР5 показаны в схеме условно, как контакты реле тем-
пературного;
остановка приводных двигателей возбудителей генератора Г
и двигателей 1Д и 2Д также приведет к отключению катушки
КБ и всего привода. На пульте управления появится световой
сигнал;
недопустимое возрастание частоты вращения электродвига-
телей (более 2200 об/мин) приведет к срабатыванию центро-
бежных выключателей 1ВД и 2ВЦ и отключению контактора
блокировки КБ\
уменьшение сопротивления изоляции контура по отношению
к корпусу до величины менее 0,6 МОм вызовет срабатывание
двухкатушечного реле РЗ. Промежуточное реле замыкания
ПРЗ включит звонок и сигнальную лампу ЛС}0. Отключить зво-
нок можно кнопкой, обесточив контактор сигнализации зазем-
ления КСЗ (см. цепь 33);
все вспомогательные электродвигатели защищены плавкими
148
предохранителями и тепловыми реле. Отключение любого дви-
гателя сигнализируется на посту управления;
цепи управления защищены плавкими предохранителями П
Поскольку питание цепей осуществляется от трехфазной судовой
сети, различные участки схемы управления подключены на раз-
личные фазы. Этим достигается отключение электропривода ле-
бедки при исчезновении напряжения в любой фазе судовой сети;
экстренная остановка может быть осуществлена аварийными
выключателями, расположенными в промысловой рубке и на
палубе у лебедки;
полную остановку электропривода с отключением всех вспо-
могательных электродвигателей осуществляют кнопкой «Стоп».
Траловая лебедка РТМ «Атлантик» обладает преимущества-
ми по сравнению с лебедкой РТМ «Тропик» и лебедками дру-
гих траулеров, главные из которых следующие: увеличена
скорость выбирания ваеров и производительность лебедки; воз-
можно измерение натяжения ваеров и автоматическое травле-
ние их при увеличении натяжения сверх установленной величи-
ны; наличие автоматической блокировки предотвращает полное
стравливание ваеров с барабана; предусмотрены резервирова-
ние половинной мощности лебедки путем использования одного
приводного двигателя на оба барабана при установке съемного
промежуточного вала и возможность быстрого ввода лебедки
в действие без затрат времени на подготовку первичного дви-
гателя генератора (благодаря использованию валогенератора),
исключение операций по соединению и разъединению барабанов
(благодаря индивидуальному приводу). Лебедка удовлетвори-
тельно работает в различных промысловых условиях.
Недостатками можно считать большое количество электро-
двигателей, обслуживающих лебедку, сложность схемы регули-
рования и управления и, как следствие, необходимость квали-
фицированного обслуживания. Блочная замена отдельных узлов
схемы управления несколько смягчает, но не устраняет пол-
ностью последний недостаток.
§ 28. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ ПРОМЫСЛОВЫХ ЛЕБЕДОК И ШПИЛЕЙ,
СЕТЕТРЯСНЫХ И СЕТЕВЫБОРОЧНЫХ МАШИН
Современные рыбопромысловые суда имеют большое коли-
чество промысловых механизмов с электроприводами. Это сете-
выборочные и сететрясные машины, ярусоподъемники, дрифтер-
ные шпили и пр. Эти механизмы сравнительно небольшой
мощности имеют умеренно тяжелые режимы работы, поэтому
для их привода используются обычные электрические машины
с простейшими схемами управления.
В предыдущем параграфе были рассмотрены электроприводы
лебедок, используемых при траловом лове. Большое распростра-
нение в настоящее время получил лов с помощью кошелько-
вых неводов.
149
Для работы с кошельковыми неводами промысловые суда
оборудуются сейнерной лебедкой, неводовыборочной машинойг
выстрелом или бортовыми ролами с гаками, стрелой с грузо-
подъемным устройством, рыбонасосом или другим приспособле-
нием для выливки улова. Сейнерные лебедки обеспечивают
выборку стяжных тросов кошелькового невода, подъем частей
его на палубу, выливку улова и грузовые операции.
Силовые блоки предназначены для выборки кошелько-
вых неводов.
В отличие от всех остальных промысловых машин добываю-
щей рыбной промышленности силовой блок не является палуб-
ным механизмом, а подвешивается на ноке стрелы кормовой
мачты. На борту судна устанавливают формирующее устройство,
которое собирает невод в жгут для дальнейшей выборки сило-
вым блоком. Различают силовые блоки как по их тяговому уси-
лию, так и по типу привода (электрический или гидравлический).
Предпочтение отдают силовым блокам с гидроприводом, что
объясняется меньшей их массой, компактностью и большим
диапазоном скоростей выборки.
Рассматриваемый на рис. 55 силовой блок типа ПМВК-ЗА
(подвесная машина для выборки кошельковых неводов) при-
водится в действие от электродвигателя мощностью Р = 2 кВт
(Япом = Ю00 об/мин). Используют его на судах типа СЧС,
РС 300. Блок подвешивают на кормовой стреле на высоте 5—8 м
над уровнем палубы. Тяговое усилие F— 1500—1800 кгс
(1,474-1,76) Ю4 Н.
Машина состоит из следующих основных узлов: электродви-
гателя, вмонтированного внутри барабана, редуктора и тягового
ручьевого барабана. Щеки корпуса машины связаны между
собой траверсой, которую можно отбрасывать для заправки
жг^та невода в ручей барабана.
Вращение от электродвигателя 1 через муфту 2 передается
на ведущий валик 3, который опирается на два радиальных
однорядных подшипника 4. Далее посредством шестерен 5, 6,
7 и 8 осуществляется движение нижнего валика 9 редуктора,
на консоли которого закреплена шестерня 10, находящаяся
в зацеплении с шестерней 11 барабана; шестерни 6 и 7 имеют
общую ступицу и вращаются на втулке скольжения вокруг
промежуточной оси 12. Нижний валик редуктора опирается на
два радиальных однорядных подшипника 13 и 14.
Ступица большой шестерни 11 крепится к корпусу рабочего
барабана болтами 15. Сам барабан вращается в двух радиаль-
ных однорядных подшипниках 16.
Сейнерная лебедка предназначена для выборки стяж-
ного троса кошельковых неводов, урезов донных неводов и вы-
ливки улова каплером. Вместе с тем ее используют и при вы-
полнении различных грузовых операций на судне.
Тяговыми органами лебедки являются две турачки консольно
150
расположенные относительно ее корпуса. Лебедку устанавли-
вают на палубе судна рабочим валом вдоль его диаметраль-
ной плоскости.
В зависимости от типа судна и сопротивления орудий лова
сейнерные лебедки для обслуживания кошелькового лова имеют
различные характеристики и конструктивные особенности.
Рис. 55. Силовой блок.
На судах типа СЧС-150 устанавливают сейнерную лебедку
с электроприводом конструкции Гипрорыбфлота. В промысловых
условиях скорость выборки троса лебедкой составляет 10—
60 м/мин при соответствующем изменении тягового усилия
от 2000 до 200 кгс. Лебедка отвечает всем требованиям сейнерно-
кошелькового лова как по диапазону скоростей, так и по тяго-
вому усилию.
Для достижения плавного изменения скоростей без приме-
нения коробки передач использована электрическая схема управ-
151
ления с независимым возбуждением, что позволяет оградить
систему Г—Д от перегрузки и остановки.
Лебедка с электродвигателем смонтирована на общей раме.
Ее корпус — литой, разъемный. Лебедка состоит из следующих
основных узлов и деталей: электродвигателя, редуктора с тор-
мозным устройством и двух консольно расположенных турачек.
Рис. 56. Конструктивная схема сейнерной лебедки.
Вращение от электродвигателя 1 (рис. 56) через упругую
муфту 2 передается на ведущий вал 3. Вращение рабочего
вала 4, имеющего по концам две консольные турачки 5, осу-
ществляется посредством цилиндрических шестерен 6, 7, S, 9
и конических шестерен 10, 11.
Ступина шестерни 6 ведущего вала выполнена в виде муфты.
Ведущий вал и муфта имеют винтовую нарезку. На ступице
муфты насажены фрикционные диски 12. На ведущем валу с од-
ной стороны на шпонке, а с другой стороны на квадрате закреп-
лены еще два фрикционных диска 13 и 14, которые попарно
с предыдущими образуют фрикционное сцепление. Между дис-
ками 13 и 12 расположены тормозные шкивы 15, взаимодейст-
вующие с кулачками 16 фрикционного останова. Кулачки вра-
щаются на пальцах, закрепленных на станине, и подпружинены.
Кулачки одного шкива допускают вращение его по часовой
стрелке, другие — против часовой стрелки При электродвига-
152
теле, работающем в сторону тяги каната, муфта шестерни 6 по
резьбе свертывается в сторону тормозного шкива, допускающего
вращение в заданном направлении. В это время тормозной шкив
противоположного направления вращения, удерживаемый ку-
лачками, остается неподвижным, и фрикционные диски свободно
проворачиваются относительно него. Как только работа электро-
двигателя прекращается, под действием усилия каната возни-
кает движение рабочего вала в обратном направлении, чему
препятствует тормозной шкив. При вращении вала электродви-
гателя в сторону стравливания каната шкив тормоза, препятст-
вующий такому вращению, освобождается вследствие осевого
смещения муфты по резьбе и замыкается противополож-
ный шкив.
Тормозное устройство указанной конструкции, таким образом,
обеспечивает безопасные условия работы обслуживающего пер-
сонала как на промысле, так и при выполнении грузовых опе-
раций на судне.
Компоновка редуктора и всех трущихся частей лебедки в
единый корпус обеспечивает хорошие условия их работы при
наличии масляной ванны.
Смазку бронзовых подшипников скольжения 17 рабочего
вала выполняют с помощью масленок 18 через сверления в тор-
цах вала.
Первый промежуточный вал 19 и ведущий вал 3 вращаются
соответственно в шарикоподшипниках 20 и 21. Второй проме-
жуточный вал 22 покоится в одном радиальном подшипнике 23
и в двух конических роликоподшипниках 24.
В настоящее время находит широкое применение дрифтерный
лов, который относят к наиболее трудоемким способам добычи
рыбы. До недавнего времени он значительно уступал по уровню
механизации траловому и кошельковому лову. Это объясняется
специфичностью дрифтерного промысла.
Современные промысловые суда, ведущие дрифтерный лов
рыбы, имеют следующее промысловое оборудование: шпиль,
бортовой рол, сетевыборочную и сететрясную машины, мальго-
гер, сетеотводитель и другие устройства. Все промысловые меха-
низмы составляют единый комплекс, что определяет взаимо-
зависимость как их параметров, так и расположение на судне.
Дрифтерный шпиль предназначен для выборки вожака
и является ведущим механизмом всей линии комплексной меха-
низации дрифтерного лова рыбы. Вожак проводят через борто-
вой роульс (мальгогер), делают несколько шлагов на турачке
и таким образом выбирают. Шпиль применяют также при швар-
товых и грузовых операциях. Привод машины в большинстве
случаев осуществляется от электродвигателя постоянного тока.
Вместе с тем применяют и другие варианты привода. Шпиль
устанавливают в носовой части судна (СРТ, СРТ—Р, СРТМ)
5 правого борта.
153
При дрейфе судна в штормовую погоду в связи с возникно-
вением больших нагрузок в дрифтерных порядках нередки
случаи разрыва вожакового каната и вследствие этого потери
порядка. С целью предупреждения возможных обрывов вожа-
ковых канатов во время дрейфа НИКИМРП в 1956—1958 гг.
разработал конструкцию дрифтерного шпиля с вмонтированным
в него автоматом. Работа автомата основана на принципе страв-
ливания каната при перегрузках, что ослабляет натяжение
стояночного вожака и предотвращает его разрыв. После страв-
ливания расчетной длины троса включается электродвигатель,
судно дает ход и образовавшаяся слабина троса выбирается на
специальный барабан. Дрифтерный шпиль с автоматом стоя-
ночного вожака удовлетворяет промысловым требованиям по
скоростному режиму и тяговому усилию при выборке вожака,
когда механизм работает как шпиль. При дрейфе обеспечи-
вается потравливание троса с барабана при нагрузках в вожаке,
что предохраняет стояночный вожак от чрезмерных усилий и
обрыва в штормовых условиях.
Шпиль состоит из следующих основных узлов и деталей:
электродвигателя, червячного редуктора, турачки, барабана
стояночного вожака, конечного выключателя, вмонтированного
в один корпус с электродвигателем, и автоматического тросо-
укладчика.
В исходном положении для работы автомат стояночного
вожака находится в следующем состоянии: 110 м троса намо-
таны на барабан, и электродвигатель не работает. При рывках
усилием в 3000 кгс (2,9-104 Н) и более предохранительная
многодисковая фрикционная муфта пробуксовывает. Трос сма-
тывается с барабана, и натяжение на вожаке ослабевает, что
предохраняет его от обрыва.
Работа барабана синхронно связана посредством цепей пере-
дачи с работой конечного выключателя; при определенной длине-
стравливаемого троса включается электродвигатель и выбирает
стравленную длину троса. Одновременно с включением электро-
двигателя подается сигнал в штурманскую рубку.
При работе машины в качестве дрифтерного шпиля полу-
муфту 1 (рис. 57), сидящую на двух шпонках 2, и полумуфту 3
с помощью специального ключа через отверстие в крышке
турачки выводят из зацепления (при вращении квадратной го-
ловки винта 4 против часовой стрелки верхняя полумуфта под-
нимается вместе с винтом по резьбе в вале).
Вращение турачки 5 передается от электродвигателя через
упругую муфту и червячный редуктор, а от последнего — через
шпонки 6, втулку 7 и болты 8.
Предельная фрикционная муфта состоит из девяти пар дис-
ков 9, одни из которых (ведущие) связаны посредством шлицов
с корпусом турачки, а другие (ведомые)—с нижней полумуф-
154
той 3. Силу сцепления между дисками регулируют болтами 10
с контргайками через тарельчатые пружины.
Рабочий вал 11 машины вращается в подшипниках скольже-
-ния 12 и 13.
При работе машины в качестве автомата стояночного вожака
вращение барабана 14 от отравливания троса передается через
рабочий вал 11. звездочку 15 и цепную передачу ходовому винту
Рис. 57. Конструктивная схема дрифтерного шпиля.
конечного выключателя. По ходовому винту конечного выклю-
чателя перемещается гайка, которая включает и выключает
электродвигатель. При работе автомата стояночного вожака
лолумуфты I и 3 введены в зацепление.
Тросоукладчик представляет собой каретку 16 с направ-
ляющими для троса роликами. Каретку перемещает по направ-
ляющим ходовой винт 17. При наматывании троса на барабан
тросоукладчик обеспечивает правильную его укладку. Для син-
хронизации работы барабан и тросоукладчик связаны между
собой цепной передачей 18.
Электродвигатели дрифтерных шпилей имеют небольшую
мощность, поэтому, как правило, управляются контроллерами.
Схемы управления симметричны в обе стороны вращения элек-
тродвигателя. Механическая характеристика не должна быть
особенно мягкой, поэтому для привода дрифтерных шпилей
155
пригодны электродвигатели постоянного и переменного тока.
Но так как от судовой электростанции питается также и трало-
вая лебедка, то дрифтерные шпили, как правило, имеют электро-
двигатели постоянного тока. Скорость выборки изменяется
постепенным включением трех—пяти сопротивлений последова-
тельно с якорем. Такое количество скоростей вполне достаточно
для промысловых целей.
Дрифтерные шпили типа ШЭД-2, установленные на судах
СРТ, СРТР типа «Бологое», приводятся во вращение двигате-
лями постоянного тока ДПМ-32 мощностью 16 кВ г. Шпили
типа ЖЭД-2-1 работают на переменном токе (двигатель АМ-72-4
мощностью 19 кВт). Скорость выборки вожака при этом состав-
ляет 8—25 м/мин.
Следует отметить, что промысловый шпиль устанавливается
только на судах типа СРТ. Работая в режиме периодических
включений, его электропривод не испытывает таких значитель-
ных перегрузок как у траловой лебедки, однако очень многое
зависит от правильного подбора защиты в контроллерной схеме
управления. В качестве привода здесь используют компаундные
электродвигатели, способные без труда переносить кратковре-
менные перегрузки.
Сетевыборочная машина в комплексе промысловых
механизмов дрифтерного промысла предназначена для выборки
дрифтерных сетей. Сети выбирают за две подборы (верхнюю и
нижнюю) с помощью рола и двух однотипных кулачковых или
ручьевых головок. При кулачковых головках сети выбирают
путем принудительного прижима и отжима кулачков, при ручье-
вых— за счет заклинивания подбор в пазах (ручьях), имеющих
трапециевидную форму. Практика показала, что предпочтение
следует отдавать сетевыборочным машинам, имеющим ручьевые
тяговые головки.
Привод сетевыборочных машин, как правило, электрический.
Электродвигатель помещают или под палубой (в трюме), или
непосредственно за сетевыборочной машиной.
Сетевыборочную машину устанавливают в средней части
судна у правого рабочего борта на судах типа СРТ-300, СРТ-400,
СРТР-540. Тяговое усилие одной головки машины составляет
200 кгс (1,9-103 Н). Скорость выборки регулируют контроллером.
Машина (рис. 58) состоит из электродвигателя /, клино-
ременной передачи 2, двух червячных редукторов 3 (для каж-
дой головки), карданного вала 4 связи головок, двух сетевыбо-
рочных головок 5, дрифтерного рола 6.
Червячные редукторы каждой головки имеют одинаковые
размеры и передаточные отношения, но направление вращения
червячных шестерен у них разное, что необходимо для вращения
головок в противоположные стороны.
Конструктивная схема кулачковой головки сетевыборочной
машины изображена на рис. 59. Захватывающим устройством
156
Рис. 58. Конструктивная схема сетевыборочной машины.
Рис. 59. Конструктивная схема кулачковой голов-
ки сетевыборочной машины.
головки являются кулачки /, прижимающие подборы сети к
опорной поверхности 2 рабочей короны. Кулачки в верхней
части шарнирно закреплены к приухам. В процессе вращения
рабочей короны ролики 3 кулачков обкатываются по профиль-
ному диску 4, позволяющему периодически отжимать кулачки
от опорной поверхности. Одновременный отжим всех шестнад-
цати кулачков производится диском 5 при помощи рукоятки 6.
Этот диск позволяет при намотке сетевого полотна на подборы
и попадании его вместе с ними под кулачки срочно высвобож-
дать подборы для устранения намотки сетей на головку.
Кулачки прижимаются пружинами 7. Во время работы машины
пять кулачков из шестнадцати находятся в поджатом состоянии.
Вращение короны от рабочего вала 8 осуществляется посред-
ством следующих элементов фрикционного устройства, выпол-
няющего роль предельной муфты: шпонки 9, втулки /О, шпи-
лек 11, двух ведущих дисков 12, двух ведомых дисков 13 и шпи-
лек 14, жестко связанных с короной.
Силу сцепления между ведущими и ведомыми дисками регу-
лируют штурвалом 15 через винт 16, фланец 17, нажимной
диск 18 и пружины 19. В винте 16 имеется сверление, через
которое смазка поступает в сверление рабочего вала к втул-
кам 20, играющим роль подшипников скольжения вала. При
полностью завернутом штурвале (по часовой стрелке) трение
между ведущими и ведомыми дисками максимально и тяговое
усилие /? = 2С0 кгс. Чтобы не происходило затягивания фрик-
циона до отказа, предназначены болты 21 установки максималь-
ного усилия тяги. При задевах сети и перегрузках происходит
пробуксовка фрикционных дисков. Этим £амым обеспечивается
нормальная работа привода машины и предотвращается быст-
рый износ и порывы орудия лова.
Карданный вал связи 4 (см. рис. 58) сетевыборочных голо-
вок обеспечивает их синхронную работу при одном приводе.
Дрифтерный рол приводится во вращение от вертикального
(рабочего) вала кулачковой головки посредством цепной пере-
дачи и конической зубчатой пары, заключенной под корпусом
в стойке рола. С помощью рукоятки кулачковой муфты можно
включить и выключить рол.
Ручьевая головка машины (рис. 60) имеет аналогичную
кулачковой головки предельную фрикционную муфту. Однако
ее корпус выполнен иным образом — в виде двух жестко связан-
ных креплениями дисков, образующих между собой клиновой
желоб (ручей), который является устройством, захватывающим
подбору сети.
Для вытряхивания объячеенной рыбы из сетей предназначена
сететрясная машина.
Сететрясную машину устанавливают параллельно
диаметральной плоскости судна (СРТ-300, СРТ-400, СРТР-540)
под носовым трюмом против сетевыборочной машины. Сеть сна-
158
чала проходит через приводной бортовой рол и сетевыборочные
головки. Участок движущейся сети между сетевыборочной и
сететряснон машинами, находящийся под воздействием трясу-
щего органа сететряснон машины, подвергается постоянным
резким колебательным движениям.
Рис. 60. Конструктивная схема ручьевой головки.
В настоящее время на промысловых судах работают сете-
трясные машины СТМ-225Р и ВСТМ. Привод машины осуществ-
ляется от электродвигателя. Машины обеспечивают полное
вытряхивание рыбы из сетей. Верхний рол облегчает протаски-
вание сетей и их укладку.
Сететрясные и сетевыборочные машины имеют электропривод
в виде компаундного двигателя. Однако режим работы его во
многом зависит от положения судна (крен, дифферент), погоды,
количества рыбы и т. д. Режим работы повторно-кратковремен-
ный с периодическими многократными перегрузками.
Так, на судах СРТ-300, СРТ-400 установлены сететрясные
машины типа ВСТМ с приводным двигателем ПН-68 мощностью
3,7 кВт и частотой вращения п=1000 об/мин, а на судах СРТР
типа «Бологое» и «Океан» — машины СТМ-225р с двигателем
ПНЗ-100 мощностью 2,85 кВт и частотой вращения
/г = 980 об/мин.
Сетевыборочные машины МС, например, на судах СРТР-400
установлены однотумбовые кулачковые с приводом под палубой.
159
Приводной двигатель типа П-52, используемый в МС, имеет
мощность 4,5 кВт и частоту вращения п = 1000 об/мин. На
судах СРТ-300 и СРТР типа «Бологое» машины МС имеют
электропривод на палубе (двигатель ПНЗ, как у сететрясных
машин).
Неводные лебедки механизируют процесс выборки
морских, речных и озерных неводов. Тяговыми органами невод-
ных лебедок являются турачки или барабаны, на которые на-
вивают несколько шлагов урезов и таким образом выбирают
невод. Устанавливают лебедки, как правило, на берегу водоема
в месте лова рыбы. Из всего разнообразия конструкций невод-
ных лебедок наиболее распространены на современном невод-
ном лове лебедки типа ЛНР (лебедка неводовыборочная рееч-
ная) и ЛНМ (лебедка неводовыборочная морская). Их тяговыми
органами являются парные ручьевые барабаны, подобные бара-
банам лебедок для выборки гарпунного линя, применяемых в
китобойном промысле.
Неводная лебедка ЛНР-1, максимальное усилие тяги кото-
рой при скорости выборки ^ = 26,5 м/мин, равно 1000 кгс
(9,81 • 103 Н),. имеет привод от асинхронного электродвигателя
трехфазного тока с короткозамкнутым ротором мощностью
6 кВт.
Машина состоит из электродвигателя, вариатора с механиз-
мом управления, редуктора, находящегося внутри корпуса,
и укомплектовки тяговых барабанов, смонтированных на общей
сварной раме. Сверху машина закрыта кожухами из тонкой
листовой стали, обеспечивающими невозможность попадания
песка или осадков внутрь механизма. Электродвигатель с ва-
риатором и вариатор с редуктором соединены посредством упру-
гих муфт. Конструкция редуктора планетарного типа служит не
только для снижения числа оборотов между выходным валом
вариатора и приводным валом рабочего механизма, но и обес-
печивает работу динамометра с указателем усилия тяги и ртут-
ного прерывателя, прекращающего работу электродвигателя при
перегрузке лебедки.
Магнитный реверсивный пускатель с тепловой защитой поме-
щен на передней стенке корпуса. Он предназначен для дистан-
ционного включения в сеть и остановки электродвигателя
лебедки. Защита управляемого электродвигателя от перегрузки
осуществляется посредством тепловых реле, включенных в две
фазы пускателя. Тепловые реле отключают двигатель, если его
нагрузка превышает номинальную на 20 % в течение 20 мин
с момента достижения пускателем установившейся температуры
в результате нагрева номинальным током.
Пуск лебедки, ее остановка и переключение на обратный ход
достигаются с помощью трехкнопочного устройства.
Четыре канатоведущих барабана установлены так, что ручьи
задней пары смещены относительно ручьев передней пары на
160
половину шлага витка. Вследствие этого канат при накладыва-
нии на барабаны располагается по винтовой линии. Тем самым
создается нормальное набегание и обегание каната. Каждый ба-
рабан укреплен на валу с помощью двух призматических обык-
новенных шпонок и шайбы с болтами. Рабочие валы покоятся
на шарикоподшипниках.
Рис. 61. Кинематическая схема неводовыборочной лебедки.
Кинематическая схема неводовыборочной лебедки изобра-
жена на рис. 61. Вращение от электродвигателя 1 через упру-
гую муфту 2 передается на ведущую чашку 3 вариатора, соеди-
ненную посредством двух роликов 4 с ведомой чашкой 5. Изме-
нением положения роликов относительно чашек при помощи
штурвала 6, зубчатых зацеплений и рейки регулируют скорость
выборки урезов. С ведомой чашки через упругую муфту 7, шес-
терню 8 и сателлиты планетарного редуктора приводится в дви-
жение водило 9. На конец вала 10 водила жестко насажена
коническая шестерня 11, находящаяся в постоянном зацеплении
с другой конической шестерней 12. Вал водила вращается в двух
конических роликоподшипниках 13. С конических шестерен 11
и 12 вращение через цилиндрические шестерни 14 передается
к тяговым барабанам 15. К венцу 16 планетарного редуктора
жестко закреплен двуплечий рычаг: одно плечо 17 заканчи-
вается зубчатым сектором, а другое подпружинено пружиной 18
регулятора. Валы ведущей и ведомой чашек вариатора опи-
раются каждый на один радиальный шарикоподшипник 19 и
один радиально-упорный шарикоподшипник 20.
При изменении тягового усилия на барабанах лебедки соот-
ветственно изменяется и крутящий момент на венце 16. С воз-
растанием тягового усилия, а следовательно, и крутящего мо-
6 В. И. Фесенко
161
~380д
Рис. 62. Принципиальная схема электро-
привода вытяжной лебедки производст-
венного рефрижератора типа «Витус
Беринг».
мента на венце двуплечий рычаг, сжимая пружину 18 регуля-
тора, поворачивает зубчатым сектором шестерню 21.
Наибольший угол поворота последней соответствует наиболь-
шему тяговому усилию. На одном валике 22 с шестерней 21
укреплен рычажок 23, связанный с ртутным прерывателем. При
достижении шестерней наи-
большего угла поворота
(что соответствует макси-
мально допустимому тяго-
вому усилию Р (9,81-103 Н)
рычажок, воздействуя на
ртутный прерыватель, пре-
кращает подачу тока в элек-
тродвигатель. Этим дости-
гается автоматическое вы-
ключение лебедки при пере-
грузках. Валик 22, на кото-
ром укреплены упомянутые
шестерня и рычажок, связан
зубчатой передачей 24 со
стрелкой 25 указателя уси-
лия тяги, шкала которого
отградуирована от 9.8-10?
до 9,8-103КН. Предусмот-
рена возможность соедине-
ния валика 22 с штурвалом
управления 6, что обеспечи-
вает автоматическое изме-
нение скорости выборки при
изменении тягового усилия.
Электрические схемы управ-
ления рассмотренных выше
механизмов весьма элемен-
тарны и нет необходимости
в их специальном рассмот-
рении. В качестве примера
рассмотрим наиболее слож-
ную схему вытяжной лебед-
ки производственного реф-
рижератора типа «Витус
Беринг».
Принципиальная схема
электропривода вытяжной лебедки производственного рефриже-
ратора типа «Витус Беринг» (рис. 62).
Элементы схемы. Приводной двигатель ДП асинхрон-
ный с короткозамкнутым ротором, включаемым в работу со
звезды на треугольник, приводит в движение генератор постоян-
ного тока Г, который имеет три обмотки возбуждения — шун-
162
товую ШОГ, протпвокомпаундную ПКО и независимую НОГ.
Обмотка ПКО включена встречно обмоткам ШОГ и НОГ. Об-
мотка НОГ получает питание от полупроводникового выпрями-
теля с выходным напряжением 110 В. От этого же выпрямителя
питается станция управления. Станция управления состоит из
пяти контакторов, двух реле, поста управления на семь поло-
жений в стороны «Травить» и «Выбирать», из сопротивлений
и предохранителен. Исполнительный двигатель ДИ постоянного
тока имеет независимую обмотку возбуждения НОДИ.
Принятые обозначения на схеме следующие: КВ — контак-
тор возбуждения, КГ — контактор грузовой, КТ — контактор
тормозной, КУ — контактор ускорения, КВГ — контактор воз-
буждения генератора, РУС — реле управления скоростью дви-
гателя, РГМ—реле грузовое максимальное, АВ— аварийный
выключатель; ТЭ— тормоз электромагнитный.
Следует иметь в виду, что шунтовая обмотка возбуждения
ШОГ не обеспечивает самовозбуждения генератора, поскольку
подключается к его якорю только на пятом — седьмом положе-
ниях командоконтроллера. Сопротивление PCi в цепи шунтовой
обмотки возбуждения ШОГ уменьшается на двух последних
положениях командоконтроллера. При нагрузках, не превышаю-
щих номинальную, включение шунтовой обмотки генератора
ШОГ вызывает увеличение скорости лебедки.
В цепи возбуждения двигателя ДИ имеется также регулируе-
мое сопротивление РС3. Это сопротивление может увеличиваться
при работе на седьмом положении КК. Включается и отклю-
чается сопротивление РС3 автоматически в зависимости от ве-
личины тока главного контура. При небольшой нагрузке двига-
теля сопротивление РС3 увеличивается, ампер-витки обмотки
возбуждения двигателя НОДИ уменьшаются и частота враще-
ния двигателя возрастает.
Работа схемы. Для осуществления работы вытяжной
лебедкой запускается приводной двигатель ДП, который при-
водит во вращение генератор Г. В нулевом положении командо-
контроллера получает питание контактор возбуждения КВ (ес-
ли включен аварийный выключатель АВ), который одним своим
контактом шунтирует контакт ККГ а другим подключает под
напряженке обмотку НОДИ через все сопротивления РС3. Ис-
полнительный двигатель возбужден, схема готова к работе, о
чем свидетельствует работа лампы ЛС. Передвигая рукоятку
командоконтроллера в первое положение, например, в направ-
лении «Травить», обеспечивают замыкание контактов КК2, ККЗ
п И с одновременным размыканием контакта ККГ
Контакты П подключают в работу обмотку НОГ через все
сопротивление РС%. Генератор возбуждается и к двигателю ДИ
подводится напряжение. В связи с тем что с замыканием кон-
тактов КК2 п ККЗ получили питание катушки контакторов КГ,
КТ и КУ, замыкаются их контакты соответственно в цепи об-
Й* 163
мотки НОГ, а цепи обмотки НОДИ и в цепи обмотки электро-
магнитного тормоза ТЗ.
В результате возбуждение исполнительного двигателя ДИ
достигнет номинальной величины, двигатель будет расторможен,
начнется работа лебедки на первой скорости. Во втором по-
ложении командоконтроллера в цепи обмотки возбуждения НОГ
шунтируется часть сопротивления, так как контакт 3 замкнулся.
На третьем положении командоконтроллера увеличение частоты
вращения ДИ возможно только при отсутствии перегрузки ле-
бедки, когда контакт реле перегрузки РГМ в цепи катушки КГ
замкнут. В этом случае будет зашунтирована контактом 2 и
контактом КГ вторая ступень сопротивления в цепи НОГ, и
частота вращения двигателя ДИ увеличится.
В четвертом положении рукоятки командоконтроллера зам-
кнется контакт 1 п все сопротивление РС2 будет выключено из
цепи обмотки НОГ. Следует иметь в виду, что в интервале
первого—четвертого положения командоконтроллера в работе
находятся только две обмотки возбуждения генератора НОГ и
ПКО, и напряжение, вырабатываемое им, наибольшее для двух-
обмоточной схемы. При постановке рукоятки командоконтрол-
лера в пятое положение генератор превращается в трехобмо-
точный, так как замыкается контакт КК4, получает питание
контактор КВГ, который своим контактом через все сопротив-
ление PCi включает параллельную обмотку возбуждения ШОГ.
Дальнейшей перестановкой рукоятки командоконтроллера в
шестое и седьмое положение происходит повышение приложен-
ного к двигателю ДИ напряжения, и его частота вращения
возрастает.
При малых нагрузках лебедки двигатель ДИ автоматически
повышает частоту вращения, как бы имея дополнительную
восьмую ступень регулировки частоты вращения. Это обеспечи-
вается реле скорости РУС, которое при малых нагрузках дер-
жит свой контакт открытым, и открывающимся в седьмом по-
ложении рукоятки контроллера контактом ККЗ. При этом
катушка контактора КУ обесточивается и ее контакт вводит
часть сопротивления РС3 в цепь обмотки НОДИ. При возра-
стании нагрузки контакт реле РУС вновь закрывается. По-
дается напряжение на катушку КУ, в цепи НОДИ выключается
часть сопротивления РС%, двигатель снижает обороты. В связи
с тем что схема управления симметрична, процесс работы в сто-
рону «Выбирать» аналогичен рассмотренному.
Защита схемы. В схеме предусмотрено токовое макси-
мальногрузовое реле РГМ. При перегрузках больших опреде-
ленной величины это реле срабатывает с выдержкой времени,
создаваемой масляным демпфером. При значительных пере-
грузках реле РГМ срабатывает практически мгновенно. При
любом срабатывании реле контакт РГМ обесточивает катушку
КГ и в цепь обмотки возбуждения НОГ включается ступень
164
сопротивления РС2, шунтированная контактом 2. Напряжение
генератора уменьшается, и перегрузка машин схемы устра-
няется. На первых двух частотах вращения двигателя грузовая
защита не работает.
Ограничение токовых перегрузок обеспечено действием об-
мотки ПКО. Нулевая защита обеспечивается контактом КВ}
контактора и контактом ККЗ командоконтроллера. Аварийным
выключателем АВ осуществляется экстренная остановка двига-
теля лебедки. В нормальных условиях для затормаживания дви-
гателя необходимо поставить рукоятку поста управления в нуле-
вое положение.
Цепи управления и цепь сигнальной лампы защищены плав-
кими предохранителями.
Как известно, на всех трех советских китобазах («Советская
Украина», «Советская Россия» и «Юрий Долгорукий») лебедки
имеют паровой привод. Что же касается лебедок китобойных
судов, то там применяются механизмы типа ЛЭКТ с электро-
приводом по системе Г—Д от сети постоянного тока. Это дает
хорошие регулировочные характеристики привода, позволяя ре-
гулировать скорость лебедки в весьма широких пределах, что
бывает необходимо при травлении, подтягивании кита к суд-
ну и периодическом потравливании во время его сильных
рывков.
Схема управления ЛЭКТ — командоконтроллерная с макси-
мальной токовой защитой от перегрузки. Так, например, лебедка
ЛЭКТ-1 для увеличения надежности выполняется сдвоенной и
состоит из двух взаимозаменяемых одинаковых половин для
левого и правого борта. Электрические машины единой серии П
в этой схеме применяются брызгозащищенного исполнения с
принудительной вентиляцией.
В комплект электропривода лебедки входят: станция управ-
ления СУ со встроенным пусковым сопротивлением для пуска
приводного электродвигателя ЭП\ пост управления кулачкового
типа ПУ на шесть рабочих положений; тормозной электромагнит
ТМ с ПВ 40% и встроенным разрядным сопротивлением типа
ВМ-14; щит питания ЩП с автоматом на 600 А с реле обрыва
поля и промежуточным контактором; вентилятор с приводом от
двигателя постоянного тока производительностью 25 м3/мин.
Схема электропривода обеспечивает: пуск и работу на лю-
бом положении ПУ в сторону «Выбирать» и «Травить», а также
остановку как исполнительного двигателя ЭИ, так и всего элек-
тропривода; торможение ЭИ с помощью ТМ в нулевом положе-
нии ПУ, а также при обрыве обмотки независимого возбужде-
ния ЭИ и при остановках ЭП генераторного агрегата.
Схема управления китошвартовной лебедкой подобна схеме,
показанной на рис. 62, и в отдельном ее рассмотрении нет не-
обходимости.
165
§ 29. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ СУДОВОГО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Современные большие рыболовные траулеры и производст-
венные рефрижераторы (БМРТ, ПРТ и ПР) не только добы-
вают рыбу, но и осуществляют полную ее обработку. На трау-
лере имеется рыбофабрпка, оснащенная рядом машин для
обработки рыбы, морозильные установки, охлаждаемые трюмы,
утилизационные установки, консервные цеха. На этих установ-
ках используются электродвигатели, общее число которых дохо-
дит до 500. Подавляющее большинство из них не нуждается
в регулировании частоты вращения, имеет легкие условия пуска
и достаточно постоянную нагрузку. Поэтому наиболее рацио-
нально осуществлять привод этих механизмов двигателями
переменного тока, как это делается на судах типов «Маяков-
ский», «Даурия», «Гольфстрим» и т. д. При этом повышается
надежность установок, упрощается эксплуатация, увеличивается
к. п. д. и достигается еще ряд преимуществ, не свойственных
электроприводам постоянного тока. Аппаратура управления сво-
дится к простейшим магнитным пускателям или магнитным
станциям. Однако на рыбопромысловом флоте имеются суда, у
которых все технологическое оборудование работает на посто-
янном токе (например, траулеры типа «Пушкин»). На этих
судах установлены компаундные двигатели с главной шунтовой
обмоткой, для пуска которых применяются реостаты или полу-
автоматические схемы управления. Следует отметить, что при-
менение для технологических нужд электроприводов постоянного
тока технически не оправдано.
В связи с изложенным выше в данном параграфе нет необ-
ходимости специально рассматривать схемы электроприводов
технологического оборудования, так как схемы автоматизиро-
ванного пуска торможения и реверсирования электрических
двигателей постоянного и переменного тока с достаточной пол-
нотой рассмотрены в части первой настоящего учебника.
Рассматривая электроприводы технологических механизмов,
следует иметь в виду, что особенности электрической схемы
всегда вытекают из требований обеспечения технологического
процесса и характера нагрузочного режима. Знать, как исполь-
зуется данный механизм, как идет данный технологический
процесс обработки рыбы, необходимо для правильного выбора
электрической схемы управления этим механизмом и исполни-
тельного электродвигателя.
Выбирая электрооборудование судового рыбозавода, необ-
ходимо помнить, что в условиях повышенной влажности с па-
рами соли все электродвигатели и аппаратура управления
должны быть водозащищенного исполнения. Здесь в основном
применяются асинхронные короткозамкнутые электродвигатели,
включаемые прямо в сеть с помощью магнитных пускателей.
1бб
Для транспортеров цепи управления двигателя собирают по
схеме «вперед—назад» для осуществления реверса.
Например, на БМРТ типа «Афанасий Никитин» транспор-
теры сортировочный и для подачи рыбы приводятся во враще-
ние от электродвигателя АОМ-31/4 мощностью 2 кВт и частотой
вращения /2= 1390 об/мин, а моечная машина — от двигателя
МАО-61/4 мощностью 1,5 кВт и частотой вращения п —
= 1425 об/мин. На этих же судах в качестве привода ленточного
транспортера для подачи отходов на рыбомучную установку
используется двигатель МА-052/4М мощностью 1,1 кВт и часто-
той вращения п=1425 об/мин. Все перечисленные двигатели
водозащищенного исполнения.
Наиболее перспективными с точки зрения выливки и транс-
портировки рыбы являются рыбонасосы различных модифика-
ций. Рыбонасосы на промысловых судах и на берегу стали
применять сравнительно недавно. Однако, несмотря на неко-
торое повреждение рыбы, этот метод транспортировки рыбы
находит все более широкое применение.
Рыбонасосные установки РБУ малой мощности приводятся
во вращение от короткозамкнутых асинхронных многоскорост-
ных двигателей, если на судне есть источник переменного
тока.
Электроприводы средней и большой мощности (от 10 кВт и
выше) представляют собой компаундные двигатели единой се-
рии П в морском исполнении с пусковыми реостатами. Их мож-
но запускать либо вручную (через пусковой реостат), либо
дистанционно с помощью магнитных станций, находящихся в
трюме и содержащих контакторы, реле времени, балластные
сопротивления и другую аппаратуру управления и сигнали-
зации.
Береговые рыбонасосы, как правило, приводятся во враще-
ние от дизелей. На Каспии применяют в основном водоструйные
насосы (гидроэлеваторы), на Балтике и на Дальнем Востоке —
центробежные или ижекторы. Часто рыбонасосы используют
совместно с электроловом и ловом рыбы на свет. Но в основном
рыбонасосы находят применение при выливке рыбы из кошель-
ковых неводов и кольцевых ловушек.
Примером современной рыбонасосной установки может
служить установка ЭРН-200, устанавливаемая на судах рыбо-
промыслового флота. Она предназначена для выгрузки рыбы
из орудий лова или из трюма судна и для подачи ее на плав-
базу. Установка ЭРН-200 состоит из рыбонасоса РБ-200, при-
вода электродвигателя переменного тока 380/220 В мощностью
31 кВт, передающего вращение через редуктор, и автономного
электронасоса ЭСН 2/П для первоначальной заливки рыбона-
соса. Все механизмы смонтированы на общей раме. В комплект
установки входит приемный храпок с невозвратным клапаном и
167
всасывающим шлангом к рыбонасосу, приемная сетка со всасы-
вающим шлангом к ЭСН 2/П и контрольно-измерительные
приборы.
Техническая характеристика установки
Производительность по воде, м3/ч..................... 435
Напор, м вод. ст................................ 10(1,02-103Н/м3)
Высота всасывания, м................................... 6,4
Частота вращения рабочего колеса, об/мин . . \ . 487
Производительность по рыбе, т/ч................. 20—25
По особому заказу установки ЭРН-200 поставляют с редук-
тором, обеспечивающим частоту вращения рабочего колеса
566 об/мин.
Для подготовки установки к работе приемный храпок рыбо-
насоса со шлангом опускают в рабочую смесь (рыба—вода), а
всасывающий шланг насоса ЭСН 2/П — в водоем. Затем при-
водят в действие насос ЭСН 2/П (для первоначального пуска
корпус его заливают водой) и начинают заливку всасывающего
шланга и корпуса рыбонасоса. Вытекание воды из перепускной
трубы указывает на окончание заливки и готовность рыбона-
сосной установки к пуску.
t Наиболее механизированной и совершенной является обра-
ботка рыбы на современных траулерах типа БМРТ и РМТ. На
БМРТ в помещении под верхней палубой расположен рыбооб-
рабатывающий цех, который имеет отделения разделки, замора-
живания, упаковки рыбы, консервное и жировое. Имеется рыбо-
мучное отделение. Рыба с палубы через специальные люки по-
ступает в сырьевой бункер и по люкам подается на рыбораз-
делочные столы. После потрошения рыба транспортером по-
дается на линию выработки, где могут быть установлены
головоотсекающая, моечная и другие машины.
Продукцию, подлежащую замораживанию, укладывают в
противни и загружают в подвесные вагонетки, которые по
монорельсовому пути подаются в морозильные камеры. Затем
противни с замороженной продукцией транспортируют в упако-
вочный цех, где ее укладывают в ящики, взвешивают и на-
правляют в охлажденные трюмы. Отходы от разделки рыбы
поступают в рыбомучное отделение. Печень, не пригодная для
выработки консервов (если обрабатывалась, например, треска),
поступает в жировое отделение. Консервное отделение обору-
дуется мойкой для тары, расфасовочными машинами и столами,
закаточными машинами, маркировочной машиной, автоклавами
и монорельсовым путем с электротельфером.
Рыбомучное отделение снабжается следующим оборудова-
нием: вакуумными сушильными барабанами, гидравлическими
прессами, насосной установкой для брикетирования муки. Ис-
пользуемые машины снабжаются электродвигателями малой
мощности. Например, головоотсекающая машина линии раз-
168
делки рыбы имеет привод от электродвигателя мощностью
1,5 кВт с частотой вращения 1450 об/мин.
Привод филетирующей машины обеспечивается двигателем
мощностью 4 кВт с частотой вращения 1450 об/мин; скорость
движения основного транспортера 27,8 м/мин. Машина для срез-
ки кожи с филе снабжена электродвигателем мощностью 1,5 кВт
с частотой 1425 об/мин,'скорость транспортера 19,56 м/мин.
Моечная машина также снабжена двигателем мощностью
1,5 кВт с частотой вращения 1425 об/мин. Отделение для упа-
ковки рыбы снабжается транспортером и насосом орошения.
Применяемые двигатели имеют мощность 0,75 кВт и 0,5 кВт и
частоту вращения 1425 об/мин. Консервное отделение имеет
закаточные машины, снабженные двигателем мощностью
1,5 кВт.
Рыбомучное отделение оснащено различного назначения
насосами, привод которых осуществляется от электродвигате-
лей, не требующих регулировки частоты вращения и имеющих
простейшие схемы пуска.
В настоящее время в рыбодобывающей промышленности
основной упор делается на океанический лов. Удаленные рай-
оны промысла требуют полной обработки морепродуктов непо-
средственно на судах. Несомненно, что дальнейшее развитие
механизации и автоматизации производственных процессов бу-
дет способствовать рентабельности работы судов флота рыбной
промышленности и снабжению населения высококачественной
продукцией морского промысла.
§ 30. ЭЛЕКТРОПРИВОД КОМПРЕССОРОВ РЕФРИЖЕРАТОРНОЙ
УСТАНОВКИ
Как известно, для сохранения рыбы после улова ее прихо-
дится солить и замораживать. Производственные холодильные
установки работают обычно в длительном режиме без значи-
тельных перегрузок. Необходимая температура, уровень хлад-
агента и давление компрессора поддерживаются автомати-
чески с помощью терморегулятора, поплавкового регулятора
уровня и реле давления. Запуск электропривода рефрижератор-
ного компрессора осуществляется через магнитную станцию.
В качестве привода используют либо компаундные, либо двух-
скоростные асинхронные электродвигатели с переключением
числа пар полюсов.
Так, на БМРТ типа «Афанасий Никитин» установлен ам-
миачный двухступенчатый прямоточный компрессор ДАУ-80
производительностью 80000 ккал/ч при температуре —40° С с
приводом от двигателя А-112-8/12 мощностью 75/55 кВт на две
частоты вращения (730 и 490 об/мин). В силовой цепи двига-
теля установлен главный контактор типа КТФ-5163. На этих же
судах в качестве рассольного насоса используется вертикальный
169
одноструйный - центробежный насос ВЦН-80 производитель-
ностью 50 м3/чу приводимый во вращение двигателем
АМ-52-2В35 мощностью 8 кВт с частотой вращения 2850 об/мин.
Для обеспечения нормальной и бесперебойной работы холо-
дильной установки немаловажную роль играет охлаждающий
насос конденсаторов. На БМРТ для этой цели установлен вер-
тикальный центробежный насос типа ВЦН-90 производительно-
стью 90 м3/ч с приводом от двигателя АМ-62-2ВЗ мощностью
14 кВт и с частотой вращения 2850 об/мин.
Все перечисленные выше двигатели холодильной установки
имеют брызгозащищенное исполнение. А на крабоконсервном
заводе «Афанасий Никитин» одноступенчатый аммиачный ком-
прессор АУ-200 производительностью 90000 ккал/ч при темпе-
ратуре— 22° С приводится во вращение двигателем АМ-111-3
мощностью 75 кВт с частотой вращения 730 об/мин. В качестве
привода рассольного насоса ВЦН-80 применен двигатель
НМ-52-2835 мощностью 8 кВт с частотой вращения 2850 об/мин.
Все электродвигатели брызгозащищенного исполнения.
Следует различать основные режимы работы холодильной
установки — замораживание рыбы (—35-4—45е С) и поддержа-
ние низкой температуры в трюме (—30ч-20°С).
Холодильная машина МХМ-240 проекта 394, установленная
на БМРТ, включает в себя три компрессора ДАУ-80, два кон-
денсатора 80 МКТ, два испарителя ЗОМИКТ, промежуточные
сосуды 60 МПС и 80 МПС. Два компрессора ДАУ-80 обслу-
живают морозильный комплекс, состоящий из двух воздушных
туннельных тележечных морозильных аппаратов, а один ком-
прессор предназначен для охлаждения трюмов.
На ПР проекта 582 установлена холодильная установка, со-
стоящая из пяти компрессоров ДАУ-80, двух конденсаторов
110МКТ, двух испарителей и двух промежуточных сосудов
80МПС. Три компрессора этой машины обслуживают два кон-
вейерных морозильных аппарата АСМА, а два компрессора
предназначены для охлаждения трюмов.
Для примера рассмотрим упрощенную схему управления
судовой рефрижераторной установкой, показанную на рис. 63.
Схема управления рефрижераторной установкой. Элемен-
ты схемы. Асинхронные двухскоростные двигатели 1ДК
и 2ДК, магнитные пускатели которых в сочетании с автомати-
кой контроля и защиты рефрижераторной установки, обеспечи-
вают пуск в ход компрессоров. Элементы автоматики контроля
и защиты выделены на схеме по группам.
Принятые на схеме обозначения следующие: РД — реле дав-
ления, Р — реле, ПП — переключатель положения, РТ — реле
тепловое, ТР — температурное реле, ПРУ — прибор регистрации
уровня, СВ — соленоидный вентиль, PC — реле скорости, РВ —
реле времени, ПВ — пакетный выключатель, Пр — предохрани-
тель, М—контактор малой частоты вращения, Б — контактор
170
большой частоты вращения, ДУЗ — кнопка управления запасная
(дистанционная), РР — реле расхода рассола, Л, ЛГ, ЛЗ.
Л О — сигнальные лампы.
Работа схемы. Для запуска рефрижераторной установ-
ки в работу пакетными выключателями ПВ подается питание
на цепи управления компрессором 1ДК и компрессором 2ДК.
В нулевом положении переключателей ПП загораются сиг-
нальные лампы 1ЛО—9ЛО, получает питание реле 6Р, которое
открывает свой контакт в цепи пуска 2ДК^ блокируя его запуск.
Если температура паров нагнетания превышает допустимую, то
через закрывшиеся контакты реле 1ТР и 2ТР соответственно
получают питание реле 5Р и 13Р, которые своими контактами
шунтируют контакты температурных реле и открывают свои
контакты в цепях пуска 1ДД и 2ДК, закрывают свои контакты
в цепях ЗЛО, реле 6Р и 8ЛО. Запустить 1ДК и 2ДД нельзя.
В этом случае необходимо пустить в ход систему охлаждения
(на рис. 63 не показана).
Если в промсосуде не достигнут верхний рабочий уровень,
то 2ПРУ держит свой контакт в цепи СВ закрытым, вентиль
1СВ открывает систему заполнения и горит лампа 1ЛЗ. Необ-
ходимо запустить в ход систему заполнения промсосуда. Кроме
того, под напряжением в системе управления 2ДД находится
реле РВ, которое закрывает свой нормально открытый с вы-
держкой времени при открывании контакт, шунтирующий кон-
такт реле скорости PC.
При включении пакетного выключателя в системе испари-
теля в случае нормального верхнего уровня аммиака 4ПРУ
закроет свой контакт в цепи лампы НЛО и откроет контакт
в цепи соленоидного вентиля 2СВ. Через контакт ЗРПУ пол
напряжение оказывается подключенной катушка реле 15Р, ко-
торая замыкает свой контакт в пусковой цепи 2ДД и открывает
контакт в цепи лампы ЮЛ О. Так как расхода рассола нет,
реле РР закрывает свой контакт в цепи катушки реле 17Р.
Реле 17Р срабатывает, отключает лампу 13ЛО и замыкает кон-
такт 17Р в пусковой цепи 2ДД. Теперь можно переключатели
1ПП и 2ПП поставить в положение 1. В этом случае в системе
управления 1ДК замыкается цепь реле 1Р, которое в случае
нормального давления всасывания и нагнетания срабатывает
и замыкает контакты 1РД шунтируя контакт переключателя
положения и 1Р2 в цепи пуска 1ДД; размыкает контакт 1Р1
в цепи лампы 1ЛО и 1Р2 в цепи катушки реле 6Р. Получает
питание реле 2Р, которое, замыкая и размыкая свои соответст-
вующие контакты, производит аналогичные с реле 1Р операции.
Обрывается цепь питания реле 5Р, которое закрывает контакт
5Р в пусковой цепи 1ДК и открывает контакты в цепях лампы
ЗЛО и в цепи своей катушки.
Замыкаются также цепи катушек реле ЗР и 4Р. Реле ЗР
обрывает цепь питания лампы ЗЛО и шунтирует контакт ПП
171
в цепи своей катушки. Реле 4Р обрывает цепь питания лампы
4ЛО, шунтирует контакт ПП в цепи своей катушки, закрывает
контакт 4Р2, в пусковой цепи 1ДК, обрывает цепь питания
реле 6Р, которое обесточивается. Так как реле 6Р обесточено,
его контакт в пусковой цепи 2ДК закрывается. Пусковая цепь
компрессора 1ДК подготовлена к пуску. Однако произвести
запуск нельзя, так как контакт 14Р2 открыт до тех пор, пока
не будет пущен компрессор 2ДД.
Аналогично изложенному выше при постановке 2ПП в поло-
жение 1 произойдет срабатывание соответствующих реле, за-
мыкание и размыкание их контактов, т. е. в цепи пуска 2ДК
контакты 7Р2, 8Р2, 9Р2, 15Р и 17Р замкнутся.
Для обеспечения автоматического контроля и автоматиче-
ской защиты рефрижераторной установки переключатели 1ПП
и 2ПП возвращают в нулевое положение. Если при этом ни
одна из ламп, кроме ИЛО, не работает, то это значит, что
температура паров нагнетания в норме, рабочий верхний уро-
вень промсосуда достигнут, верхний уровень аммиака в испари-
теле нормальный. Можно отключить систему охлаждения и
заполнения промсосуда и осуществлять пуск компрессоров.
Если горит лампа ЗЛО или 8ЛО это значит, что температура
паров нагнетания еще не снизилась до требуемого уровня и
запустить компрессор 2ДК нельзя, так как открыты контакты
6Р или 13Р в его пусковой цепи, а следовательно, нельзя пу-
стить и компрессор 1ДК (открыты контакты 14Р2 и 5Р).
При постановке переключателей 1ПП и 2ПП в нулевое
положение схема рефрижераторной установки будет приведена
в состояние автоматического контроля и защиты. Производится
пуск компрессора 2ДД путем нажатия на кнопку «Пуск». Ком-
прессор начинает работу с «малой» частотой вращения, так как
контактор 2М замыкает свои нормально открытые главные и
блок-контакты и размыкает нормально закрытые блок-кон-
такты.
Получает питание катушка реле 14Р, которая закрывает
контакт 14Р1 в цепи катушки реле 12Р, контакт 14Р2 в пусковой
цепи компрессора 19К, 14РЗ в цепи соленоидного вентиля 2СВ
испарителя, открывает контакт 14Р в цепи катушки РВ. Если
давление смазки в системе компрессора 2ОД в норме, то кон-
такт PC закрывается и, так как реле РВ открывает свои контакт
с выдержкой времени, цепь питания реле IIP не прерывается.
Реле 12Р питания не получает, несмотря на то, что контакт
14Р1 закрылся (открыт контакт ПР). Теперь можно произвести
пуск компрессора 1ДК обычным путем, как это выполняется
для двухскоростных асинхронных двигателей. Компрессор 2ДД
также можно обычным порядком перевести на «большую» ча-
стоту вращения.
Защита схемы. Двигатели компрессоров 1Д1\ и 2ДК
от перегрузки защищаются с помощью тепловых реле, кото-
172
рые открывают цепи питания соответственно катушек реле 2Р
и 9Р. Следует иметь в виду, что отключение одного из двига-
телей автоматически вызывает остановку другого. Такие бло-
кировочные функции выполняют реле 6Р и 14Р.
- В случае превышения температуры паров нагнетания за-
мыкается температурное реле 1ТР и 2ТР. Получает питание
реле 5Р или 13Р. В том и другом случае оба компрессора будут
остановлены: реле 5Р обрывает пусковую цепь компрессора 1ДК
и подает питание на реле 6Р, которое прерывает пусковую цепь
2ДК\ реле 13Р обрывает пусковую цепь 2ДК, а реле 14Р, ожес-
точившись, контактом 14Р2 прерывает пусковую цепь 1ДК.
При снижении верхнего уровня в промсосуде до определен-
ного аварийного значения 1ПРУ открывает свой контакт в цепи
катушки 4Р, что вызывает остановку 1ДК (открывается контакт
4Р2) и 2ДД (закрывается контакт 4Р2 в цепи реле 6Р). При
аварийных значениях давления всасывания или нагнетания так-
же автоматически будут остановлены компрессоры 1ДК и 2ДК
с помощью контактов реле 2ДР, 2ДР или ЗРД.
Если по каким-либо причинам давление смазки компрессора
1ДК упадет до определенного значения, реле PC, открывшись,
обесточит катушку реле ИР. Контакт реле ИР подаст пита-
ние на катушку реле 12Р, которая, оборвав своим контактом
пусковую цепь, вызовет остановку компрессора 2ДК. Вслед за
этим автоматически будет выключен с помощью контакта 14Р2
и компрессор 1ДК.
В процессе работы может произойти аварийное снижение
температуры рассола. Тогда сработает температурное реле ЗТР,
которое подаст питание на катушку реле 16Р, включится в ра-
боту лампа 12ЛО, будет остановлен компрессор 2ДК, остано-
вится и компрессор 1ДК. Если верхний уровень аммиака в ис-
парителе достигнет аварийного значения, то ЗПРУ откроет свой
контакт в цепи катушки реле 15Р. Компрессор 2ДК, а вслед за
ним и компрессор 1ДК отключатся из работы. Будет гореть
лампа ЮЛ О. При снижении верхнего уровня аммиака в испа-
рителе 4ПРУ откроет свой контакт в цепи лампы ИЛО. Лампа
погаснет. Одновременно замкнется цепь соленоидного вентиля
2СВ, загорится лампа 2ЛЗ. Уровень аммиака будет повышаться.
При отсутствии расхода рассола реле РР оборвет цепь питания
катушки реле 17Р. Компрессоры 2ДК и 1ДД выключатся из
работы. Будет гореть лампа 13ЛО.
§ 31. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ПРОМЫСЛОВЫХ ЦЕЛЯХ
С каждым годом все большее значение в практике рыболов-
ства приобретают такие способы воздействия на рыбу, как
электрический свет и электрический ток. Опыты с электросветом
позволили организовать массовый круглогодичный лов рыбы,
что обеспечило значительное увеличение ее добычи. Лов неко-
173
торых видов рыб при помощи электросвета приобрел в настоя-
щее время большое промышленное значение.
Существуют и другие пути использования электрического
тока в промышленном рыболовстве: электротрал —перед устьем
обычного трала рыба концентрируется электротоком; электро-
бой загарпуненных китов; электроудочки для лова тунца.
Лов рыбы при помощи электрического тока не приобрел еще
промышленного значения, но во многих странах мира, в том
числе и в СССР, ведутся обширные работы по разработке
этого метода и уже получены неплохие результаты. В течение
последнего времени далеко вперед продвинулись эксперименты
по электролову. Определены характеристики тока, получены дан-
ные о влиянии тока на некоторых рыб и разработаны эконо-
мичные импульсные судовые генераторы, так как рыба больше
реагирует на периодические импульсы, чем на непрерывный ток.
14спользование электрического тока для лова рыбы в океане
идет по двум направлениям: создаются мощные генераторы
импульсного тока одного направления для привлечения рыбы к
пункту облова; применяется отпугивание действием слабых
переменных токов для загона рыбы в орудия лова.
Устройства для лова рыбы с помощью электрического света,
имеющей положительную реакцию к световым раздражителям,
содержат прикрепленную к ободу ловушку конической формы,
изготовленную из сетного полотна с одинаковым по высоте
размером ячей, электрическую лампу и стропы, соединяющие
обод ловушки с несущим тросом. В настоящее время для уве-
личения эффективности лова среднюю часть ловушки выпол-
няют в виде сетного полотна, размер ячей которого больше
максимальной ширины тела рыб облавливаемой породы.
Для повышения надежности работы путем определения мо-
мента достижения дна и включения и выключения лампы на
заранее заданной глубине устройство снабжают датчиками глу-
бины и касания дна, закрепив их на ободе. Чтобы повысить
надежность закрепления ловушки на несущем тросе, последний
связывают со стропами посредством муфты с коническим вкла-
дышем. Лампу заключают в оболочку из прозрачной пленки,
чтобы предохранить улов от попадания в него стекла на случай,
если лампа разобьется. Такое устройство схематически изобра-
жено на рис. 64, а. Устройство в положениях лова и выборки
показано на рис. 64, б и в.
Устройство включает сетную ловушку 1 конической формы,
рыболовный светильник и электрическую лампу 2, датчик 3
касания дна, гидростатический прибор 4, кабель-трос 5, грузо-
вую муфту 6 и автоматическую схему.
Ловушка представляет собой сетной конусный подхват с
круглыми основаниями, изготовленный из рыболовной дели с
различным шагом ячеи. Большее основание конусного подхвата
прикреплено к несущему металлическому обручу, меньшее — к
174
замку, служащему для выливки рыбы. В средней части имеются
вставки из редкоячейной дели с шагом ячеи, большим макси-
мальной ширины тела рыбы облавливаемых пород.
Рыболовный светильник состоит из электрической лампы,
специального патрона, работающего по принципу самоуплотне-
ния, защитной пленки, нанесенной на колбу, жесткой арматуры,
предохраняющей лампу от динамических ударов.
Рис. 64. Устройство для лова рыбы на свет.
Гидростатический прибор содержит датчик глубины и элек-
трическую схему для передачи показателей давления. С по-
мощью прибора можно автоматически управлять режимом ра-
боты лампы и предотвращать выход из воды включенной лампы,
что позволяет защитить колбу от разрушения при температур-
ных перепадах. Принцип действия гидростатического прибора
заключается в том, что при давлении воды на мембрану замы-
каются электрические контакты и в цепь управления подаются
сигналы.
Датчик касания дна (рис. 65, а) содержит гайтропный груз
/, размещенный в корпусе 2, консольный ртутный уравновешен-
ный выключатель 3 и возвратную пружину 4. Принцип его дей-
ствия состоит в том, что при нарушении равновесия прибора
4 (см. рис. 64) происходит размыкание-замыкание контактов
цепи.
В качестве кабель-троса использован трехжильный кабель,
имеющий двухрядную спиральную оплетку. Направление свивки
соответственно левое и правое.
Грузовая муфта (рис. 65, б) представляет собой разъемный
корпус 6 с коническим вкладышем 5. При работе стальная про-
175
волока оплетки зажимается между двумя коническими поверх-
ностями.
Автоматическая схема состоит из трех промежуточных реле
и контактора для включения и выключения рыболовного све-
тильника, сигнальной лампы, фиксирующей момент достижения
сетью грунта, гидростатического прибора и датчика касания
грунта. Последовательное включение гидростатического прибо-
Рис. 65. Датчик касания дна и грузовая муфта.
ра и датчика позволяет при использовании трехжильного кабеля
подавать питание на лампу, обеспечить автоматическое включе-
ние лампы на заданной глубине, передачу сигнала о достижении
сетным конусным подхватом грунта, автоматическое выключе-
ние лампы при подъеме. Ловушку опускают с помощью лебедки.
При достижении сетным конусным подхватом достаточной
глубины срабатывает гидростатический прибор и происходит
включение рыболовного светильника. Перед подходом сетногс
конусного подхвата ко дну гайтропный груз, расположенный
ниже замка сети, касается дна. При этом нарушается равнове-
сие конусного ртутного выключателя и в схему подается сигнал
о выключении лебедки. Время выдержки сетного подхвата у
грунта обеспечивается реле времени, после чего включается ле-
бедка в режиме подъема. При спуске и подъеме ловушки рабо
тает токосъемное устройство.
При достижении сетным конусным подхватом заданного го- •
ризонта вновь срабатывает гидростатический прибор и выклю-
чается рыболовный светильник. Сеть поднимают на палубу и
выливают рыбу. Во время выдержки сетного подхвата у грунта
рыба попадает в ловушку не только через верх, но и череп
вставки из редкоячейной дели. При выборке сетное полотно
вытягивается, что препятствует выходу рыбы.
176
погружаемые в воду на глубину
вниз. Верхняя часть их имеет
Рис. 66. Буй и лампа для лова
рыбы на свет.
Лампы для описанного устройства применяют обыкновенные,
мощностью 300—500 В и напряжением НО—120 В. Лампы мож-
но опускать на глубину до 50—60 м.
При лове на свет кошельковыми неводами применяются осо-
бые лампы общего подводного освещения мощностью 1000 В
и напряжением НО В. Лампы
30—40 см, плавают цоколем
отражательную поверхность,
свет от ламп идет по бокам
и вниз. Удерживаются они в
поверхностном слое воды осо-
бым буем (рис. 66).
Осенью и весной, а в морях
со свечением — и летом значи-
тельно больший эффект дают
лампы не из обыкновенного
стекла, а из молочного, так
называемые медицинские. Од-
нако можно пользоваться и
обыкновенными лампами, за-
ключая их в шары-плафоны
молочного стекла.
Для выяснения возмож-
ности применения кошелько-
вых неводов в комбинации со
светом для добычи прибреж-
ных пелагических рыб продол-
жаются опыты с целью получе-
ния предварительных данных
о видах рыб, образующих про-
мысловые скопления на свет, оценки возможности использования
света для создания искусственных промысловых концентраций
прибрежных пелагических рыб в предварительно намеченных
районах промысла, определения освещенности среды для привле-
чения рыб на свет и его влияния на размеры улова. Для подвод-
ного освещения используют ртутные лампы мощностью 1000 Вт
с питанием от генератора переменного тока мощностью 2,5 кВт,
дающего напряжение 115 В. Подводное освещение находит
применение и при лове рыбы дрифтерными сетями. Источником
освещения служат лампы с толстостенными баллонами. К основ-
ному кабелю, привязанному к нижней подборе, подключают
параллельно от шести до десяти ламп мощностью по 200 Вт,
на расстоянии 25 м друг от друга. Лампы присоединяют к ка-
белю так, чтобы они располагались на глубине 3,65 м. Источ-
ником питания служит генератор переменного тока мощностью
3 кВт, напряжением 220 В.
Находит применение также бессетевой лов рыбы с помощью
света и рыбонасосов. Такой способ с 1954 г. успешно приме-
177
няется на Каспийском море. Опыты применения бессетевого
лова в океаническом рыболовстве доказали его перспективность.
Процесс бессетевого лова заключается в следующем. До на-
ступления сумерек производится поиск скоплений рыбы визу-
альными методами и с помощью гидроакустических приборов.
С заходом солнца судно становится у скопления так, чтобы
дрейфовать на косяк. Включают свет. Рыба накапливается в
освещенном пространстве и передвигается вместе с ним при
дрейфе судна. Затем спускают шланг рыбонасоса и электроды.
Начинается перевод рыбы на рабочий борт судна путем после-
довательного выключения источников света. На завершающей
стадии остается включенной только одна лампа у анода. В этот
момент включают электрический ток, и рыба под действием
анодной реакции поворачивается к аноду и устремляется в за-
ливающее устройство рыбонасоса.
Устройство в виде электрода, укрепленного на конце шланга
рыбонасоса, применяется также для глушения сардин, окружен-
ных неводом.
Искусственная концентрация рыбы у шланга рыбонасоса
создается специальным электродом, который соединен плавучим
кабелем с импульсным генератором. Рыба концентрируется во-
круг электрода и вместе с ним поднимается к поверхности
воды.
В 1966 г. Отделом техники и механизации лова Института
внутреннего рыболовства (ГДР) были разработаны и испытаны
электротралы во внутренних водоемах. В качестве источника
тока использовался трехфазный генератор. Опыты тралового
лова во внутренних водоемах показали, что трал результатив-
нее закидного невода. Для повышения эффективности тралового
лова рыбопромысловые предприятия ФРГ проводили опыты с
электротралом, разработанным для лова угря, а также леща,
плотвы и окуня в зимнее время.
Проводились различные опыты по повышению эффектив-
ности электрифицированного трала. При этом ставилась цель не
только добиться общего повышения уловов, но и исключить
сезонность промысла, так как лов, особенно угря, должен про-
водиться круглый год. Велись также опыты с видами рыб,
которые особенно подвижны в теплой воде (например, судак)
и активно избегают зону облова тралом. При лове судака не-
обходимо создать электрическое поле в устье трала. Для этого
по всей длине верхней и нижней подбор обычного близнецового
трала для лова угря устанавливали электроды. Верхняя подбора
такого трала действовала как анод, а нижняя как катод.
Импульсный генератор питался от агрегата переменного
тока. Импульсы соответствующей формы к электродам орудия
лова подавались по кабелю. _____
импульсном генераторе отечественного производства раз-
рядная цепь состоит из накопительной емкости и разрядного
178
управляемого вентиля и размещается в непосредственной бли-
зости от выносных электродов, погруженных в воду, например
на тралящем устройстве. Это позволяет увеличить рабочую силу
тока между электродами и повысить к. п. д. генератора при
значительном удалении электродов от борта судна.
Схема импульсного генератора показана на рис. 67, где 1 —
источник постоянного тока, 2 — зарядный управляемый вентиль,
3 — зарядный дроссель, 4 —
прямой провод .линии пере-
дачи, 5 — накопительная ем-
кость, 6 — разрядный управ-
ляемый вентиль, 7, 8 — вынос-
ные электроды — анод и катод,
9— блок управления, 10 — об-
ратный провод линии передачи
и 11 — корпус судна. Самая
тяжелая часть импульсного
генератора, т. е. его зарядная
цепь — источник 1 постоянного
тока и зарядный дроссель 3,
размещены на судне. На судне
размещены также зарядный
Рис. 67.
тора.
Схема импульсного генера-
управляемый вентиль 2 и блок 9. Разрядная цепь импульсного
генератора, состоящая из накопительной емкости 5 и разряд-
ного управляемого вентиля 6, размещена в непосредственной
близости от выносных электродов 7 и 8 (например, в траловой
доске при работе с электрифицированным тралом).
Работа импульсного генератора происходит следующим об-
разом.
При подаче от блока управления управляющего импульса
на вентиль 2 от источника 1 постоянного тока через вентиль 2,
дроссель 3, прямой провод 4 линии передачи и обратный провод
10 линии передачи заряжается емкость 5. После зарядки нако-
пительной емкости 5 управляющий импульс от блока 9 подается
на вентиль 6, вследствие чего электрическая энергия накопи-
тельной емкости 5 превращается в импульс тока, протекающего
через вентиль 6 и электроды 7 и 8.
Для упрощения линии передачи при лове рыбы в морской
воде обратный провод 10 исключают, а один из полюсов источ-
ника 1 постоянного тока подключают к корпусу И судна. Тогда
зарядный ток протекает по следующей цепи: от источника 1
постоянного тока через вентиль 2, дроссель 3, прямой провод 4,
емкость 5, катод 8,. воду, корпус судна //на источник 1 посто-
янного тока. х.
Отдельное размещение зарядной и разрядной цепи импульс-
ного генератора позволяет получить большую амплитуду раз-
рядного тока и повысить к. п. д. импмльсного генератора в це-
лом, так как исключает вчияние индуктивности и активного
179
Рпс. 68. Схема работы импульсного гене-
ратора с несколькими управляемыми вен-
тилями.
сопротивления линии передачи на величину разрядного тока.
Влияние же линии передачи на параметры зарядного тока не-
значительно ввиду достаточно большого активного сопротивле-
ния и индуктивности зарядной цепи самого импульсного гене-
ратора.
Зарядную и разрядную цепи генератора можно разбить на
секции, что позволяет увеличить силу тока на электродах орудия
электролова рыбы при ис-
пользовании нескольких
управляемых вентилей в
качестве коммутирующих
звеньев. В этом случае
(рис. 68) на судне разме-
щают источник 1 постоян-
ного тока, зарядные уп-
равляемые вентили 2, за-
рядные дроссели 3 и блок
4 управления. В непо-
средственной близости от
анодов 5 размещают на-
копительные емкости 6 и
разрядные управляемые
вентили 7. Работа им-
пульсного генератора, по-
казанного на рис. 68, ана-
логична работе импульс-
ного генератора, показан-
ного на рис. 67. Отличие заключается в том, что зарядный ток
разветвляется по секциям, а разрядный ток от накопительных
емкостей 6 каждой секции протекает через разрядные вентили 7,
аноды 5, воду и катод 8.
Электрифицированный трал, предназначенный для активного
лова креветок с судов типа СРТ, СРТ-1 в дневное и ночное
время, состоит из сетной части с оснасткой, системы электродов
и автономных импульсных генераторов. Сетная часть с осна-
сткой представляет собой 32,5-метровый (однобортная схема
траления) или 17-метровый креветочный трал (двубортная схе-
ма траления). Система электродов состоит из двух параллельно
движущихся по грунту гибких электродов (анод и катод). Элек-
троды двухсекционные из кабеля типа HP 1X70 мм2 с оголен-
ными рабочими участками. При однобортной схеме траления
используются два автономных импульсных генератора, разме-
щенных на траловых досках, а при двубортной — один генера-
тор, размещенный на нижней подборе трала. Импульсный гене-
ратор, состоящий из корпуса, электронного блока питания,
включается автоматически при достижении заданной глубины
и вырабатывает импульсы определенной частоты и длитель-
ности. Электрическое поле, возникающее между электродами,
180
вызывает у зарывшейся в грунт креветки защитную реакцию
(прыжок над грунтом). Так как электроды находятся перед
нижней подборой трала, то подпрыгнувшие креветки, опускаясь,
попадают в сетную часть трала и увлекаются в куток.
В последнее время важное значение приобрела проблема
использования электрического тока для боя китов и лова тун-
цов. Промышленного значения использование электрического
тока в нашей стране для указанных целей пока не получило,
за рубежом существуют системы для лова тунцов и электроубоя
китов, разработанные отдельными фирмами. С внешней стороны
электробой мало чем отличается от боя обычными гарпунами.
Используется та же пушка, реконструированный гарпун; в гар-
пун-лине или отдельно проложен электрический кабель, соеди-
няющий генератор на судне с контактной частью гарпуна. При
этом нет необходимости навинчивать гранату на гарпун. После
попадания гарпуна в тело кита включается электрический
ток. Опыты показывают, что даже при неудачных попаданиях
(в брюшную полость) смерть наступает через 2—3 мин, при
попадании же в спинные мышцы, сердце, легкое смерть насту-
пает незамедлительно.
При убое кита при помощи электротока кит всплывает на
поверхность, так как под действием электрического тока пара-
лич дыхательных путей наступает в момент вдоха, когда легкие
кита наполнены воздухом. Это, возможно, позволит в дальней-
шем применять только один электрический кабель без гарпун-
линя. В связи с этим отпадает надобность и в амортизационных
устройствах, поглощающих динамические нагрузки, создаваемые
загарпуненным китом.
Необходимое для выстрела электрогарпуна питание обеспе-
чивается от судового генератора с подключением в электросхе-
му силового трансформатора для получения тока требуемой
силы.
Опыты зарубежных фирм показали, что для электроубоя
кита требуется ток силой 75—100 А, напряжением 250 В при
частоте 50 Гц. Фирма «Юнайтез Вейслер» и «Пирелли» раз-
работали и успешно применяли электроубой китов.
Электрический ток стал применяться и для лова тунцов.
Была разработана конструкция электроудочки для тунцов. Леса
этой удочки состоит из изолированного провода, по которому
проходит электрический ток к крючку, являющемуся анодом.
В качестве другого электрода применяется металлическая пла-
стина, прикрепленная к корпусу судна ниже ватерлинии. Каж-
дая леса снабжается поплавком.
Лов тунцов осуществляют при помощи электрических удочек
следующим образом: с борта судна забрасывают электроудочки
с наживками. В момент захватывания тунцом крючка поплавок
тонет и замыкает электрическую цепь, в результате чего тунец
оказывается в электрическом поле, образующемся между двумя
181
электродами — корпусом судна и удочкой. Процесс оглушения
тунца происходит в течение 20—40 с действия импульсного
электрического тока с частотой около 100 импульсов в секунду.
После того как тунец оглушен электротоком и перестает тянуть
линь, поплавок вновь всплывает на поверхность воды и элек-
трическая цепь размыкается. Вычислено, что для оглушения
тунца длиной 2,8 м требуется ток приблизительно в 40 А с ра-
диусом действия электротока вокруг крючка около 1,8 м.
За рубежом сейчас применяется специальное электрообору-
дование для тунцеловного промысла, состоящее из импульсного
генератора, сигнального устройства, коробки с электрифициро-
ванными крючками и преобразователя тока. В приборе исполь-
зуется электропитание от судовой сети постоянного тока с на-
пряжением 24 В. Когда тунец захватывает крючок, происходит
замыкание контакта и напряжение повышается до 250 В. В на-
стоящее время этим методом добывается около 10% общего
улова тунцов.
В нашей стране электродов тунца не применялся ранее и
в настоящее время проводятся опыты по его внедрению в Атлан-
тике и на Дальнем Востоке.
ВОПРОСЫ
1. Перечислить основные требования, предъявляемые к электроприводам
рыбообрабатывающих и промысловых установок.
2. Чем отличаются режимы работы электропривода траловой лебедки при
выборке и травлении ваеров?
3. Перечислить основные требования, предъявляемые к электроприводу
траловой лебедки.
4 Какие типы электродвигателей применяются для привода лебедок на
различных судах?
5. В чем заключаются особенности схем управления электроприводами
грузовых лебедок на переменном, постоянном токе?
6. В чем состоит отличие привода буксирных лебедок китобаз от привода
лебедок китобойных судов?
7. Какой электропривод применяется для буксирных лебедок китобойных
судов и в чем особенности его схем управления?
8. На каких судах устанавливается промысловый шпиль?
9. В каком режиме работает электропривод шпиля?
10. Какие электродвигатели применяются для привода шпиля и в чем
особенность их схем управления?
11. В чем заключается принцип работы электропривода сететрясных и се-
тевыборочных машин?
12. Какие электродвигатели и аппаратура управления применяются для
привода сететрясных и сетевыборочных машин?
13. Какие электродвигатели используются для привода рефрижератор-
ного компрессора и в чем особенность схем пуска и регулирования частоты
вращения?
14. В чем состоит особенность электрооборудования судового рыбозавода
и утилизационных установок?
15. Какие типы электродвигателей применяются для оборудования рыбо-
завода и утилизационных установок и в чем особенность их схем включения?
16. В чем заключается принцип лова рыбы на свет?
17. Какое электрооборудование применяется при лове рыбы на свет?
182
18. В чем состоят преимущества и недостатки комплексного использо-
вания рыбонасоса при световом лове рыбы?
19. Какое действие оказывает электрическое поле на рыбу?
20. Что применяется в качестве источника тока при электролове рыбы?
21. Как работает схема с применением импульсного генератора?
22. Объясните работу электрифицированного трала.
23. Как осуществляется электроубой китов?
24. В чем состоит принцип работы электроудочки для лова тунца?
Глава VI
Эксплуатация судовых электроприводов
§ 32. УХОД ЗА ЭЛЕКТРОМАШИНАМИ СУДОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Судовые электрические машины работают в более сложных
по сравнению с береговыми условиях. Особенно сильно сказы-
вается влияние температуры влажного воздуха, морской воды,
паров масла и топлива, вибрации, толчков и тряски корпуса
судна. Все это отрицательно влияет на основные параметры,
характеризующие работу электрических машин, а именно на
нагрев и состояние изоляции. В результате снижается срок
службы машины.
Для поддержания машин судовых электроприводов в рабо-
чем состоянии следует строго придерживаться правил по техни-
ческой эксплуатации, для чего необходимо: в соответствии с
графиком выполнять профилактический осмотр и чистку машин
без разборки, с частичной разборкой и с полной разборкой; про-
филактический осмотр и чистку машин постоянного тока произ-
водить не реже одного раза в месяц для длительно работающих
и не реже'одного раза в два месяца для периодически работаю-
щих; профилактический осмотр и чистку с частичной разборкой
осуществлять для длительно работающих машин параллельного
тока не реже одного раза в 3—6 месяцев, для периодически ра-
ботающих не реже одного раза в 6—12 месяцев; профилактиче-
ский осмотр с полной разборкой и промывкой при необходимости
производить в срок от одного до трех лет одновременно с ремон-
том механизма или системы.
Порядок производства профилактических осмотров установ-
лен Правилами технической эксплуатации судового электро-
оборудования.
Пуск электродвигателя с помощью магнитных станций
осуществляют нажатием на кнопку «Пуск», а с помощью конт-
роллера— постановкой его рукоятки в соответствующие поло-
жения.
Пуск электродвигателя постоянного тока с помощью реостата
производят в следующем порядке: убеждаются в отсутствии
посторонних предметов и грязи на двигателях у соединительной
183
муфты и вблизи входных вентиляционных отверстий; убеж-
даются, находится ли рукоятка реостата в положении «Стоп»,
включают автомат рубильника питания, плавным поворотом
маховика пускового реостата полностью выводят пусковое
сопротивление, задерживаясь на каждом пусковом положе-
нии 1,5—2 с.
При наличии пускорегулировочного реостата устанавливают
требуемую частоту вращения электродвигателя изменением со-
противления в цепи параллельной обмотки возбуждения путем
медленного поворота маховика реостата в пределах регулиро-
вочной части.
При пуске двигателя необходимо убедиться в отсутствии
в нем посторонних шумов и вибрации.
Останавливают электродвигатель медленным поворотом
маховика реостата в зоне регулирования частоты вращения и
быстрым в пределах пусковой части в положение «Стоп».
Особое значение при эксплуатации машин постоянного тока
имеет уход за коллектором и щетками. Коллектор является
одной из самых ответственных частей машин постоянного тока
и требует тщательного ухода. Поверхность коллектора должна
быть хорошо полированной и иметь красноватый цвет с фиоле-
товым оттенком. При хорошей работе щеток и коллектора износ
коллектора должен быть не более 0,2 мм за 1000 ч работы,
а щеток — не более 5 мм за 1000 ч работы. С коллектора необ-
ходимо систематически удалять угольную пыль и следы копоти
сухой бельевой ветошью. Если он сильно загрязнен угольным
жирным налетом, его чистят бельевой ветошью, слегка смочен-
ной в бензине или спирте. Чистка коллектора на ходу машины
ветошью, смоченной в бензине или спирте, не допускается. Если
на поверхности коллектора замечаются значительные следы
почернения, кольцевые неровности, шероховатости и система-
тически возрастает искрение щеток, то его необходимо от-
шлифовать.
Шлифование коллектора производится на ходу электрической
машины при оборотах в пределах от 30 до 100% номиналь-
ных, без нагрузки, при холодном коллекторе стеклянной бума-
гой (уменьшая ее зернистость), навернутой на деревянную
колодку. Ширина бумаги и колодки должна быть равна длине
коллектора. Шлифование коллектора без колодки и перчаток,
обеспечивающих безопасность при соприкосновении с тоководя-
щими частями, воспрещается. Чтобы при шлифовании коллек-
тора медная пыль не попадала внутрь электрической машины,
стеклянную бумагу слегка смазывают вазелином. Применение
для шлифования коллектора наждачного полотна или наждач-
ной бумаги не разрешается.
По окончании шлифования коллектора притирают щетки к
коллектору, после чего тщательно его чистят от угольной пыли
и медных опилок мягкой чистой ветошью, слегка смоченной
184
в бензине, а всю электрическую машину продувают сухим сжа-
тым воздухом давлением не более 2 атм или ручным мехом.
В результате естественного износа коллектора между пласти-
нами его выступает прокладочный миканит, вследствие чего
ухудшается коммутация. Ввиду этого коллектор необходимо
продорожить, т. е. выбрать миканит на глубину 1 —1,5 мм.
Если коллектор имеет более серьезные повреждения, которые
шлифовкой устранить не удается, то его следует проточить,
но к этому следует прибегать в случае крайней необходи-
мости.
Угольные щетки должны иметь хорошо притертую поверх-
ность по всей площади соприкосновения их с поверхностью
коллектора электрической машины. Они должны быть установ-
лены параллельно оси машины и находиться на нейтрали, что
обеспечивается установкой траверсы в положение, когда завод-
ские отметки, нанесенные на траверсе и корпусе машины,
совпадают. Щетки должны свободно передвигаться в обойме
щеткодержателя, имея нормальный зазор между щеткой и стен-
кой обоймы в пределах 0,05—0,35 мм или согласно нормам
завода-изготовителя.
Давление щеток на коллекторы должно быть в пределах
0,154-0,4 кгс/см2 в зависимости от типа щеток. Необходимо
иметь в виду, что слишком сильное нажатие ведет к чрезмер-
ному нагреванию коллектора и быстрому износу как коллектора,
так и щеток; при слабом нажатии могут появляться опасные
искрения.
Периодически проверяют величину нажатия щеток. Щетки,
износившиеся до предельного размера, установленного инструк-
цией, заменяют новыми. Подлежат также замене неисправные
щетки (.обгоревшие, с отколотыми углами и т. п.). Заменять
щетки можно только щетками, марка которых рекомендована
для данного типа электрических машин.
Вновь установленные щетки до начала работы притирают
стеклянной бумагой к поверхности коллектора. Применять
наждачную бумагу или карборундовое полотно нельзя. Начи-
нают притирку со стеклянной бумаги более крупных номеров и
заканчивают бумагой № 00. Для притирки щеток стеклянную
бумагу прокладывают между коллектором и притираемыми щет-
ками шероховатой поверхностью к щеткам и тянут бумагу
в одну и другую сторону по окружности коллектора, пока по-
верхность щетки не совпадет с окружностью коллектора.
Притирка производится при нормальном нажатии пружин
щеткодержателя. Притирку щеток нужно выполнять, вращая
якорь вручную.
После замены и притирки щеток электрическую машину тща-
тельно очищают от пыли и продувают сухим воздухом, щеткам
дают приработаться к коллектору до зеркальной поверхности
с нагрузкой 1/4—1/3 от номинальной в течение не менее 8—10 ч.
185
Таблица 2
Род неисправности
Причины неисправности
Способы определения и
устранения неисправности
1. Искрение всех или
части щеток.
Коллектор и щетки
сильно нагреваются
а. Неправильное поло-
жение щеток
б. Щетки слишком силь-
но прижаты к кол-
лектору
2. Генератор плохо воз-
буждается. Двига-
тель плохо идет в
ход или работает с
ненормальным- чис-
лом оборотов
Обмотка якоря мес-
тами сильно нагре-
вается
в. Несоответству ю щ и й
материал или размеры
щеток. Угольные щет-
ки слишком мягки
или тверды
а. Некоторые соседние
пластины коллектора
затянуты медью, так
как образовавшиеся
во время обточки зау-
сенцы не были уда-
лены
3. Равномерное, в неко-
торых случаях до-
вольно значительное
искрение при нагруз-
ке. При холостом хо-
де машина не искрит
б. Междувитковое сое-
динение или короткое
замыкание в одной
или нескольких якор-
ных катушках
Дополнительные по-
люсы сильны или сла-
бы. Зазор между яко-
рем и дополнительны-
ми полюсами мал или
велик
4. Почернение некото-
рых коллекторных
пластин, находящих-
ся на определенном
расстоянии друг от
друга (соответствен-
но числу полюсов или
пар полюсов). После
каждой чистки или
обточки коллектора
чернеют одни и те же
пластины
Плохой контакт в яко-
ре, большей частью
в соединениях между
обмоткой и коллекто-
ром (петушках) вслед-
ствие плохой пайки
а. Проверить положение
щеток по заводским
меткам, имеющимся
на щите и траверсе
б. Ослабить нажатие
щеток, в случае на-
добности растянуть
нажимную пружину
щеткодержателя или
заменить ее новой
в. Заменить щетки но-
выми, по качеству и
размерам точно соот-
ветствующими щет-
кам, предписанным за-
водом
а. Осторожно удалить
все заусенцы, отшли-
фовать коллектор сте-
клянной шкуркой, в
случае надобности об-
точить
б. Поврежденные якор-
ные катушки заме-
нить новыми
Проверить и устано-
вить под всеми допол-
нительными полюса-
ми одинаковый зазор,
предписанный заво-
дом. Проверить пу-
тем передвижения ще-
ток сильны или сла-
бы дополнительные
полюсы
Тщательно проверить
пайку всех соедине-
ний между обмоткой
якоря и почерневши-
ми пластинами кол-
лектора . Все неис-
правные места пайки
вновь перепаять
186
Продолжение табл. 2
Род неисправности
Причины неисправности
Способы определения и
устранения неисправности
5. Почернение опреде-
ленных пластин и коллек-
тора. Изоляция между
двумя или несколькими
коллекторными пластина-
ми сильно выгорела
6. Почернение каждой
второй или третьей плас-
тины коллектора
7. Щетки одного полюса
искрят сильнее щеток дру-
гих полюсов
8. Круговое легкое иск-
рение (перескакивающие
искры по поверхности кол-
лектора со щеток одного
полюса)
9. Равномерное сильное
нагревание всей машины.
Других признаков нет
10. Вся обмотка якоря
нагревается равномерно,
иногда наблюдается нак-
лонность к искрению
11. Перегрев обмотки
возбуждения. Некоторые
катушки сильно нагревают-
ся, часть катушек остается
холодной. Искрение щеток,
нагревание якоря
12. Перегрев коллектора
и щеток
13. Генератор не возбу-
ждается или дает понижен-
ное напряжение
Обрыв в катушке якоря,
находящейся между почер-
невшими пластинами кол-
лектора. Обрыв большей
частью находится в соеди-
нениях между коллекто-
ром и обмоткой, редко в
самой обмотке
Выступание изоляции
между пластинами кол-
лектора
Зазор между якорем и
отдельными полюсами не-
одинаков
Загрязнение коллектора
вследствие чрезмерного
смазывания или примене-
ния слишком мягких уголь-
ных щеток
а. Машина перегружена
б. Увеличение против
номинального времени ра-
боты машины для кратко-
временной или повторно-
кратковременной работы
Машина перегружена
а. Междувитковое сое-
динение или короткое за-
мыкание в одной или нес-
кольких полюсных катуш-
ках
б. Ток возбуждения уве-
личился вследствие умень-
шения сопротивления об-
мотки возбуждения от ко-
роткого замыкания в неис-
правных катушках
Превышение температу-
ры коллектора возможно
при установке щеток дру-
гой марки или при силь-
ном нажатии щеток на кол-
лектор
а. Короткое замыкание
в обмотке якоря, между
пластинами или петушками
коллектора
При обрыве в обмотке
заменить неисправную ка-
тушку новой.
См. пункт 4.
Продорожить изоляцию
между пластинами коллек-
тора на глубину 1,0—
1,5 мм
Установить одинаковые
зазоры при помощи прок-
ладок под полюса
Протереть кот лектор чи-
стой неволокнистой тряп-
кой, слегка намоченной
(но не пропитанной) в бен-
зине, и отшлифовать мел-
кой стеклянной шкуркой,
поставить более твердые
щетки
а. Устранить перегрузку
б. Соблюдать номиналь-
ный режим и не превышать
номинальную продолжи-
тельность работы машины
Устранить перегрузку
а. Измерить напряжение
на отдельных катушках
дополнительных и главных
полюсов, неисправную ка-
тушку заменить новой
б. Измерить напряжение
на отдельных катушках
дополнительных и главных
полюсов, неисправную ка-
тушку заменить
Поставить щетки марки,
указанной заводом. Осла-
бить нажим щеток, создав
нормальное давление
а. Поврежденные якор-
ные катушки заменить но-
выми. Осмотреть все пе-
тушки, соединившиеся вме-
сте разогнуть
187
Продолжение табл. 2
Род неисправности
Причины неисправности
Способы определения и уст-
ранения неисправности
б. Обрыв или плохой
контакт в обмотке якоря
14. Генератор при хо-
лостом ходе дает номи-
нальное напряжение, при
нагрузке генератора нап-
ряжение сильно падает
15. Генератор дает по-
вышенное напряжение как
при холостом ходе,так и
при нагрузке
Понижение числа оборо-
тов первичного двигателя
а. Число оборотов выше
номинального
б. Сопротивление шун-
тового регулятора мало
16. Двигатель не идет
в ход.
Отсутствие тока в якоре
при включенной пусковом
реостате
17. Ток в якоре имеется.
С нагрузкой двигатель не
идет в ход. Без нагрузки,
развернутый от руки, дви-
гатель развивает очень
большое число оборотов
18. Ток в якоре и шун-
товой обмотке имеется.
Двигатель не идет в ход
или работает с понижен-
ным числом оборотов. Щет-
ки сильно искрят
а. Перегорели предохра-
нители •
б. Обрыв в пусковом ре-
остате или в проводах
1. Обрыв в обмотке яко-
ря
2. Отсутствие или ослаб-
ление магнитного поля,
вследствие:
а. Обрыва или плохого
контакта в цепи возбужде-
ния
б. Междувиткового сое-
динения короткого замы-
кания в одной или несколь-
ких шунтовых катушках
в. Неправильного чере-
дования полюсов
а. Обрыв или плохой
контакт в обмотке якоря
б. Междувитковые сое-
динения, короткое замыка-
ние или заземление в якоре
б. Тщательно проверить
пайку всех соединений
мёжду обмоткой якоря и
коллектором. Неисправ-
ные места пайки перепаять
Устранить причины по-
нижения числа оборотов
первичного двигателя
а. Установить правиль-
ное число оборотов
б. Включить в цепь воз-
буждения генератора пос-
ледовательно с имеющимся
шунтовым регулятором по-
стоянное добавочное соп-
ротивление или заменить
шунтовой регулятор дру-
гим с большим сопротив-
лением
а. Поставить новые пре-
дохранители
б. Найти при помощи
контрольной лампы или
мегомметра места обрыва и
устранить обрыв
а. Отыскать при помощи
контрольной лампы место
обрыва или плохого кон-
такта и исправить повреж-
дение
б. Измерить напряжение
на отдельных катушках до-
полнительных и главных
полюсов. Неисправную ка-
тушку заменить новой
в. Проверить полярность
главных и дополнительных
полюсов
а. Проверить пайку всех
соединений между обмот-
кой якоря и пластинами
коллектора. Все неисправ-
ные места пайки перепаять
б. Поврежденные якор-
ные катушки заменить но-
выми
188
Продолжение табл. 2
Род неисправности
Причины неисправности
Способы определения и
устранения неисправности
19. Число оборотов дви-
гателя при номинальном
напряжении больше номи-
нального числа оборотов
20. Число оборотов дви-
гателя при номинальном
напряжении меньше номи-
нального числа оборотов
21. Подшипники греются
а. Щетки сдвинуты с
нейтрали против вращения
двигателя
б. Сопротивление шунто-
вого регулятора слишком
велико
в. Междувитковое соеди-
нение или короткое замы-
кание в одной или несколь-
ких шунтовых катушках
а. Щетки сдвинуты с
нейтрали вперед по нап-
равлению вращения дви-
гателя
б. Сопротивление шунто-
вого регулятора слишком
мало
а. Ненормальная работа
подшипников может быть
вызвана недостаточным
или чрезмерным количест-
вом смазки
б. Попадание в смазку
воды, загрязненность под-
шипников
а. Поставить щетки на
нейтраль
•
б. Уменьшить сопротив-
ление шунтового регулято-
ра, а в случае надобности
совершенно выключить его
в. Измерить напряжение
на отдельных катушках
дополнительных и главных
полюсов. Неисправную ка-
тушку заменить новой
а. Поставить щетки на
нейтраль
।
б. Увеличить сопротив-
ление шунтового регулято-
ра
а. Обеспечить нужное
количество смазки
б. Прочистить и промыть
подшипник, заменить смаз-
ку
При эксплуатации электрических машин постоянного тока
следует руководствоваться инструкциями заводов-изготовителей
и «Правилами эксплуатации судового электрооборудования».
В инструкциях заводов-изготовителей обычно приводится
таблица возможных характерных неисправностей машин данной
серии, признаков этих неисправностей и способов их устранения.
Для машин серии П приводится следующий перечень (табл. 2).
Вопросы эксплуатации машин переменного тока во многом
сходны с аналогичными вопросами для машин постоянного тока.
Это касается периодичности профилактических ремонтов и ос-
мотров, ухода за контактными кольцами, который не отли-
чается от ухода за коллектором, и за щеточным аппаратом,
подготовки машин к пуску и т. д.
Пуск асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым
ротором путем переключения обмотки статора со «звезды» на
«треугольник» необходимо производить в следующем порядке:
включить автомат, подающий питание от судовой сети; пере-
вести переключатель из нулевого положения в положение
«звезда»; после того как частота вращения электродвигателя
перестанет нарастать, переключатель быстро поставить в поло-
жение «треугольник».
189
После пуска необходимо убедиться в отсутствии перегрузки
(при наличии амперметра), ненормальных шумов, вибрации.
Во время работы электродвигателя надо регулярно следить за
его нагревом (по термометру, на ощупь), за работой контакт-
ных колец, за отсутствием стука и нагрева подшипников, пере-
грева контактных соединений, вибрации электродвигателя.
Для остановки асинхронного электродвигателя, включенного
путем переключения обмотки статора со «звезды» на «треуголь-
ник», необходимо: установить переключатель из положения
«треугольник» в нулевое положение; выключить рубильник
(автомат) подачи питания от судовой сети.
После остановки электродвигателя следует осмотреть элек-
тродвигатель и пускорегулировочную аппаратуру, вытереть с них
пыль, влагу и грязь, устранить замеченные неисправности.
В случае самопроизвольной остановки электродвигателя
необходимо отключить питание, после чего приступить к выяс-
нению и устранению причин остановки.
При эксплуатации машин переменного тока необходимо
строго придерживаться «Правил технической эксплуатации судо-
вого электрооборудования», техники безопасности и заводских
инструкций.
Для двигателей переменного тока характерны следующие
неисправности, их причины и устранение (табл. 3).
В некоторых случаях возникает необходимость в консервации
или расконсервации электрических машин судовых электропри-
водов. При длительном бездействии машины в течение трех и
более месяцев в сухом помещении и в течение одного месяца
и более в сыром помещении машина должна быть законсерви-
рована.
Перед консервацией необходимо:
выполнить указания «Инструкции по обслуживанию во время
длительного бездействия», данную в формуляре машины, при-
жать щетки рычажками щеткодержателей или привязать;
подшипники, у которых смазка не менялась более двух лет,
промыть и заполнить свежей смазкой;
осмотреть уплотнительные прокладки, резиновые прокладки
покрыть тальком, неисправные заменить;
внутрь машины поместить просушенный селикагель в ме-
шочке, плотно закрыть все крышки, тщательно заклеить все
вентиляционные отверстия, а также все щели проклеенной лен-
той и надеть штатные чехлы;
открыть металлические части (свободный конец вала, фланец
и т. д.), которые должны быть тщательно осмотрены. При обна-
ружении следов коррозии последнюю удалить стеклянной шкур-
кой. Места, подлежащие консервации, протереть тряпкой, смо-
ченной в бензине марки Б-70, и просушить обдуванием сухим
воздухом. Следует избегать прикосновения голыми руками
к местам, подлежащим консервации. После указанной подго-
190
Таблица 3
Признаки
Причины
Устранение
Электродвигатель
не трогается
с места
Электродвигатель
гудит и не тро-
гается с места
Электродвигатель
вращается с сильно
пониженной часто-
той вращения
Разворот электро-
двигателя сопро-
вождается силь-
ными шумами
Внезапная оста-
новка работаю-
щего электродви-
гателя
Электродвигатель
работает с повы-
шенной шумностью
Электродвига гель
работает с гуде-
нием, возможно
значительное
понижение частоты
вращения
Эл ектродвигател ь
перегревается
Отсутствие или недопустимое пони-
жение напряжения питающей сети, не-
исправности в аппаратуре питающей
сети, электродвигатель перегружен, за-
клинивание приводного механизма
Повреждение одной из фаз в обмот-
ке электродвигателя, в распределитель-
ном устройстве, подводящих проводах,
магнитном пускателе (перегорание пре-
дохранителя или нагревателя), элект-
родвигатель перегружен или заклинен
Во время разгона отключилась одна
из фаз, сильно понизилось напряжение
питающей сети, электродвигатель пере-
гружен
Внутрь электродвигателя или венти-
лятора попали посторонние предметы,
погнут или вмят кожух вентилятора.
Поврежден вентилятор
Прекращение подачи напряжения,
срабатывание тепловой защиты, непо-
ладка в пусковой аппаратуре, пере-
грузка или заклинивание электродви-
гателя исполнительным механизмом
Внутрь электродвигателя по-
пали посторонние предметы, значитель-
ный износ шарикоподшипников, работа
шарикоподшипников без смазки, нару-
шение затяжки крепежа соединитель-
ных муфт, крепления электродвигате-
ля, исполнительного механизма
Чрезмерная перегрузка, повреждение
одной из фаз обмотки, сети, распреде-
лительного устройства, питающих про-
водов
Электродвигатель перегружен, повы-
шено или понижено напряжение сети,
повышение температуры окружающей
среды, ненормальная работа шарико-
подшипников, повреждение витковой
изоляции обмотки статора, затирание
ротораАо статор
Устранение пере-
численных неис-
правностей в сети,
аппаратуре,
в исполнительном
механизме
Устранение пере-
численных неис-
правностей, замена
сгоревшего предо-
хранителя, нагре-
вателя
Устранение неис-
правностей в пита-
ющей сети, аппа-
ратуре, проводке,
исполнительном
механизме
Устранение ненор-
мальностей, по-
вреждений
Устранение
перечисленных
неисправностей
Устранение
замеченных
неисправностей
Устранение
неисправностей,
ремонт электро-
двигателя
Устранение
неисправностей
191
Продолжение табл. 3
Признаки Причины Устранение
Внутренние поверхности электродви- гателя сильно загрязнены, вентиляцион- ные окна и сетки перекрыты посторон- ними предметами. Соединение обмоток не соответствует напряжению питающей сети (например, соединение обмоток «треугольник» вме- сто соединения «звезда»). •
товки консервируемые места покрыть антикоррозийной смазкой
(например, пушечной смазкой), предварительно подогрев ее
до 70—75° С;
в помещении, где хранится машина, не должно быть паров
кислот и щелочей, газов и угольной пыли. Влажность в помеще-
нии должна быть не выше 75%, суточный перепад температуры
не должен превышать 10е;
не реже одного раза в шесть месяцев производить наружный
осмотр и не реже одного раза в год — тщательный наружный
и внутренний осмотры законсервированного электродвигателя
и его ЗИПа.
Расконсервация машины производится после длительного
хранения в бездействии или перед ее монтажом.
При расконсервации необходимо:
очистить от антикоррозийных покрытий и загрязнений за-
консервированные части машины (конец вала, шпонка, фланец
и т. п.). Протереть указанные части тряпкой, смоченной в бен-
зине марки Б-70, очищенные места протереть сухой тряпкой;
удалить прессшпан и другие материалы, уплотняющие люко-
вые крышки и вентиляционные отверстия;
снять прессшпан с коллектора. Щетки вставить в щеткодер-
жатели (если они были вынуты), машину продуть сухим сжа-
тым воздухом.
При транспортировке машины перед ее монтажом необхо-
димо соблюдать следующее:
перемещать машины по ровному основанию, избегая резких
толчков и ударов, оберегая уплотнения у вала, коробку выводов
и крышки коллекторных люков;
при перемещении машин с помощью подъемных средств кре-
пить стропы только за подъемные кольца, не допуская прикос-
новения стропа к сальникам (у вала) или зажимным коробкам.
Помещение, в котором устанавливается машина, не должно
содержать воспламеняющихся или едких, вызывающих корро-
зию, газов.
192
При установке машины необходимо:
в шпоночную канавку вала установить шпонку и смазать
вал маслом;
надеть муфту на вал и легкими ударами по промежуточной
болванке (во избежание повреждения муфты) продвигать муфту
до упора. При этом вал с противоположной от муфты стороны
необходимо подпирать во избежание порчи подшипников;
установить машину на фундамент и крепить болтами за лапы
или фланцем к жесткому и строго горизонтальному или верти-
кальному основанию во избежание неравномерного распреде-
ления давления на подшипники. После установки проверить
линии валов машины и приводного механизма, которые должны
лежать на одной прямой;
заземлить бронь или свинцовую оболочку подводящего
кабеля, если таковая имеется;
заземлить корпус машины, для чего предусмотрены винты
заземления.
§ 33. ОБСЛУЖИВАНИЕ АППАРАТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ СУДОВЫХ
ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ И УХОД ЗА НЕЙ
Элементы электрической аппаратуры судовых электроприво-
дов, требующие ухода — это контакты, дугогасительные камеры,
магнитные системы, катушки,, электроизоляционные детали и со-
единительные проводники и шины.
Контакты аппаратов необходимо периодически очищать
от нагара, пыли, копоти, окислений, масла и неровностей, появ-
ляющихся в результате оплавления металла. Контактные поверх-
ности можно зачищать только бархатным напильником. Приме-
нять для этой цели наждачную или стеклянную бумагу нельзя.
Контакты с серебряной наплавкой зачищают только при появ-
лении на их поверхности застывших капель серебра.
После зачистки контактных поверхносте?! следует проверить
правильность касания контактов. Они должны соприкасаться
без перекосов и просветов. Смещение контактов по ширине
должно быть не более 1 мм.
Линейные контакты должны соприкасаться по линии. Пра-
вильность касания определяют по следам краски на одном из
контактов, получаемым от прикосновения к другому контакту,
на который предварительно наносят легко смываемую краску.
При линейном контакте щуп толщиной 0,05 мм не должен про-
ходить на длине, большей 1/3 контактной линии. При поверх-
ностном касании контактов щуп не должен проходить на
площади, большей 1/3 контактной поверхности.
Правильность касания стыкового или щеточного контакта
проверяют по отпечатку на бумаге. Для этого между неподвиж-
ным и подвижным (щеткой) контактами прокладывают вдвое
сложенный лист бумаги с прокладкой из копировальной бумаги.
Va В. и. Фесенко
193
Если площадь отпечатка на бумаге будет не менее 2/3 контакт-
ной поверхности, то касание контактов считается нормальным.
Смазывать контакты какой-либо смазкой нельзя, если это
особо не оговорено заводской инструкцией.
Дугогасительные камеры требуют очистки внутрен-
них поверхностей от нагара и застывших капель металла.
Закопченные поверхности камеры зачищают шабером и проти-
рают сухой тряпкой.
При осмотре аппаратов обращают внимание на правильность
установки камер, которые не должны препятствовать свобод-
ному ходу контактов.
Пластины деионной решетки не должны соприкасаться
между собой. Соприкасающиеся пластины необходимо разъеди-
нить.
Магнитные системы аппаратов должны быть надежно
закреплены. Подвижные части магнитных систем должны легко
перемещаться. Смазку трущихся частей необходимо заменять
в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей.
Увеличенный зазор между соприкасающимися поверхностями
магнитопроводов устраняют пригонкой подвижной и неподвиж-
ной частей. Для этого иногда достаточно очистить соприкасаю-
щиеся поверхности от ржавчины и грязи. На очищенную поверх-
ность наносят тонкий слой машинного масла.
Соблюдение нормальных зазоров между соприкасающимися
поверхностями магнитопроводов имеет особое значение для
аппаратов переменного тока.
Зазоры между якорем и сердечником должны для каждого
аппарата соответствовать величинам, указанным в инструкциях
заводов-изготовителей.
Прилегание якоря к сердечнику проверяют при помощи щупа
или по отпечатку на бумаге через копировальную бумагу. Плот-
ность прилегания считают достаточной, если отпечаток на
бумаге составляет не менее 60% площади соприкасающихся
поверхностей.
Короткозамкнутые витки в магнитопроводах аппаратов пере-
менного тока должны быть целыми и надежно закрепленными.
Лопнувшие витки следует заменить.
Покоробленные немагнитные прокладки между якорем и сер-
дечником в аппаратах постоянного тока подлежат замене
новыми.
Катушки аппаратов проверяют на перегрев, понижение
сопротивления изоляции и отсутствие внешних повреждений.
Катушки, работающие с перегревом, выходят из строя в тече-
ние нескольких месяцев вследствие быстрого теплового износа
изоляции. Так как температура наружных частей катушек
меньше, чем температура внутренних частей, то о нагреве
катушки можно судить только по средней температуре, которую
194
определяют измерением электрического сопротивления обмотки
катушки.
При повышенном перегреве катушек размягчается изоляцион-
ный покров, вытекает пропиточный лак и ощущается специфи-
ческий запах. Дальнейшая эксплуатация нагретой катушки при-
ведет к обугливанию изоляции и выходу из строя аппарата.
Понижение сопротивления изоляции есть результат увлажне-
ния и загрязнения катушек. В сырых помещениях и на открытых
палубах катушки аппаратов требуют более тщательного ухода.
Очень важно своевременно очищать катушки от грязи, копоти
и влаги. Катушки очищают при помощи сжатого воздуха или
сухой тряпкой. Катушку подвергают сушке, если сопротивление
изоляции значительно снизилось.
Обнаруженные трещины в изоляционном покрове катушек
заделывают лаком.
Уход за катушками осуществляют одновременно с осмотром
и обслуживанием аппарата в целом.
Электроизоляционные детали в процессе эксплуа-
тации покрываются пылью, копотью и влагой, которые образуют
токопроводящие мостики. Кроме того, на их поверхности могут
быть трещины, выпучивания, обгоревшие места и т. п.
Потемнение изоляционной панели в местах крепления токо-
ведущих частей свидетельствует о чрезмерном ее нагреве. Если
изоляционные детали аппарата перегреваются под действием
соседних элементов, то они должны быть защищены асбестом,
покрытым миканитом или теплостойким лаком.
Пыль с поверхности деталей сдувают сжатым воздухом или
протирают сухой тряпкой.
Для восстановления слоя лака на изоляционных панелях их
покрывают подогретым бакелитовым лаком.
Не поддающиеся ремонту детали следует заменить новыми.
Соединительные проводники и шины должны
быть надежно закреплены. Соединения проводников с наконеч-
никами и клеммами не должны перегреваться. Подвижные части
аппаратов не должны соприкасаться с проводниками и шинами.
В процессе эксплуатации аппаратов необходимо восстанавли-
вать маркировку клемм.
Рубильники (переключатели), имеющие момент-
ные ножи, должны отключаться резко независимо от скорости
движения рукоятки рубильника.
Если рубильник по условиям эксплуатации не включается
регулярно, то рекомендуется раз в неделю выполнить несколько
включений для самоочистки контактов от окислов. Контактные
поверхности ножей и стоек должны прилегать плотно, однако
не должно быть заеданий при включениях и выключениях. Не-
допустимы перекосы ножей в контактных стойках. Во избежание
перекосов необходимо хорошо затягивать болты, крепящие ножи
К перекладине.
*/27*
195
Слегка оплавленные поверхности на контактных стойках и
ножах зачищают напильником. Трущиеся части фиксирующего
устройства смазывают техническим вазелином. Резиновые уплот-
нения в рубильниках водозащищенного исполнения смазывают
меловым раствором. При образовании люфта рукоятки рубиль-
ника водозащищенного исполнения следует доуплотнить сальник.
Пакетные выключатели (переключатели) сле-
дует регулярно осматривать, удаляя с них пыль и грязь.
Механизм мгновенного действия пакетных выключателей
должен иметь четкую фиксацию положений контактов. Барашки
не должны иметь свободного хода.
Предохранители должны иметь приспособления, пред-
назначенные для защиты их от выпадения или самоотвинчивания.
Все пробковые предохранители должны иметь защитные
слюдяные прокладки, предназначенные для защиты от распро-
странения паров расплавленной плавкой вставки.
Перед заменой плавких вставок внутренние и наружные по-
верхности предохранителей следует очистить от копоти.
Контакты поверхности предохранителей необходимо периоди-
чески очищать от окислов и смазывать техническим вазелином.
С о п р от и в л е н и я проверяют на отсутствие замыкания
между соседними элементами или между витками элемента и
корпусом ящика.
В сопротивлении не должно быть поврежденных наездников
и бус. Особое внимание обращают на надежность затяжки гаек
и винтов на зажимах.
Перед затяжкой зажимов следует зачистить контактные со-
единения до металлического блеска.
Нормальная работа трубчатых керамических сопротивлений
характеризуется неизменностью цвета, отсутствием трещин и
отслоений эмали.
Во время работы сопротивлений необходимо следить за тем-
пературой их металлических оболочек.
Сопротивления необходимо регулярно очищать от пыли и
грязи, продувая их сжатым воздухом из шланга с резиновым
наконечником при давлении не более 2 атм или ручным мехом.
При осмотрах проверяют тщательность заземляющего соеди-
нения ящика сопротивления с корпусом судна. Места присоеди-
нения заземляющих проводов должны быть очищены до блеска.
Контакторы перед включением в работу после продолжи-
тельного перерыва следует тщательно осмотреть; при этом надо
проверить состояние контактов и измерить провалы, растворы
и нажатия.
Контактная система не должна иметь перекосов. Максималь-
ное расхождение касания контактов допускается не более 0,5 мм.
У некоторых контакторов в контакты впаиваются серебряные
вставки. В случае износа этих вставок контакты подлежат
замене.
196
Включение контактора проверяют подачей напряжения на
катушку. Втягивающие катушки переменного тока обеспечивают
четкую работу контактов при напряжений от 0,85 до 1,05 номи-
нального значения.
Контактор постоянного тока должен срабатывать при напря-
жении на зажимах холодной втягивающей катушки около 65%
номинального значения. При напряжении около 20% номиналь-
ного значения якорь контактора постоянного тока должен воз-
вратиться в исходное положение. В случае замены катушек не-
обходимо проверить напряжения втягивания и отпуска. При
снятии напряжения с катушки контактор должен четко отклю-
читься.
У новых и находящихся в консервации контакторов рабочие
поверхности магнитных систем смазаны техническим вазелином.
При подготовке контактора к работе вазелин удаляют сухой
чистой тряпкой. Сильное гудение магнитной системы контактора
переменного тока свидетельствует о неисправности.
Пусковые и пускорегулировочные реостаты по условиям
нагрева рассчитаны на два-три последовательных пуска с паузой
после каждого из них, равной удвоенному времени пуска.
Во избежание перегорания элементов пускового сопротивле-
ния запрещается оставлять контактную щетку в промежуточном
положении более чем на 1—2 с. В процессе пуска контактная
щетка должна быть доведена до крайнего правого положения
в пусковых реостатах и до положения «Пуск» в пускорегулиро-
вочных реостатах.
При пуске электродвигателя рукоятку реостата переводят
плавно, не допуская больших толчков тока.
При пуске электродвигателя, имеющего отдельный регулятор
частоты вращения, следят за тем, чтобы рукоятка регулятора
находилась в первоначальном положении (минимальная частота
вращения). В противном случае пуск не состоится из-за сраба-
тывания максимальной защиты.
На табличках пускорегулировочных реостатов имеются
надписи, указывающие зоны пуска и регулирования, а также
направления вращения маховичка.
Отключающая пружина контактора реостата должна быть
отрегулирована на втягивание якоря при напряжении около 80%
номинального. При исчезновении или снижении напряжения
до 65—25% номинального значения контактор реостата дол-
жен отключаться.
При регулировании отключающей пружины контактора на
отрыв якоря контактную щетку реостата устанавливают в пер-
вое пусковое положение. Затем переводят контактную щетку
в положение «Включено» или «Ход» и медленно снижают напря-
жение до отрыва от якоря контактора. Для такого регулирова-
ния необходим регулируемый источник напряжения.
Максимальное реле реостатов может быть отрегулировано на
7 В. И. Фасенко
IV
ток отключения, равный 150—300% номинального-тока электро-
двигателя. Обычно реле регулируется на ток отключения, рав-
ный двойному значению номинального тока электродвигателя,
если в формуляре электропривода не указана другая величина.
При пониженном сопротивлении изоляции пускорегулировоч-
ный реостат сушат подключением регулировочного сопротивле-
ния к сети. Сушку пускового реостата производят воздухом,
нагретым при помощи электроламп или электропечей до темпе-
ратуры 80—85: С.
Окисленные и оплавленные контакты реостата или контак-
тора зачищают бархатным напильником. Запиливать контакты
реле нельзя; их протирают ветошью, смоченной в бензине.
После зачистки контактов проверяют величину нажатия кон-
тактов и контактной щетки, а также растворы и провалы кон-
тактов.
Магнитные пускатели, у которых контакты главной
цепи изготовлены из металлокерамики, надежны в эксплуата-
ции. Такие контакты не требуют специального ухода. При зна-
чительном износе главных контактов всех фаз их заменяют
новыми.
В случае износа главных контактов только одной фазы
изгибают контактный мостик износившихся контактов таким
образом, чтобы они включались одновременно с остальными.
Обгоревшие металлокерамические контакты слегка зачищают
до металлического блеска.
При осмотре пускателей проверяют биметаллические пла-
стины тепловых реле, которые не должны быть погнутыми.
Биметаллические пластины, которые расслоились в местах со-
единения, заменяют новыми.
При недостаточной плотности сальников пускателей водо-
защищенного исполнения следует вынуть фетровые шайбы и
проварить их в невысыхающем жире, а затем уплотнить
сальники.
Чрезмерное гудение свидетельствует о ненормальной работе
пускателя. Если сопротивление изоляции- магнитного пускателя
менее нормы, то пускатель следует просушить.
Реле требуют систематического удаления пыли и грязи
с контактов, якоря и сердечника магнитной системы. Механизм
реле очищают мягкой волосяной кисточкой или полотняной тря-
почкой. Подгоревшие и окисленные контакты зачищают над-
филем и полируют.
При осмотрах реле проверяют легкость хода подвижных час-
тей, отсутствие перекосов, величины зазоров и люфтов, состоя-
ние подпятников.
Необходимо следить за тем, чтобы катушки реле не перегре-
вались. При осмотре реле следует вручную проверить свободу
перемещения подвижных частей и убедиться в надлежащем
состоянии креплений и контактов.
198
Работа реле оез немагнитной прокладки не разрешается, так
как при этом возможно залипание якоря. Прокладка должна
плотно прилегать к поверхности якоря.
Магнитные станции перед пуском тщательно осматри-
вают и удаляют коррозию, пыль, грязь и посторонние предметы.
Магнитные станции, работающие в особо напряженном режиме,
требуют ежедневного осмотра и ухода.
Сопротивление изоляции магнитной станции должно быть не
ниже сопротивления изоляции электродвигателя. При несоблю-
дении этрго условия станцию надо подвергнуть сушке при тем-
пературе воздуха 60—80° С.
Проверку исправности электростатических конденсаторов про-
изводят з-арядкой их с помощью мегомметра, соизмеряя его на-
пряжение с рабочими напряжениями конденсаторов. Для этого
ручку мегомметра вращают до тех пор, пока не приостановится
движение стрелки по шкале, что указывает на окончание за-
рядки и исправность конденсатора. Затем конденсаторы раз-
ряжают.
.Плавкие вставки в предохранителях станции должны быть
только штатными.
Перегоревшие сигнальные лампы нужно немедленно заме-
нить новыми.
При осмотрах проверяют правильность установки указателей
шкал реле на заводских рисках уставок. Уставки аппаратов
защиты приводятся в формулярах.
Необходимо периодически осматривать и проверять состоя-
ние уплотняющих резиновых прокладок на крышках водо-
защищенных станций и надежность заземления их корпусов.
Контроллеры и командоаппараты требуют осо-
бого внимания при эксплуатации. Маховички (рукоятки) конт-
роллеров должны иметь четкую фиксацию всех положений и не
должны иметь свободного хода. Самовозврат рукоятки должен
быть четким из любого положения. Ролики должны свободно
вращаться. Степень износа роликов и кулачков определяют по
величине раствора контактов: при растворе контактов меньше
10 мм соответствующие ролики и кулачки подлежат замене.
Пружины, потерявшие упругость, необходимо также заменить.
У контроллеров барабанного типа прилегание сухарей к сег-
ментам должно быть не менее чем на 3/4 их ширины. При умень-
шении толщины сухарей на 4—5 мм, а сегментов на 3 мм их
нужно заменить.
Рабочие поверхности контактов некоторых аппаратов снаб-
жены напайками из чистого серебра. Заменять их медными кон-
тактами нельзя, так как при образовании трудностираемой
пленки окисла может исчезнуть электрический контакт.
Проводники внутреннего монтажа должны быть связаны
в жгуты, могут быть покрыты изоляционным лаком и закреп-
лены таким образом, чтобы исключалась возможность касания
7*
199
их к подвижным частям контроллера. Во избежание самопроиз-
вольного ослабления контактов при тряске и вибрации требуется
наличие контргаек либо пружинных шайб на болтах зажимов.
Пружинные шайбы должны находиться непосредственно под
гайкой или головкой винта.
Изоляционные детали не должны иметь повреждений.
Конечные и путевые выключатели должны иметь исправные,
выключающие упоры и рычаги.
Ось и ролик фиксирующего устройства должны быть сма-
заны. Сегменты барабанных контроллеров смазывают тонким
слоем вазелина, смешанного с графитным порошком. Пружины
смазывают техническим вазелином.
Периодически следует проверять последовательность замыка-
ния контактов в соответствии со схемой.
При сопротивлении изоляции контроллера ниже нормы сле-
дует произвести его сушку.
Маховик (рукоятку) контроллера при пуске электродвига-
теля переводят из одного рабочего положения в другое с интер-
валами в 1—1,5 с, если это не оговорено в формулярах. При
остановке электродвигателя маховик контроллера быстро воз-
вращают в нулевое положение.
Путевые выключатели следует проверять на срабатывание до
пуска электропривода. Опробование проводят на малых часто-
тах вращения электродвигателя.
При замене кулачковых шайб, кулачков и контактов следует
проверить регулировку аппарата.
Электромагнитные дисковые тормоза перед вводом в экс-
плуатацию проверяют на правильность работы в схеме и плав-
ность движения якоря.
Следует иметь в виду, что для обеспечения нормальной и на-
дежной работы электроприводов и автоматизированных устано-
вок необходимо регулярно проверять чистоту контактов датчи-
ков, реле и контакторов. Особое значение это имеет для авто-
матизированных установок, в которых промывку контактов реко-
мендуется осуществлять раз в 15 дней, а зачистку контактов —
раз в 2 месяца, если имеется большое искрение либо если при
осмотре контактов обнаружен нагар или капли металла на кон-
тактной поверхности.
Судовой электропривод и автоматизированные установки
должны быть немедленно отключены при появлении дыма или
огня из электродвигателя, пускорегулирующей аппаратуры или
аппаратуры автоматики, при большой вибрации, угрожающей
сохранности электропривода, несчастном случае с обслуживаю-
щим персоналом, при поломке приводного механизма, недопу-
стимом нагреве подшипников, резком снижении или повышении
частоты вращения машины.
В процессе эксплуатации палубных механизмов необходимо
контролировать состояние уплотнений и обеспечивать водо-
200
защищенность. При этом следует периодически вывинчивать
конденсационные пробки для удаления возможного кон-
денсата.
Для обеспечения надежности работы приводов важна также
систематическая проверка работы тормозных устройств.
При обслуживании аппаратуры судовых электроприводов
следует строго руководствоваться инструкциями заводов-изго-
товителей и «Правилами технической эксплуатации судового
электрооборудования».
§ 34. РЕГУЛИРОВКА, НАСТРОЙКА АППАРАТУРЫ И НАЛАДКА
СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
К электрической аппаратуре, применяемой на судах, в свя-
зи с особенностями ее работы предъявляются особые требова-
ния в отношении надежности. Судовые аппараты должны отли-
чаться высокой прочностью, значительным сроком службы и
безотказностью в работе при возможно наименьших массе, га-
баритах, при минимальных помехах радиоприему и т. п. На-
дежность работы всех видов электрической аппаратуры, приме-
няемой на судах, имеет весьма существенное значение. Судовая
электрическая аппаратура должна отличаться от береговой бо-
лее высоким качеством изоляционных и конструкционных ма-
териалов, а также технологией изготовления.
При изучении настоящего параграфа необходимо хорошо
усвоить излагаемые ниже термины и определения.
Срабатывание — автоматическое действие электрическо-
го аппарата, производимое им в соответствии с его назначе-
нием.
Возврат — возвращение всех подвижных частей сработав-
шего аппарата в их исходное положение.
Втягивание — действие аппарата, при котором якорь
электромагнитной системы перемещается в положение, соответ-
ствующее минимальному воздушному зазору.
Отпадание — действие аппарата, при котором якорь
электромагнитной системы перемещается в исходное положение,
соответствующее максимальному воздушному зазору.
Уставка — значение величины тока или напряжения, на
которое аппарат отрегулирован.
Замыкающий контакт — контакт, в нормальном поло-
жении открытый.
Размыкающий контакт — контакт, в нормальном по-
ложении закрытый.
Электрический зазор — кратчайшее расстояние меж-
ду соседними металлическими частями разного потенциала.
Провал контакта — расстояние, на которое может сме-
ститься место конечного касания подвижного контакта с не-
подвижным из положения полного замыкания, если будет уда-
лен неподвижный контакт.
201
Раствор контакта — кратчайшее расстояние между
контактными поверхностями неподвижного и подвижного кон-
тактов в разомкнутом положении.
Начальное нажатие контакта — нажатие пружины
на контактный рычаг при разомкнутом контакте, отнесенное к
точке первоначального касания контактов.
Конечное нажатие — нажатие в момент окончания про-
цесса замыкания подвижного контакта с неподвижным.
Свободное расцепление — свойство механизма ап-
парата, при котором в процессе включения аппарата и во вклю-
ченном положении его главные контакты могут освободиться от
связи с приводом.
Расцепитель — реле, воздействующее непосредственно
на механизм свободного расцепления.
Моментное отключение (включение)—отключение
(включение) аппарата с приводом, при котором контакты ап-
парата отключаются (включаются) с большой скоростью неза-
висимо от частоты вращения привода.
При регулировке контактных систем аппаратов необходимо
в первую очередь установить нормальные, требуемые по форму-
лярам величины нажатий, растворов и провалов контактов. Ра-
створ и провал контактов определяют с помощью масштабной
линейки или щупом с точностью до 0,5 мм.
Регулируют раствор контактов, изменяя длину упора, огра-
ничивающего движение якоря при отпадании. Провал мостико-
вых блок-контактов контакторов регулируют, изменяя высоту
стоек неподвижных контактов. К сожалению, во многих случаях
провал изменить не представляется возможным и в случае не-
обходимости приходится заменять контакты новыми. Нажатие
контактов аппаратов определяют при разомкнутых контактах с
помощью динамометра, крючок которого крепят нитью к по-
движному контакту по линии полного соприкосновения контак-
тов. Между подвижным и неподвижным контактами проклады-
вают полоску тонкой бумаги. Затем, стараясь вытянуть бумагу,
оттягивают динамометр в направлении, перпендикулярном пло-
скости контакта. Когда бумага легко вынимается, засекают по-
казание динамометра. Это и будет величина начального нажа-
тия. Конечное нажатие контактов определяют, предварительно
заклинив якорь в притянутом к сердечнику положении. Контак-
ты при этом замкнуты. Затем повторяют описанные выше дей-
ствия. Величины начального и конечного нажатия регулируют
с помощью гайки, навинчиваемой на направляющий стержень
пружины. Если при проверке установлено, что начальное нажа-
тие контактов минимально допустимое по формуляру, то кон-
такты. следует заменить.
Для проверки контактов с прямоходовой магнитной систе-
мой применяют динамометры с толкателем. Толкатель встав-
ляют в отверстие опорной плоскости контактодержателя по-
202
движного контакта и нажимают на динамометр. Когда появится
зазор между контактодержателем и мостиком, фиксируют пока-
зания динамометра. Это дает величину начального нажатия.
Когда зазор станет равным нормальному провалу, динамометр
зафиксирует величину конечного нажатия.
Контакты других электрических аппаратов, применяемых в
судовых электроприводах, проверяют и регулируют аналогич-
но изложенному. При регулировке и настройке часто приходится
проверять усилие тяговых катушек электромагнитных аппара-
тов. Тяговое усилие катушки должно обеспечить полное и чет-
кое замыкание контактов.
Проверку производят на горячей катушке напряжением, рав-
ным 80—85% номинального. Если проверку осуществляют на
холодной катушке, то приложенное напряжение не должно
превышать 60—65% номинального, что связано с изменением
величины сопротивления катушки в холодном состоянии.
В любом случае при проверке не должно быть задержки в
момент касания главных контактов.
Кроме рассмотренных действий, электромагнитные реле тре-
буют настройки на определенные уставки. Изменять уставку у
реле постоянного тока можно натяжением возвратной пружины
или установкой немагнитных прокладок различной толщины
между якорем и сердечником. В первом случае регулировка
более точная и плавная. Во втором случае регулировка грубая
ступенчатая.
Следует иметь в виду, что затягивание пружины ведет к бо-
лее быстрому отрыву якоря от сердечника.
Реле времени постоянного тока проверяют на обеспечение
выдержки с помощью электросекундомера, который отсчитывает
время с ценой деления до 0,01 с. Реле минимального напряже-
ния проверяют с помощью вольтметра, фиксируя его показания
в момент срабатывания реле.
Максимальные токовые реле «требуют для настройки источ-
ник большого тока с плавным его регулированием. Это могут
быть генератор с ПКО системы Г—Д или сварочный генератор.
Максимальные токовые реле переменного тока и тепловые
по току проверяют с помощью регулируемого автотрансформа-
тора, а по напряжению — с помощью трансформатора 220/12 В.
До настройки тепловых реле их нагревают номинальным током
до установившейся температуры, -контролируемой с помощью
термометра. Затем ток в цепи повышают до требуемой уставки,
вкдючают секундомер и засекают время срабатывания. Это вре-
мя не должно отличаться от указанного в паспорте реле более
чем на 10%. Регулировку времени срабатывания и уставки
реле осуществляют изгибанием биметаллической пластинки,
если отсутствуют регулировочные устройства у самих реле. Про-
верку и регулировку различных реле осуществляют, используя
специальные схемы подключения измерительных приборов и
203
другой аппаратуры, необходимой для данного испытуемого ап-
парата. Такие схемы подробно изучаются в курсе «Технология
электромонтажных и ремонтных работ».
При эксплуатации судовых электроприводов могут возник-
нуть неисправности, нарушающие нормальную работу привода.
В таких случаях схема управления требует ремонта и после-
дующей настройки (наладки).
При наладке схем управления судовыми электроприводами
рекомендуется придерживаться следующего порядка: изучить
принципиальную и монтажную схемы; осмотреть внутренние
соединения и аппаратуру, уделяя особое внимание состоянию
контактных поверхностей, плотности прилегания и нажатия
контактов, отсутствию заеданий подвижных частей аппаратуры;
проверить величину сопротивления изоляции схемы относитель-
но корпуса, между полюсами или фазами; при сопротивлении
изоляции ниже нормы требуется найти и устранить причину,
вызвавшую падение сопротивления изоляции; после этого при-
ступают к проверке схемы под напряжением, строго соблюдая
правила охраны труда.
Не рекомендуется производить проверку схемы под напря-
жением при качке судна. Если погодные условия позволяют
осуществлять наладку схемы под током, то следует предвари-
тельно отключить от схемы силовые кабели, обеспечив возмож-
ность многократных включений схемы без запуска двигателя и
привода в целом. Осуществив предварительные операции и по-
дав напряжение на схему, с помощью переносного вольтметра
проверяют полярность на входных клеммах, а переносной лам-
пой— целостность предохранителей и сигнальных ламп. Затем
осуществляют пуск схемы, наблюдая за последовательностью,
срабатывания аппаратуры. Такой пуск выполняют многократно*
каждый раз выбирая для наблюдения конкретный элемент схе-
мы. При этом обращают внимание на четкость и своевремен-
ность срабатывания аппаратуры.
Обнаружить неисправность можно последовательной про-
веркой всех цепей схемы. После проверки схемы на всех по-
ложениях работы (например, согласно таблице замыкания ко-
мандоконтроллера) необходимо проверить действие защиты*
создавая искусственно ненормальные режимы работы.
Очевидно, что дать рецепты на все возможные случаи регу-
лировки и наладки схем судовых электроприводов невозможно.
Успешная и краткая по затрате времени работа, связанная с
нахождением неисправностей, .их устранением и последующей
регулировкой схем электроприводов, зависит от квалификации
и опытности электромеханика-наладчика.
ВОПРОСЫ
1. Назовите сроки профилактических осмотров и чистки электрических
машин.
2. Как следует пускать двигатель постоянного тока с помощью реостата?
204
3. Какие подготовительные действия необходимо выполнить перед пус-
ком двигателя? о
4. В чем заключается уход за машиной постоянного тока?
5 В чем заключается уход за машиной переменного тока?
б’ Какие возможные неисправности машин постоянного тока Вам из-
вестны? Как их устранять?
7. Какие возможные неисправности машин переменного тока Вам из-
вестны? Как их устранять?
8. Как осуществляется пуск двигателя переменного тока со «звезды» на
«треугольник»?
9. Как следует производить консервацию и расконсервацию электрических
машин? _
10. В чем заключается уход за контакторами?
11. В чем заключается уход за различного рода выключателями и пе-
реключателями?
12. В чем заключается уход за пусковыми и пускорегулировочными рео-
статами?
13. В чем заключается уход за магнитными пускателями и их тепло-
выми реле?
14. Магнитные станции и уход за ними.
15. Обслуживание контроллеров и командоконтроллеров.
16. В каких случаях требуется немедленная остановка электропривода?
J7. Назовите основные термины и определения, применяемые при регу-
лировании аппаратуры управления.
18. Как осуществляется регулировка контактов аппаратов?
19. Как осуществляется регулировка контакторов в целом?
20. В чем заключается регулировка различных реле?
21. Каков порядок проверки и наладки схем управления электропри-
водами?
Глава VII
Курсовое проектирование
§ 35. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ РУЛЕВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Курсовой проект должен состоять из расчетной и графиче-
ской частей и содержать следующий объем работ.
Расчетная часть: определение моментов на баллере руля;
определение расчетных параметров механической передачи сек-
торного привода; определение моментов по валу электродвига-
теля; выбор механической характеристики исполнительного
электродвигателя; определение мощности и выбор исполнитель-
ного электродвигателя; определение мощности и выбор генера-
тора и приводного электродвигателя; описание работы схемы
рулевого электропривода; выбор аппаратуры, комплектующей
схему рулевого электропривода.
Графическая часть: эскиз пера руля; зависимость моментов
на баллере руля от угла перекладки при переднем и заднем хо-
де судна; нагрузочная диаграмма рулевого электропривода;
механическая характеристика исполнительного электродвигате-
ля; принципиальная схема рулевого электропривода.
205
Курсовой проект выполняется в виде пояснительной записки
со всеми необходимыми расчетами. Чертежи п графики выпол-
няются на миллиметровой бумаге формата 210x297 и подши-
ваются в соответствующих местах пояснительной записки.
Принципиальная схема выполняется на листе чертежной бума-
ги формата 841x594 и снабжается спецификацией комплектую-
щей аппаратуры. В спецификации указываются типы приме-
ненных в схеме элементов, их количество, нормали, ГОСТы или
технические условия на их изготовление.
Листы пояснительной записки должны быть пронумерованы
и иметь с левой стороны поля для подшивки шириной 25—
30 мм. Все записи и расчеты делают только с одной стороны
листа.
Каждый учащийся выполняет курсовой проект в соответст-
ствии с заданным ему вариантом. Исходные данные возможных
вариантов приведены в табл. 4.
Таблица 4
га Исходные данные
Номер варианч О а макс Т, с 9- Ы? Ч-* V, узлы Чз.х* УЗЛЬ1 Тип привода Ток со о £
1—10 11—20 21—30 31—40 41—50 51—60 45 20 35 30 60 70 80 78 72 76 40 30 20 22 28 25 0,10 0,11 0,12 0,12 0,11 0,10 8 10 12 14 16 18 5 6 7 9 10 12 Сек- тор- ный Постоян- ный Перемен- ный Постоян- ный Перемен- ный Постоян- ный Перемен- ный ПО 220 220 220 НО НО
Примечание. = 5°.
15
В приведенной таблице приняты следующие обозначения:
ОС макс '— максимальное отклонение пера руля от диаметральной
плоскости: Т — полное время перекладки пера руля с борта на
борт; i*i — передаточное число червячной передачи; — переда-
точное число цилиндрической передачи; ос°в — угол подъема
винтовой линии; tg ср — тангенс угла трения (коэффициент тре-
ния) червячной передачи; v— скорость переднего хода судна;
v3. х—скорость заднего хода судна; Uc— напряжение судовой
сети.
Д06
Размер пера руля определяют для каждого варианта зада-
ния по базовым размерам руля и коэффициентам, приведенным
в табл. 5.
Таблица 5
Номер варианта Вспомогател ьные коэффициенты
*в kh
1 16 31 46 1,00
2 17 32 47 1,05
3 18 33 48 1,10 > 1,00
4 19 34 49 1,15
5 20 35 50 1,20
6 21 36 51 1,00 ’
7 22 37 52 1,05
8 23 38 ‘ 53 1,10 ► 1,25
9 24 39 54 1,15
10 25 40 55 1.20
И 26 41 56 1,00
12 27 42 57 1,05
13 28 43 58 1,10 1,50
14 29 44 59 1,15
15 30 45 60 1,20 1
Для вариантов 1 —15 используется перо руля № 1, для ва-
риантов 16—30 — перо руля № 2, для вариантов 31—45 — перо
руля № 3 и для вариантов 46—60 — перо руля № 4.
Базовые размеры: ширина базовая Ьъ = 3 м, высота базовая
Лб=5 м, й1 = 0,5 м, h2 = 1,0 м, ri = 0,5 м, г2 = 1,0 м, г3=7,0 м, Г =
= 1 м, й3= 1,5 м, /г4=2,5 м.
207
Действительные размеры пера руля определяют для каж-
дого варианта по формулам:
h =
Рули, задаваемыё для проектирования рулевого электропри-
вода, изображены на рис. 69.
§ 36. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО
ПРОЕКТА
Определение моментов на баллере руля. Рулевое устройство
Рис. 70. Величины плеч давления
для руля прямоугольной формы:
а — простого при переднем ходе судна;
б — балансирного при переднем ходе суд-
на; в—простого при заднем ходе судна;
г — балансирного при заднем ходе судна.
судна на заданном курсе и по-
ворота при его изменении.
Рассмотрим работу руля
при перекладке его из диамет-
ральной плоскости на борт.
При этом струи воды окажут
давление на перо руля, направ-
ленное перпендикулярно к его
плоскости. Результирующее
давление Ра будет приложено
в центра давления, отстоящем
от оси вращения руля на рас-
стоянии I (рис. 70).
Момент на баллере руля
определяется выражением
Мб = ра/.
Опытным путем было уста-
новлено, что в зависимости от
угла отклонения пера руля а*
изменяются величина резуль-
и положение центра давления
тирующей силы давления Ра
(т. е. изменяется величина плеча давления /).
По расположению частей пера руля относительно оси вра-
щения (оси баллера) различают простые, балансирные и полу-
балансирные рули. По профилю горизонтального сечения рули
делятся на пластинчатые и обтекаемые (профильные).
Эмпирическим путем Жосселем была установлена зависи-
мость между давлением Ра, площадью пера руля F, скоростью
движения судна v и углом перекладки а°
5,3 sin а°
= ——- — :—; Fv2,
а 0,2 4- 0,3 sin а
где F — площадь пера руля, м2;
v — скорость судна, узлы;
а —угол перекладки, град.
208
У простых рулей прямоугольной формы плечо давления рав-
но расстоянию от центра давления до передней кромки пера
руля (см. рис. 70, а). Это расстояние определяют по формуле
L = (0,2 + 0,3 sin а ) Ь = 1аЬ,
где Ха — 0,2+0,3 sin я°;
Ь — ширина руля, м.
Определив величины давления воды на руль Ра и плеча дав-
ления I, можно найти величину момента на баллере руля:
5,3 sin а0
Мб = , n ogiZ^ Fv2 (°>2 + 0,3 sin а0) 6 = 5,3Fo® sin а°.
U , Z -j- и, о sin CL
У балансирных рулей прямоугольной формы (см. рис. 70,6)
плечо давления
где Г — расстояние от передней кромки до оси вращения, м.
В этом случае момент на баллере руля
5,3 sin а°
* = № К».2 + ».з ™ “•> » -Л
S,3W(lo»-r)
-----;-----sin а°.
ч
Полубалансирный руль следует рассматривать как состоя-
щий из двух рулей — простого и балансирного.
Результирующий момент на баллере полубалансирного руля
будет
= Л4б1 + M6s>
где ЛГб —момент на баллере, обусловленный давлением воды на простую
часть руля;
Af6s — момент на баллере, обусловленный давлением воды на балан-
сирную часть руля.
Величины моментов Мб, и Мб2 определяются по формулам
справедливым соответственно для простого и балансирного
руля.
Приведенные выше формулы применимы для определения
моментов на баллере при переднем ходе судна. При заднем хо-
де судна задняя кромка пера руля становится передней.
Для простого руля (см. рис. 70, в) в эт01М случае плечо дав-
ления будет
^3.x=f’-L = 6-M=41-M.
гДе 13. х — плечо давления при заднем ходе судна, м.
Момент на баллере простого руля при заднем ходе судна
находят по формуле
*4 х = 5,ЗГп32х ——^sinа0.
209
Для балансирного руля при заднем ходе судна (см.
рис. 70,г) плечо давления будет
L „ =«> — L — Г = Ь(\ — КЛ — V.
О - Л \ vv /
Момент на баллере балансирного руля в этом случае нахо-
дят из выражения
b П — —г
Мб = 5,3Fvf х---------------sin а .
з.х з.х
Рис. 71 Метод трапеций для
определения момента баллера для
руля произвольной формы.
На рис. 6 изображены графические зависимости для различ-
ных типов рулей при переднем и заднем ходе судна. При по-
строении этих графиков необходимо руководствоваться следую-
щими положениями: при переднем ходе судна углы отклонения
руля от диаметральной плоскости
к борту (любому) принимаются
положительными, а углы пере-
кладки руля с борта к диамет-
ральной плоскости отрицатель-
ными; моменты на баллере, пре-
пятствующие работе привода,
выбираются положительными,
а моменты, помогающие работе
привода — отрицательными.
При заднем ходе судна знаки
углов отклонения и моментов на
баллере меняются на обратные.
Для определения момента на
баллере пластинчатого руля про-
извольной формы (рис. 71) при-
меняется следующий метод. Пло-
щадь пера руля делится на эле-
ментарные площадки одинаковой
высоты ДА.
Чем больше выбирают число площадок и, тем точнее оказы-
вается расчет.
Высота каждой площадки
h
bh =—
п
где h — высота руля, м.
Рассмотрим произвольно выбранную площадку i. Плечо
давления для этой площадки
/t- = L£ —/р
Элементарная площадка
ДР£ = bi&h.
210
Давление воды на элементарную площадку
5,3 sin a0 bi^hv2
ЬР[ =
Элементарный момент на баллере, обусловленный давлением
воды на выбранную площадку,
5,3г/2 sin сс
ДЛ4; = ----------------£
Oa % - I'fid
a
Давление, действующее на
всю площадь пера руля
а
ДР; =
5,3v2 sin а°
к
Момент на баллере, обусловленный давлением воды на всю
площадь пера руля, определяют по формуле
п п
V5,3v2sina° VI/ о - ч
------------ДА 2^ ( -1&) .
Практически этот расчет удобно вести в табличной форме
(табл. 6).
Следует иметь в виду, что, если отношение — оказывается
Б
больше 0,37, то руль будет устойчив во всех положениях, что
-характеризуется отрицательным моментом на баллере. Практи-
чески это отношение должно быть не более 0,2. В противном
случае следует уменьшить балансирную часть руля.
Из табл. 6 можно в общем случае определить:
площадь пера руля
F = ЛД/г;
площадь балансирной части руля
f= ЛД/i;
силу давления воды на руль
5,3v2 sin a°
К
A\h;
момент на баллере руля
Мб =
5 Зу2 sin a°
(V - Р)ДА;
плечо давления
Мб \B-D
211
а б л и ц a
212
Последние выражения справедливы для переднего хода суд-
на. Из них при проектировании рулевого электропривода наи-
больший интерес представляет выражение для момента на бал-
лере, подставляя в которое различные углы отклонения пера
руля (в заданных пределах), можно построить зависимость
M6 = f(a).
По данным расчетной таблицы можно получить и выражение
для момента на баллере при заднем ходе судна. При этом
необходимо учитывать, что при заднем ходе плечо давления
воды на руль изменяется. Принимая во внимание это обстоя-
тельство, момент на баллере руля можно определить по фор-
муле
5,3n2 sin а°
Жбз X =------X-----[В (1 — М — °] ДА-
О « Л *
Зависимость Л1бзх=7(а°) можно получить,
личными величинами отклонения пера руля.
При построении зависимостей M6 = f(a:>)
удобно пользоваться табл. 7.
задаваясь раз-
и Мбз^==?(а°)
О
5
10
15
20
25
30
35
Определение расчетных параметров механической передачи
секторного привода. Для последующего выбора исполнительного
электродвигателя рулевого электропривода необходимо опреде-
лить общее передаточное число в механической передачи,
к. п. д. передачи прямого хода и к. п. д. передачи обратного
хода пера руля.
Коэффициентом полезного действия прямого хода руля яв-
ляется к. п. д. передачи в следующих случаях: при перекладке
пера руля из диаметральной плоскости на борт для переднего
хода судна; при перекладке пера руля с борта в диаметраль-
ную плоскость для заднего хода судна.
Коэффициентом полезного действия обратного хода явля-
ется к. п. д. передачи в следующих случаях: при перекладке
пера руля с борта в диаметральную плоскость для переднего хо-
да судна; при перекладке пера руля из диаметральной плоско-
сти на борт при заднем ходе судна.
Общее передаточное число определяется по формуле (I—14).
Обозначая тр к. п. д. прямого хода червячной передачи,
т|2 к. п. д. цилиндрической пары и г]з к. п. д. баллера руля, по-
лучим общий к. п. д. баллера руля (общий к. п. д. прямого
хода) т] = т)1т12'Пз.
Величина тр находится из выражения (I—16).
Для цилиндрической передачи и баллера руля принимают
следующие значения к. п. д.: т]2 = 0,93-4-0,95; г|3 = 0,90-4-0,95.
Величина обратного к. п. д. определяется из выражения
(I—18), в котором величина определяется по формуле
(1-17).
Величины обратных к. п. д. цилиндрической пары и баллера
равны прямым к. п. д. указанных кинематических звеньев, т. е.
Г)2 = П2 и Пз = Пз-
Определение моментов на валу электродвигателя и построе-
ние нагрузочной диаграммы. В общем случае момент на валу
электродвигателя при положительных моментах на баллере оп-
ределяется из выражения (1-19).
При отрицательных моментах на баллере момент на валу
электродвигателя можно найти по формуле (I—20).
Так как в секторных приводах применяется самотормозящая
червячная передача (^ъ'СО), то момент электродвигателя и при
отрицательных моментах на баллере должен быть положитель-
ным. Положительный вращающий момент электродвигателя не-
обходим для преодоления трения во всех звеньях привода.
На практике величину прямого ц и обратного т)х к. п. д. ме-
ханической передачи рассчитывают только для максимальных
нагрузок на баллере. Поэтому по приведенным выше формулам
можно определить только величины моментов на валу электро-
двигателя, соответствующие максимальным моментам на балле-
ре (см. формулы (I—21) и (I—22).
При переходе руля через диаметральную плоскость момент
на баллере равен нулю, но момент Мо на валу электродвига-
теля из-за трения в приводе не равен нулю.
При проектировании рулевых электроприводов принимают:
Л40= (0,14-0,2) Ммакс — для простых рулей; Мо= (0,2-4’
4-0,3) Ммакс — для балансирных рулей.
Вследствие того что исходная для расчета мощности руле-
вого электропривода зависимость момента на баллере от угла
перекладки руля определяется не вполне точно, при построй
214
кйй нагрузочных диаграмм исполнительного электродвигателя
принимают ояп допущений.
Обычно рассматривают две нагрузочные диаграммы: для пе-
рекладки руля при переднем ходе судна с полной скоростью;
для перекладки руля при заднем ходе судна.
Используя зависимости момента на баллере от угла пере-
кладки, можно получить нагрузочные диаграммы исполнитель-
ного электродвигателя, т. е. зависимости М = [(а°).
Рис. 72. Приближенные нагрузочные диаграммы
рулевого электропривода при переднем ходе
судна:
а—для простого руля; б—для балансирного и поту-
балансирного рулей.
Рассмотрим нагрузочные диаграммы для переднего хода
судна.-
Для простого руля зависимость М=[(а°) делится на два
участка: первый от—а°Макс до 0°, второй от 0° до + а°маКс.
При переднем ходе судна нагрузочную диаграмму строят,
полагая, что статический момент на валу электродвигателя для
всех углов перекладки простого руля в пределах первого уча-
стка остается постоянным и равным моменту М при холостом
ходе привода (т. е. в момент перехода руля через диаметраль-
ную плоскость).
Для балансирного руля зависимость M=f(а0) делится на
следующие два участка: первый от —окмаксдо +«р второй от
+ a°i до +а°макс-
Считают, что в этом случае статический момент на валу
электродвигателя остается постоянным и равным моменту Л40
при всех углах в пределах первого участка.
Затем принимают, что статический момент на валу электро-
двигателя при перекладке руля в пределах второго участка воз-
растает по прямой от Л40 до Ммакс.
Нагрузочные диаграммы исполнительного электродвигателя
для перекладки руля при переднем ходе судна изображены на
рис. 72, а и 72, б.
Для заднего хода судна криволинейную зависимость Л4бзх =
=f(cc°) заменяют двумя прямолинейными отрезками (см. рис. 6).
Величину угла «з , соответствующего точке пересечения отрез-
ков, определяют, заменяя площадь, ограниченную кривой
215
Мбзх = Ца0), равной по площади трапецией (рис. 73). Для этой
цели угол а°Макс делят на четное число (2п) равных частей и
измеряют ординаты М{, М2..., М2п = Мб3,хиакс.
Тогда площадь, ограниченную кривой моментов на баллере
и осью абсцисс, можно определить по формуле
амакс
Г Ad
^макс~ | Mda [Л4б3.хмакс + 4(Л^1 + Л1»+ * ’ * +
0
+ М2п—i) + 2 (М2 + + . . . + М2п—г)] •
Рис. 73. Представление зависи-
мости ^бзх=/(«°) двумя пря-
молинейными отрезками.
Эту же площадь можно найти как сумму треугольника с
основанием а3 и высотой Л4б3 х макс и прямоугольника со сторо-
нами (<Х°макс—С€3) иЛ1бзхмакс-
з.х макс °
^макс “ 2
+ Мб — оц) =
°з.хмакс'- маЕС
о о
Обо
МаКС О
Мб ---------------о------
з.х макс 2
откуда
а3 ^амакс
макс
з.х макс
Нагрузочная диаграмма рулевого электропривода при зад-
нем ходе судна приведена на рис. 74.
Математическое выражение нагрузочной диаграммы элект-
родвигателя в общем случае будет иметь вид
М = 7И0 + Ьа°,
где b —угловой коэффициент прямой;
а° — угол перекладки руля, рад.
216
Для простого руля при полном переднем ходе судна:
на участке от аомакс до О
Ь = 0 и М. = Л40,
на участке от 0 до +а°Макс
, Ммакс М)
* =-----;------»
амакс
Для балансирного руля при полном переднем ходе судна:
на участке от —а°маКс до +cti°
Ь = 0 и М = Мо,
на участке от +ос° до +а°Макс
< ^макс
О = —--------- ,
амакс а1
Ч + -oMavc ~ Мо°- а0
&макс а1
Нагрузочная диаграмма исполнительного электродвигателя
при заднем ходе судна состоит из трех участков: от —а°макс до
0, от 0 до а°з и от а°3 до а°макс. Моменты, развиваемые элект-
родвигателем в пределах указанных участков, определяют сле-
дующим образом:
для первого участка
Ь = 0 и М = Л40,
для второго участка
Ч. х макс
Ь = --------------
а3
М = Мо +
^з.хмакс
О
аз
для третьего участка
b = 0 и М = М
и 2Г1з.хмакс
8 В. II. Фесенко
217
Выбор механической характеристики исполнительного элект-
родвигателя. Основной задачей расчета исполнительного элект-
родвигателя является определение его механической характери-
стики для обеспечения заданного времени перекладки руля с
борта на борт при полной скорости переднего хода судна.
Исходными данными для расчета искомой механической ха-
рактеристики являются: Т — заданное время перекладки руля с
борта на борт, с; а°макс— максимальный угол отклонения пера
руля от диаметральной плоскости, рад; Л1б = /(се°)—зависи-
мость момента на баллере руля от угла поворота руля; i — об-
щее передаточное число рулевого привода; г| — общий к. п. д.
рулевого привода.
Примем допущения, что поток возбуждения генератора Фг
прямо пропорционален ампер-виткам AW возбуждения, т. е.
Фг = MW,
где Л] — коэффициент пропорциональности.
Это допущение правомерно, так как генератор имеет нена-
сыщенную магнитную систему.
Ампер-витки возбуждения состоят из ампер-витков обмотки
независимого возбуждения AWX, постоянных по величине, и ам-
пер-витков противокомпаундной обмотки, пропорциональных то-
ку якоря генератора:
ФГ = К (А\Ух-Ма),
где k2 — коэффициент пропорциональности;
1а — ток якоря генератора.
Последнее выражение можно записать в виде
Фг = ktAWx - kMa = Фи,
где Фо — поток возбуждения независимой обмотки;
Фп— поток возбуждения противокомпаундной обмотки.
Выражение для потока возбуждения генератора можно
представить следующим образом:
Фг ~ Фо ^1/а>
где b\ = k\k2.
С некоторым приближением можно считать, что при постоян-
ной частоте вращения генератора противоэлектродвижущая си-
ла электродвигателя пропорциональна потоку возбуждения ге-
нератора. С другой стороны, противоэлектродвижущая сила
электродвигателя пропорциональна его частоте вращения:
Ед = ЬзФ? и £д = сеп,
следовательно,
п
к^Фг
218
Учитывая, что
Л1
см
можно написать
n = nQ —--------М — п0 — Ь2М.
сесм
В приведенных выражениях: k3, се, см — коэффициенты про-
порциональности; По—частота вращения идеального холостого
хода исполнительного электродвигателя; Ь2 = ----- .
СеСм
Значение коэффициента 62 можно найти из условия стоянки
электродвигателя под током, т. е. при Л4=МСТ и п = 0 О = /го—
—b2MCTf откуда
п0
Л4Ст
Теперь уравнение механической характеристики исполнитель-
ного электродвигателя принимает вид
п = п0 — — М = п0 ( 1 —
Мст > \
м \
•Мст /
Графическое изображение механической характеристики по-
казано на рис. 12.
Перекладка руля при постоянной скорости.
Момент на валу электродвигателя при перекладке пера руля в
пределах первого участка и для переднего и для заднего хода
судна остается неизменным и равным
м0 = мст( 1-—).
\ По J
Частота вращения электродвигателя при этом моменте
П1 = По — По ( —------- = По
\ А1СТ 7
^ст Ч
^ст
Вращаясь с частотой электродвигатель переложит про-
стой руль от —а°маКс до 0 за время Баллер руля повернется
при этом на угол а°макс с угловой скоростью
о
амакс
«б = -------
п
Угловая скорость электродвигателя
СО и = ------ = ---- .
д 30 9,55
8*
219
Так как сод=коб, то
Отсюда
П1 амакс .
9,55 “ 4 **
ia
/1 = 9,55------
П1
Подставив в это выражение значение получим
ихмяигЛ1ст
Л — 9,55--------------—
И0 (Мст -Mq)
Для балансирного и полубалансирного рулей время пере-
кладки на первом участке составляет
„ гг »(«макс+“1) Мст
л = 9 55-------------— •
«о (^ст — ^о)
Время перекладки руля в пределах первого участка при зад-
нем ходе судна определяется так же, как время перекладки
простого руля на первом участке при переднем ходе судна.
Время перекладки руля в пределах третьего участка при
заднем ходе судна определяют по формуле
„ „ ' (“макс ~ “з) Мст
'а-9-55 п0(Л1сТ-7И3.хмакс) •
Перекладка руля при переменной скорости.
Приравнивая друг другу полученные ранее выражения для
момента электродвигателя, можно записать
Ммакс—о
--------а .
амакс
ссэ.
Решая полученное уравнение относительно и, получают
Мо -^макс
п = nQ — nQ———nQ--------------
7Ист Л4СТ амакс
макс
Так как п0, Мо, Мст, Ммакс и а°макс являются величинами по-
стоянными, то можно обозначить
Л10 Ио (Мст Н) -
Ио — ПО —— =------—-------- = А;
AfCT ^СТ
Ио (^макс — №)
-------------= и.
О
^ст “макс
Тогда
п = А — Во1.
220
Частоте вращения п электродвигателя соответствует угловая
скорость
лп п
,д = ~3о" = 9^55 *
Угловая скорость баллера руля при этом будет
da0
==~7Г
at
Учитывая общее передаточное число привода, получим
(Од —
или
л/г da°
30 “ dt 1‘
Отсюда
п = 9,55/-— = Co-
at dt
где Со=9,55 I.
Следовательно,
А — Ва° = Со---- или dt = Со ----------.
dt 0 А — Ва°
Теперь можно определить время перекладки простого руля
в пределах второго участка при переднем ходе судна:
a
макс
Z. С dt
о
^2
In (Л — Ва°)
а
макс
f
0
Со А ^амакс
Т’л-------а---
Подставляя в последнее выражение значения постоянных
А, В и Со, можно записать
_ 9 55 *амакс ^ст 1П МсТ — Ммакс
«о (-^макс Л10) -Мст
Время перекладки балансирного и полубалансирного рулей
в пределах второго участка при переднем ходе судна состав-
ляет
Q __ * (« макс ~ «1) Мст Мст - Ммакс
^0 (^макс Мд) Мст А1,
221
Время перекладки руля на втором участке при заднем ходе
судна определяется выражением
/СХпЛ1сТ Мст М3 хмакс
/ — _ Q R5______——— In -----------------
2зх ’ "о(М3.хмакс--Мд) Мст-Мв
Определение полного времени перекладки
руля с борта на борт. Полное время перекладки руля при
переднем ходе судна
т = +t2.
Для простого руля оно будет
т 9 55 /(Хмакс^ст g 55 *амакс Мст МсТ Ммакс _
п0 (Мст — Мо) Uq (Ммаис Mq) Мст М9
55 *амаксМст / 1 ____1_____МсТ МмаКс \
Пд \ Мст Мд Муакв Mf МСТ Mg J
Определение механической характеристики
исполнительного электродвигателя. Время Т яв-
ляется известным из задания на расчет. Оно должно быть обес-
печено исполнительным электродвигателем. Другими словами,
электродвигатель должен обладать соответствующей механиче-
ской характеристикой. Поэтому найдем частоту вращения иде-
ального холостого хода для простого руля при полном переднем
ходе:
^амаксМст / 1 1 МсТ Ммакс Д
----------- / -------_---------------In --------——
Т \Мст Л4д МмаКс Mg Мст Мд /
Частота вращения идеального холостого хода электродвига-
теля для балансирного и полубалансирного рулей при переднем
ходе судна будет
g 55 ^МСт ( амакс + амакс Мст — Ммакс }
\ Мст Мд Ммакс Мд Мст Мд /
Для работы исполнительного электродвигателя при заднем
ходе судна перекладка руля в заданное время T=t\+tz+t$ обес-
печивается при частоте вращения идеального холостого хода
амакс j амакс а3
Мст — Мо Мст — Ммакс
а3। МСт Ммакс
Ммакс - Мд МсТ Л4д
П ГЕ- МСТ
ПО = 9,55г —у-
Для учета переходных процессов время перекладки руля
уменьшается на 2—3 с, т. е.
Т = Т3-(2 4-3).
222
Момент стоянки электродвигателя под током принимают
равным
Л4ст = (1,3-5- 1,5) Л4Макс •
Задаваясь моментом стоянки электродвигателя и определив
частоту вращения идеального холостого хода для конкретных
типа руля и направления движения судна, определяют механи-
ческую характеристику электродвигателя, удовлетворяющую за-
данному времени перекладки руля.
Зная частоту вращения идеального хода электродвигателя,
можно найти величины частоты вращения его, соответствующие
моментам М и A4MaKc-
^ст Mq А1ст — ^макс
= по л, и пмакс — по
Мст • 7ИСТ
Определение мощности и выбор исполнительного электро-
двигателя. Мощность исполнительного электродвигателя, соот-
ветствующая полученной механической характеристике, будет
или
Мп
р =------.
9550
Эта мощность зависит от момента М и от частоты враще-
ния п. Частота вращения п в свою очередь зависит от М в со-
ответствии с уравнением механической характеристики:
Тогда выражение для мощности примет вид
М / М X п0 / М2 \
Р = 975 n° — = 975 Л1СТ /
Полученная зависимость графически представлена парабо-
лой с максимумом РМакс на рис. 12.
При расчете рулевых электроприводов максимальную мощ-
ность РМакс считают номинальной кратковременной мощностью
при продолжительности работы 30 или 60 мин, т. е.
Рмакс ~ Рном •
Найдем номинальный момент МНОм и частоту вращения ггном,
соответствующие номинальной мощности РНом- Для этого нуж-
но исследовать на максимум функции P=f(M),
dP______________________Пд /1 2Мыом \
dM ~ 975 \ Мст /
223
Из последнего выражения получаем
2Мном
Мст
следовательно,
1
^НОМ = n А1СТ«
Подставив найденное значение МНОм в уравнение механиче-
ской характеристики, находим
Л Мгг 1
«ном-«0^1 2МСТ)~ 2
Следовательно, номинальная мощность (в кВт) электродви-
гателя будет
р ____ ОМАНОМ^ст^о МсТ^О
ном “ 975 ~ 975 • 2.2 ~ 3900 ’
Если в каталогах приводятся моменты электродвигателей,
соответствующие длительному режиму работы, то при расчете
можно принять следующие соотношения между кратковремен-
ными и длительными режимами:
М60<1,1Мд,
М30 1 »2Л4д,
Чо 0»65 Мд,
^зо 1 >0Мд,
где М6о—момент электродвигателя защищенного исполнения при 60-минут-
ном режиме работы;
Мзо— то же при 30-минутном режиме работы;
Л4бо3 — момент электродвигателя закрытого исполнения при 60-минутном
режиме работы;
М30з — то же при 30-минутном режиме работы;
Л4Д — момент электродвигателя при длительном режиме работы.
Определение мощности и выбор генератора и приводного
электродвигателя. Номинальную мощность генератора опреде-
ляют по номинальной мощности исполнительного электродви-
гателя и его к. п. д.
р _____ ^ном
ГНОМ Т]д
Помимо номинальной мощности определяют габаритную
(расчетную) мощность генератора, по величине которой выби-
рают нужный тип генератора.
Величину габаритной мощности находят по формуле
2,4 -> 3
р------------р_
224
Учитывая, что по Правилам Регистра СССР напряжение су-
довой сети не должно превышать 230 В, номинальное напря-
жение генератора принимают равным 115 В. При этом условии
напряжение генератора с противокомпаундной обмоткой в ре-
жиме холостого хода не превысит 230 В.
Мощность приводного электродвигателя можно определить
следующим образом:
Рг
р________ном
нРном Т]г ’
где Лг — к. п. д. генератора.
Ее можно найти также по формуле
р _ ?ном
прном ЯдЧг
При выборе машин преобразователя необходимо помнить,
что частота вращения приводного электродвигателя должна со-
ответствовать частоте вращения генератора. Обычно генератор
и приводной электродвигатель берут в брызгозащищенном ис-
полнении. Если рулевой электропривод предназначен для рабо-
ты от сети переменного тока, то необходимо предусмотреть воз-
будитель для питания независимых обмоток возбуждения ге-
нератора и исполнительного электродвигателя. Мощность воз-
будителя приблизительно равна 5—10% мощности электродви-
гателя.
§ 37. ПРИМЕР РАСЧЕТА ПО ВЫБОРУ ЭЛЕКТРОМАШИН РУЛЕВОГО
ПРИВОДА
Задание. Определить мощность и выбрать электропривод,
работающей по схеме Г—Д с противокомпаундной обмоткой по
следующим данным:
максимальное отклонение пера руля отдиа-
метральной плоскости а°макс = 35о ( 0,611—1;
полное время перекладки пера руля с борта
на борт Т=30 с; тип привода — секторный;
передаточное число червячной передачи ц = 48;
передаточное число цилиндрической передачи
*2=18; угол наклона винтовой линии а° =5°;
коэффициент трения в червячной передаче
tgcp = 0,12; скорость переднего хода судна
о = 10 узлов; скорость заднего хода судна
v = 6 узлов; род тока — постоянный; напряже-
ние питающей сети t7c=H0B; размеры пера
руля в метрах (рис. 75).
Определение моментов на баллере руля.
Рис. 75. Эскиз пе-
ра руля.
225
Для определения искомых моментов применяют способ трапеций
(рис. 76) и составляют вспомогательную таблицу.
Рис. 76. Применение
способа трапеций
для определения мо-
ментов на баллере
руля.
Номер ординат bi •
0 1,5 2,25 —1,25 —1,87
1 2,0 4,0 —0,75 —1,50
2 3,5 12,25 0,50 1,75
3 3,5 12,25 0,75 2,60
4 3,5 12,25 0,75 2,60
5 3,5 12,25 0,75 2,60
6 3,5 12,25 0,75 2,60
7 3,5 12,25 0,75 2,60
8 3,5 12,25 0,75 2,60
Сумма
92,8 92,0 5,0 13,9
П( эправка
2,5 7,25 0,6 0,4
Исправ ленная сум1 via
Л = 25,5 В = 84,75 Со = 4,4 D = 13,5
По данным вспомогательной таблицы, заданным скоростям
переднего и заднего хода судна определяют моменты на бал-
лере, соответствующие различным углам перекладки пера руля.
Данные расчета сводятся в таблицу. В соответствии со сводной
таблицей на рис. 77 построены зависимости M6=f(a) и Мбз х =
=П«).
Вспомогательные и определяемые величины
Углы перекладки пера руля, град 0X)UIS 8 << о 8 с <л 8 << <7 — g \о 8 << 1 / В(1 -Ьа) а — — i)g 5,3 У* ЛИ з х si па 8 << оз.х
5,3 v2 Aft 8 «4
0 0 0,195 0 16,5 3,0 0 0,805 68,2 54,7 0 0
5 0,087 0,222 238 18,8 5,3 1 260 0,778 66,0 52,5 74 ,5 3 810
ао 0,174 0,248 370 21,0 7,5 2 780 0,752 63,6 50,1 133,5 6 700
J1 5 0,259 0,274 500 23,2 9,7 4 850 0,726 61 ,5 48,0 180,0 8 650
20 0,342 0,299 604 25,4 И ,9 7 180 0,701 59,4 45,9 217,0 9 750
25 0,423 0.324 622 27,4 13,9 9 620 0,676 57 ,3 43,8 249,0 1 0 900
30 0,500 0,347 762 29,4 15,9 12 100 0,653 55,3 41 ,8 274,0 1 1 450
35 0,574 0,370 820 31,4 17,9 14 700 0 ,630 53 ,4 39 ,9 295,0 И 900
226
Определение расчетных параметров механической передачи
секторного привода.
Общее передаточное число секторного привода
t = ij/a >
где и — передаточное число червячной передачи (ч=48);
i2 — передаточное число цилиндрической передачи (г2=18).
Рис. 77. Зависимость моментов
на баллере руля от углов пе-
рекладки при переднем и зад-
нем ходе судна.
Следовательно,
/ = 48 • 18 = 1728.
Общий к. п. д. передачи прямого хода пера руля
Т] = Г]1Т]3Т)з,
где rjj—к. п.д. прямого хода червячной передачи;
т]2 — к. п. д. цилиндрической пары;
— к. п. д. баллера руля.
Коэффициент прямого хода червячной передачи
П1 = По
tg ocg
tg (а° + <г)
где т]0 — к. п. д. направляющих червяка;
«®=5° — угол подъема винтовой линии (сц=5°);
ф — угол трения.
Принимаем цо=О,97 и tg ф —0,12, тогда
tg 5° 0,0875
-2-------= 0,97 —------= 0,425.
> + 6°20') 0,2
тц = 0,97
227
Принимаем т]0 = 0,94 и т]з=0,93, следовательно
Т) =0,425.0,94.0,93 = 0,372.
Определение моментов на валу электродвигателя и построе-
ние нагрузочной диаграммы. Величина максимального момен-
та на валу электродвигателя
лл ____ Ммакс
^макс —
14 700
——-—-—— =22,8 кгс . м
1728 * 0,372
-35-30-25-20-15-10-5 0 5 10 15 20 25 30 35
Рис. 78. Нагрузочная диаграмма испол-
нительного электродвигателя.
Момент, развиваемый электродвигателем, при переходе пера
руля через диаметральную плоскость будет
Мо = О,25Ммакс = 0,25-22,8 = 5,7 кгс - м.
Нагрузочная диаграмма изображена на рис. 78.
Выбор механической характеристики исполнительного элект-
родвигателя. Момент стоянки электродвигателя под током
Мст = 1,4Л4Макс = 1,4 • 22,8 = 32 кгс-м.
Частота вращения идеального холостого хода
0 Мст f 1 ______J____о о . МСт Ммакс
пх = , 55гамакс _ д, 2 ’ og Д1СТ - Мв
где Т — расчетное время перекладки пера руля, принимаемое равным 28 с.
Следовательно,
30 • 1728 • 0,611 • 32 / 1_
"х= 3,14-28 \ 32—5,7
1 32 — 22,8\
__.— --------2,3 Iog-------- ) = 1150 об/мин.
22,8 — 5,7 ’ 8 32-5,7 J
228
Частота вращения электродвигателя при Мо
мст — м0 32 — 5,7
п0 = пх----------------= 1150 -------= 945 об/мин.
Мст 32
Частота вращения электродвигателя при Л4макс
Мгт — Ммакс 32 — 22,8
Пмакс = пх ст- М— = 1150-----—— = 331 об/мин.
Л!сТ 32
Механическая характеристика показана на рис. 79.
о
/200
/ООО
800
ооо-
900
zoo
~пм=331
п0 "993
__i-iiVy !___ , ,
О 3 6 9 12 /5 /8 21 29 27 30 33
Рис. 79. Требуемая механиче-
ская характеристика исполни-
тельного двигателя.
Определение мощности исполнительного электродвигателя.
Номинальная частота вращения электродвигателя
n0 Н50
«ном = — = —~ = 575 об/мин.
Номинальный вращающий момент электродвигателя
Л1СТ 32
7ИН0М = —— = — = 16 кгс • м.
2^ &
Номинальная мощность электродвигателя
__ Мном^ном _ 16 • 575
Рном - 975 - 975
= 9,45 кВт.
Выбор типового электропривода рулевого устройства. Полу-
ченные механические характеристики и номинальные данные
исполнительного электродвигателя позволяют выбрать типовой
рулевой электропривод со следующими данными электрических
машин: исполнительный электродвигатель — тип ПН-400, номи-
нальная мощность Люм=12,9 кВт, номинальный ток /1ЮМ = 62 А,
номинальная частота вращения пиом = 833 об/мин, номинальный
момент Л4ном=15,1 кг-см; генератор преобразователя — тип
ПН-205, номинальная мощность Аюм=16,9 кВт, номинальное
напряжение С/ПОм=143В, номинальный ток /НОм=Н8А, номи-
нальная частота вращения пПом=1700 об/мин; приводной элект-
родвигатель— тип ПН-145, номинальная мощность /’ном”
= 21,3 кВт, номинальный ток /Ном=220 А, номинальная частота
вращения пном=1700 об/мин.
229
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ ЭКЗАМЕНА
1. Классификация рулевых электроприводов и их особенности на про-
мысловых судах. Требования Регистра СССР к рулевым электроприводам.
Режимы работы привода.
2. Характеристики момента на баллере руля. Силы, действующие на р} ль
при различных маневрах судна.
3. Типы передач рулевых установок. Нагрузочная диаграмма электропри-
вода руля.
4. Методика расчета и выбора мощности рулевых электроприводов.
5. Системы н схемы управления рулевыми электроприводами и их при-
менение.
6. Контакторная схема управления рулевым электроприводом средней
мощности на пос.оянном токе.
7. Схема управления рулевым электроприводом с дросселями насыщения.
8. Схема питания электрогидравлпческого рулевого привода.
9. Принципиальная схема электрооборудования рулевой машины.
10. Схема общего расположения электрогидравлической рулевой машины.
11. Схема управления рулевым электроприводом по системе Г—Д.
12. Схема управления рулевым электроприводом с ЭМУ в качестве воз-
будителя.
13. Упрощенная принципиальная схема стабилизации курса судна.
14. Блок-схема автоматической стабилизации курса судна.
15. Общие сведения и управление подруливающим устройством.
16. Режимы работы якорно-швартовных устройств и требования, предъяв-
ляемые к ним.
17. Процесс снятия судна с якоря и нагрузочная диаграмма электропри-
вода якорно-швартовного устройства.
18. Методика расчета и выбора исполнительного двигателя брашпиль-
ного электропривода.
19. Контроллерная схема управления электроприводом брашпиля на по-
стоянном токе.
20. Контакторная схема управления электроприводом брашпиля на по-
стоянном токе
21. Релейно-контакторная схема управления якорно-швартовным устрой-
ством на переменном токе.
22. Схема управления брашпилем по системе Г—Д.
23. Схема управления электроприводом шпиля.
24. Работа одной и двумя грузовыми лебедками и нагрузочные диаграм-
мы их электроприводов.
25. Методика расчета и выбора исполнительного двигателя электропри-
вода лебедки.
26. Схема контроллерного управления грузовой лебедкой.
27. Схема управления грузовой лебедкой на переменном токе.
28. Схема управления электроприводом грузового поворотного крана.
29. Блок-схема и схема блока питания дистанционного управления гру-
зовой лебедкой,
30. Электроприводы буксирных лебедок. Схема управления буксирной
лебедкой.
31. Режимы работы электроприводов насосов, вентиляторов и компрес-
соров и требования, предъявляемые к их электроприводам.
32. Схемы управления электроприводами насосов на постоянном и пере-
менном токе.
33. Принципиальная схема управления электроприводом топливоперека-
чивающего насоса.
34. Принципиальная схема управления электроприводом компрессора.
35. Схема автоматизации опреснительной установки.
36. Методика расчета и выбора электродвигате 1я для привода насосов,
вентиляторов, компрессоров.
37. Схема автоматизации компрессоров кондиционирования.
230
38. Общие сведения о траловых лебедках и требования, предъявляемые
к ним.
39. Схема управления траловой лебедкой СРТР типа «Океан».
40. Схема электропривода траловой лебедки КБРТ «Наталья Ковшова».
41. Принципиальная схема электропривода траловой лебедки РТМ типа
«Тропик».
42. Упрощенная схема регулирования электропривода траловой лебедки
РТМ типа «Ат л антик».
43. Блок-схема регулирования траловой лебедки РТМ типа «Атлантик».
44. Принципиальная схема электропривода траловой лебедки РТМ типа
«Атлантик».
45. Принцип действия, конструктивная схема и электропривод силового
блока.
46. Конструктивная схема, принцип действия и электропривод сейнерной
лебедки.
47. Конструктивная схема, принцип действия и электропривод дрифтер-
ного шпиля.
48. Конструктивная схема, принцип действия и электропривод сетевыбо-
рочной машины.
49. Конструктивная схема ручьевой головки.
50. Кинематическая схема, принцип действия и привод неводовыбороч-
ной машины.
51. Принципиальная схема электропривода вытяжной лебедки ПР типа
«Витус Беринг».
52. Основные сведения об электроприводах судового технологического
оборудования.
53. Общие сведения об электроприводе судовых рефрижераторныху сга-
новок.
54. Схема управления рефрижераторной установкой.
55. Общие сведения о лове рыбы на свет. Устройство для лова рыбы на
свет. Буй и лампа для лова.
56. Принципиальное устройство датчика касания дна и грузовой муфты
установки для лова рыбы на свет.
57. Общие сведения о применении электротрала. Схема работы импульс-
ного генератора.
58. Схема работы импульсного генератора с несколькими управляемыми
вентилями. Электротралы.
59. Общие сведения об электролове тунца. Электроудочка для лова,
электрогарпун для боя китов.
60. Правила ухода за судовыми электроприводами.
61. Порядок осмотра судовых электроприводов перед пуском и выходом
судна в море.
62. Регулировка и настройка аппаратуры управления судовыми электро-
приводами.
ТАБЛИЦА ТИПОВЫХ ДАННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Позиции Напряжение сети, В Исполнительный электродвигатель Пр еобразователь
Тип Мощность полезная, кВт Напряжение, В Ток, А Частота вращения, об/мин Момент М, кгс-м генератор
Тип Мощность полезная, кВт Напряжение, В Ток, А
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2
1 ПО ПН-17,5 0 147 1,0 1745 0 ПН-17,5 1,37 102 13,5
1,09 102 13,5 1100 0,969
0,81 75 20 612 1,29
0 31 276 0 1,45
2 220 ПН-17,5 0 147 1,0 1745 0 ПН-17,5 1,37 102 13,5
1,09 102 13,5 1100 0,965
0,81 75 20 612 1,29
0 31 276 0 1,45
3 ПО ПН-68 0 162 1,8 1400 0 ПН-85 4,3 ПО 39
3,56 ПО 39 870 4
1,8 50 74 245 7,15
0 29 86 0 8
4 220 ПН-68 0 162 1,8 1400 0 ПН-85 4,3 НО 39
3,56 ПО 39 870 4 Г
1,8 50 74 245 7,15
0 29 86 0 8
5 ПО ПН-145 0 216 1,8 790 0 ПН-85 4,2 131 32
3,46 131 32 432 7,8
2,93 90,5 45 262 10,9
0 30,2 63,5 0 15
6 ПО ПН-145 0 175 1,8 630 0 ПН-85 4,58 120 38
3,64 120 38 383 9,27
2,94 80 60 200 14,3
0 39,5 82 0 18,7
232
Приложение 1
РУЛЕВОГО УСТРОЙСТВА (СИСТЕМА Г—Д)
Преобразователь приводной электродви- гатель Частота вращения агрегата, об/мин Режим работы исполнительно- го двигателя Исполнитель- ный электро- двигатель Пре- обра- зова- тель
Тип Мощность полезная, кВт Ток, А S о «0 Q масса, кг масса, кг
13 14 15 16 17 18 19 20
ПН-17,5 1,69 18 2200 Холостой ход Номинал 1 ч Стоянка 1 мин в горячем состоянии 0,13 75 173
ПН-17,5 1,69 9 2200 То же 0,13 75
ПН-68 4,96 53 1520 » 0,5 141 335
ПН-68 4,96 26,5 1520 » 0,5 141
ПН-68 4,96 53 1520 » 2,0 330
ПН-68 5,3 55 1520 Холостой ход Номинал 1 ч Стоянка 2 мин в горячем состоянии 2,0 281
233
Позиции | Напряжение сети, В Исполнительный электродвигатель Преобразователь
Тип Мощность полезная, кВт Напряжение, В о Частота вращения, об/мин Момент М, кгс-м генератор
Тип Мощность полезная, кВт Напряжение, В Ток, А |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
7 220 ПН-145 0 3,64 2,94 0 175 120 80 39,5 1,8 38 60 82 630 383 200 0 0 9,27 14,3 18,7 ПН-85 4,58 120 38
8 220 ПН-205 0 7 6,9 0 157 124 89,9 54 3 70,4 130 197 624 450 278 0 0 15,1 24,2 26 ПН-100 8,73 • 124 70,4
9 ПО ПН-290 0 9,65 9,04 0 142,5 80 78 15 8 141 174 291 1035 550 430 0 0 17,1 20,5 32,6 ПН-100 11,3 80 141
10 220 ПН-290 0 18,5 15,2 0 362 193 130 37 3 410 150 206 1270 620 380 0 0 28,9 39 50 ПН-290 21,3 193 НО
11 110 0 12,9 14,6 0 321 233 143 24,5 5 62 118 212 1150 833 485 0 0 15,1 29,2 48,1 । 16,9 143 118
12 220 0 19,1 П,7 0 342 200 81 14,8 6,8 106,5 180 215 1610 930 350 0 0 20,0 32,3 39 21,3 200 106,5
I сопрс Три ►ТИВЛ( м е ч а н и гние. е. Па] >а л лел ьная о! 5мотка испо лнительно] "О ЭЛ( жтрод вигате
234
Продолжение прилож. 1
Преобразоват ель Частота вращения агрегата, об/мин Режим работы исполнительного двигателя Исполнитель- ный электро- двигатель Пре- обра- зова- тель
приводной электродви- гатель
Тип Мощность полезная, кВт Ток, А 1 GZ)*, кгс-м* масса, кг масса, кг ।
13 14 15 16 17 18 19 20
ПН-68 5,3 27,5 1520 Холостой ход Номинал 1 ч Стоянка 2 мин в горячем состоянии 2,0 281 335
ПН-85 10,4 52,5 1480 Холостой ход Номинал 1 ч Стоянка 1,5 мин в горячем состоянии 3,8 399
ПН-100 13,8 150 1530 Холостой ход Номинал 1 ч Стоянка 2 мин в горячем состоянии 4,8 527
ПН-205 25,5 133 1570 Холостой ход Номинал 1 ч Стоянка 1 мин в горячем состоянии 4,8 499
21,3 220 1700 Холостой ход Номинал 1 ч Стоянка 2 мин в горячем состоянии 9,0 707
25 130 1590 Холостой ход Номинал 1 ч Стоянка 1 мин в горячем состоянии 9,0 707 -
ля включена длительно на сеть при невращающемся якоре через дополнительное
235
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
1 Габариты Тип электродви- гателя Синхрон- ное число оборотов в минуту Данные при обработке только одной быстроходной
режим работы, мин мощность, кВт скольжение, % ток статора, А коэффициент мощно* сти максимальный мо- мент, кгс-м пусковой момент, кгс- м
Основное двухскоро
11 МАП-21-4/12 1500/500 30 3,6 11,5 14,7 0,895 5,8 5,2
МАП-21-6/12 1000/500 30 2,2 п,о 11,0 0,78 5,4 5,0
МАП-22-4/12 1500/500 30 5,0 8,7 20,0 4,86 10,4 9,9
МАП-22-6/12 1500/500 30 3,2 9,5 16,0 0,75 9,5 8,7
III МАП-31-4/12 1500/500 30 7,5 8,7 30,0 0,86 14,5 13,0
МАП-31-6/12 1000/500 30 5,5 9,4 25,5 0,765 16,0 14,8
МАП-32-4/12 1500/500 30 10,5 8,3 39,0 0,89 21,2 19,2
МАП-32-6/12 1500/500 30 7,5 11,4 31,5 0,835 20,5 19,1
IV МАП-41-4/12 1500/500 30 16,0 7,9 57,4 0,9 31,5 27,0
МАПЛ 1-6/12 1000/500 30 12,0 10,5 49,6 0,83 31,5 28,0
МАП-42-4/12 1500/500 30 16,0 8,0 77,2 0,91 46,0 41,0
МАП-42-6/12 1000/500 30 12,0 9,6 67,5 0,8 47,0 43,0
V МАП-51-4/12 1500/500 30 30,0 9,0 102 0,93 58,0 51,5
м МАП-51-6/12 1000/500 30 23,0 п,о 88,5 0,86 69,0 55,0
МАП-52-4/12 1500/500 30 38,5 7,4 128 0,93 94,0 83,0
МАП-52-6/12 1000/500 30 30,0 11,8 111 0,88 86,5 32,0
VT МАП-61-4/12 1500/500 30 55,0 6,3 183 0,91 125 98,0
V1 МАП-61-6/12 1000/500 30 40,0 7,6 149 0,84 132 112
МАП-62-4/12 1500/500 30 65,0 7,0 215 0,92 139 113
МАП-62-6/12 1000/500 30 50,0 8,8 178 0,875 152 130
Специг 1льные двух: жорост
V МАП-52-4/16 1500/375 30 мин+ 26,5 13,5 93,0 0,945 42,5 38,5
+ 15 с
стоянка
V МАП-52-4/12 1500/375 30 мин+ 18,0 20,5 73,0 0,93 24,5 23,0
+ 15 с
стоянка
Специальные четырехско
V МАП-52-4/12— 1500 24,0 8,75 82,2 0,94 42,5 37,4
8/12 1000 — 17,4 15,3 66 0,93 43,6 42,0
750 — 15,3 15,4 71 0,78 40,0 34,0
500 — 9,8 21,5 57 0,71 45,7 40,2
П римеча н и е. Приведенные характеристики четырехскоростных электро
только на одной из четырех скоростей.
236
Приложение 2
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ МАП-220 В
обмотки Данные при работе только одной тихоходной обмотки
кратность пуска тока режим работы, мин мощность, кВт ток статора, А коэффициент мощно- сти максимальный мо- мент, кгс-м пусковой момент, кгсм кратность пускового тока маховой момент, кгс-м1 масса электродвига- теля, кг скольжение, %
стное исполнение
3,8 10 1,2 10,2 0,64 5,4 5,4 1,85 0,2 102 23
3,6 10 1,2 10,3 0,64 5,4 5,4 1,85 0,2 102 23
4,9 10 1,7 14,5 0,625 7,75 7,75 1,9 0,29 120 22,5
4,0 10 1,7 14,5 0,625 7,75 7,75 1,9 0,29 120 22,5
4,8 15 2,5 16,8 0,74 11,0 11,0 2,0 0,44 160 26,7
4,0 15 2,5 16,8 0,74 11,0 11,0 2,0 0,44 160 26,7
5,0 15 3,5 27,5 0,65 17,7 17,7 2,1 0,62 205 22,4
4,0 15 3,5 27,5 0,65 17,7 17,7 2,1 0,62 205 22,4
5,1 15 5,5 36,4 0,72 22,4 22,0 2,0 1,15 260 27,4
3,9 15 5,5 36,4 0,74 22,4 22,0 2,0 1,15 260 27,4
5,5 15 6,5 40,4 0,73 28,0 27,7 2,2 1,55 316 22,9
4,4 15 7,0 45,0 0,715 30,0 29,7 2,1 1,55 316 22,2
4,9 15 9,5 64,2 0,67 52,0 52,0 2,3 2,3 430 20,0
4,33 15 9,5 64,2 0,67 52,0 52,0 2,3 2,3 430 20,0
6,0 ч 15 12,0 69,0 0,77 61,0 61,0 2,3 3,05 510 24,0
4,3 15 13,0 81,5 0,715 80,0 70,0 2,35 3,95 510 22,5
6,0 15 18,0 90,0 0,83 76,0 75,0 2,4 4,45 585 23,5
5,1 15 18,0 96,0 0,74 87,5 86,5 2,7 4,45 585 18,4
5,65 15 23,0 132 0,69 125 123 2,75 5,8 685 17,3
5,0 15 23,0 132 0,69 125 123 2,75 5,8 685 17,3
ные эл ектродвига! 'ели
3,7 15 мин+ 6,0 46,5 0,66 38,0 38,0 1,95 3,05 510 25,0
+ 15 с
стоянка
2,7 15 мин+ 5,0 42,0 0,57 38,0 38,0 2,15 3,05 510 18,0
+15 с
стоянка
ростные электродвигатели
4,7 — ——
3,7 — —-
2,75 — —
2,4 — —
двигателей соответствуют 30-минутному кратковременному режиму при работе
237
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Габариты Тип электро- двигателя Синхрон- ное число оборотов в минуту Данные при работе только одной быстроходной обмот
режим работы, мин мощность, кВт скольжение, % ток статора, А коэффициент мощно- сти максимальный мо- мент, кге-м пусковой момент, кгс-м
II МАП-21-4/12 1500/500 30 3,6 10,3 8,4 0,885 6,4 5,8
МАП-21-6/12 1000/500 30 2,2 и 6,1 0,8 5,6 5,1
МАП-22-4/12 1500/500 30 5,0 8,8 11,4 0,87 10,0 9,2
МАП-22-6/12 1000/500 30 3,2 10,0 8,8 0,79 9,0 8,5
III МАП-31-4/12 1500/500 30 7,5 3,5 17,3 0,86 14,5 13,0
МАП-31-6/12 1000/500 30 5,5 9,5 15,0 0,75 16,4 15,3
МАП-32-4/12 1500/500 30 10,5 7,6 23,0 0,87 23,0 20,8
МАП-32-6/12 1000/500 30 7,5 9,7 19,0 0,785 23,0 21,0
IV МАП-41-4/12 1500/500 30 16,0 7,1 33,3 0,89 34,5 30,5
МАП-41-6/12 1000/500 30 12,0 10,5 28,9 0,83 30,6 27,0
МАП-42-4/12 1500/500 30 22,0 7,2 45,1 0,89 49,5 44,0
МАП-42-6/12 1000/500 30 16,0 10,0 37,2 0,835 44,0 39,5
V МАП-51-4/12 1500/500 30 30,0 8,1 59,5 0,92 63,0 55,0
МАП-51-6/12 1000/500 30 23,0 12,0 50,0 0,88 64,5 61,0
МАП-52-4/12 1500/500 30 38,5 8,7 74,5 0,935 81,5 72,5
МАП-52-6/12 1000/500 • 30 30,0 12,2 64,0 0,89 84,5 79,0
VI МАП-61-4/12 1500/500 30 55,0 6,4 106 0,905 124 97,0
МАП-61-6/12 1000/500 30 40,0 9,0 83 0,88 115 97,0
МАП-62-4/12 1500/500 30 65,0 7,0 124 0,92 139 113
МАП-62-6/12 1000/500 30 50,0 8,8 в 103 0,875 152 130
238
Приложение 3
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ МАП-380 в
ки Данные при работе только одной тихоходной обмотки
о о СП о * НИИ ‘г ь чО < о X =г о 55 ж О S X ф 2 о m О X X X а о
о >> с л о о X Ь со со X СХ О о XD га СП % X * о И X Л ь о о к £ о ф" X X ф X Л 5 X СО Cl о н га о * о X ф X =f X •е- •& о н « 2 « X * х - «5 и 1* X - О н X X га ф S о S о Ш с Л и о н га га X CLO ф S О 2 О сч са s о . * а S и р. X ф е; Ь сп X га - о к S3
р. S о X и S S С X X н S X
4,2 10 1,2 23 6,2 0,61 5,4 5,4 1,8 0,2 102
3,6 10 1,2 23 6,2 0,61 5,4 5,4 1,8 0,2 102
4,7 10 1,7 25 8,0 0,64 7,5 7,5 1,9 0,29 120
3,8 10 1,7 25 8,0 0,64 7,5 7,5 1,9 0,29 120
4,7 15 2,5 23 10,0 0,73 11,4 11,4 2,0 0,44 160
4,0 15 2,5 23 10,0 0,73 11,4 11,4 2,0 0,44 160
5,3 15 3,5 25,4 14,0 0,72 16,3 16,3 2,0 0,62 205
4,2 15 3,5 25,4 14,0 0,72 16,3 16,3 2,0 0,62 205
5,3 15 5,5 22,0 21,6 0,7 23,41 23,0 ' 2,0 1,15 260
3,9 15 5,5 22,0 21,6 0,7 23,4 23,0 2,0 1,15 260
5,7 15 7,0 19,7 29,0 0,64 33,5 33,0 2,2 1,55 316
4,2 15 7,0 19,7 29,0 0,64 33,5 33,0 2,2 1,55 316
5,3 15 9,5 24,0 33,5 0,745 47,0 47,0 2,2 2,3 430
4,2 15 9,5 21,8 35,0 0,705 49,5 49,5 2,3 2,3 430
5,3 15 13,0 22,0 48,0 0,7 71,0 71,0 2,4 3,05 510
4,2 15 13,0 22,0 48,0 0,7 71,0 71,0 2,4 3,05 510
5,9 15 18,0 18,3 56,0 0,73 89,0 88,0 2,7 4,45 585
4,6 15 18,0 18,3 56,0 0,73 89,0 88,0 2,7 4,45 585
5,65 15 23,0 17,3 76,0 0,69 125 123 2,75 5,8 685
5,0 15 23,0 17,3 76,0 0,69 125 123 2,75 5,8 685
239
Приложение 4
Номинальные величины • > о о о й НО СЗ Маховой момент GZ)2, кгс-м2 Число полюсов 2р
напряжение ним в частота вращения об/мин . НОМ ’ * тип двигателя мощность Риом, кВт S о к о момент , НОМ кгс* м vXS с- S о к ₽ ci с * Максимальная час та вращения при лаблении поля п., м об/мин
по 3000 1500 1000 750 ПИ П12 П21 П22 П31 П32 П41 П42 ПИ П12 П21 П22 П31 П32 П41 П42 П51 П52 П61 П62 П71 П72 П81 П82 ПИ П12 П21 П22 П31 П32 П41 П42 П51 П52 П61 П62 П71 П72 П81 П82 П21 П22 П31 0,7 1,0 1,5 2,2 3,2 4,5 6,0 8,0 0,3 0,45 0,7 1,0 1,5 2,2 3,2 4,5 6,0 8,0 И 14 19 25 32 42 0,13 0,2 0,3 0,45 0,7 1,0 1,5 2,2 3,2 4,5 6,0 8,0 И 14 19 25 0,2 0,3 0,45 8,7 11,8 17,8 25,0 35,2 48,4 66,5 86,0 4,3 5,9 8,9 Н,7 17,8 24,5 36,1 50,5 66,0 86,0 118 147 209 267 342 439 2,0 2,85 4,2 5,85 8,8 11,8 17,8 25,9 36,4 49,8 66,0 86,0 126 160 211 272 2,78 4,1 5,9’ 0,228 0,325 0,49 0,715 1,03 1,46 1,95 2,6 0,175 0,24 0,39 0,53 0,78 1,15 1,8 2,1 3,9 6,2 7,12 9,1 12,3 16,2 20,8 27,3 0,128 0,195 0,292 0,44 0,682 0,975 1,48 2,14 3,1 4,4 5,9 7,8 10,7 13,6 18,5 24,3 0,26 0,39 0,581 73,0 77,0 77,0 80,0 81,0 84,5 84,5 84,5 63,5 78,5 72,0 77,0 78,0 80,5 80,5 81,0 82,5 84,5 84,5 86,5 82,3 85,5 85,0 87,0 58,1 63,5 65,0 70,0 72,0 77,5 76,5 77,0 80,0 82,0 82,5 84,5 79,2 75,0 81,5 84,5 65,5 66,5 70,0 1 я ► 3450 3000 2250 2000 1500 0,012 0,015 0,045 0,055 0,085 0,105 0,15 0,18 0,012 0,015 0,045 0,055 0,085 0,105 0,15 0,18 0,35 0,4 0,56 0,65 1,0 1,2 2,8 3,2 0,012 0,015 0,045 0,055 0,085 0,105 0,15 0,18 0,35 0,40 0,56 0,65 1,0 1,2 2,8 3,2 0,045 0,055 0,085 ч • ' 2 [ 4 . 2 k 4 . 2 h 4 2
240
Продолжение прилож. 4
Номинальные величины часто- ри ос- Маховой момент GD2, кгс-м2 Число полюсов 2р
напряжение У В частота вращения об/мин ном ' тип двигателя мощность ^ноМ, кВт 5? 2 о момент Мном, кгс • м V© с S О t* С
Максимальная та вращения п лаблении поля об/мин макс
ПО 750 П32 0,7 8,5 0,91 75,5 0,105 1 2
П41 1,0 13,5 1,3 67,0 0,15
П42 1,5 18,4 1,95 74,0 0,18
П51 2,2 26,5 2,86 75,0 0,35
П52 3,2 37,3 4,16 78,0 0,40
П61 4,5 50,0 5,5 82,0 0,56
П62 6,0 65,2 7,4 83,5 ► 1500 0,65
П71 8,0 96 10,4 76,4 1,0
П72 10 113 14,3 79,2 1,2
П81 14 160 18,2 79,7 2,8
П82 19 204 24,7 81,6 3,2
П91 25 264 32,5 82,5 5,9 4
П92 32 335 41,6 85 7,0
600 П91 19 204 30,9 81 5,9
П92 25 264 40,6 83 7,0
П101 32 336 52,1 83,9 1200 10,3
П102 42 436 68,5 84,8 12,0
ПП1 55 570 89,4 85,5 J 14,3
750 П101 42 436 54,6 85,3 1500 10,3
220 3000 ПП 0,7 4,35 0,228 73,0 0,012
П12 1,0 5,9 0,325 77,0 3450 0,015
П21 1,5 8,8 0,488 77,0 0,045
П22 2,2 12,2 0,715 82,0 0,055 2
П31 3,2 17,6 1,04 80,5 0,085
П32 4,5 24,0 1,04 80,5 0,105
П41 6,0 33,3 1,95 82,0 0,15
П42 8,0 43,0 2,6 84,5 0,18
П51 11 58,5 3,58 85,5 0,35
П52 14 73,4 4,55 86,5 0,40
П61 19 98,6 6,18 87,5 0,56 , 4
П62 25 128 8,12 88,5 0,65 * х
П71 32 168 10,4 86,5 1,0
П72 42 216 13,7 88,5 1,2
ПН 0,3 2,06 0,195 66,0 3000 0,012 1 2
П12 0,45 2,88 0,29 71,0 0,015
П21 0,7 4,4 0,455 72,0 0,045
П22 1,0 5,9 0,65 77,0 0,055 > о
П31 1,5 8,6 0,975 79,0 0,085
П32 2,2 12,2 1,43 83,0 0,105
П41 3,2 18,0 2,08 80,5 0,15 4
241
242
ээзэ — — о о ND — ND — д а д со СО 00 00 Ч ND — ND — ND дддддд Ч СТ СТ СП СП 4ь — ND — ND — ND 4b СО СО ND ND — — — ND — ND — ND — ээээ — — о о ND — ND — П91 П92 ООООЧЧСТСТСТСТ4ь ND — ND — ND — ND — ND
Ю О N СЛ СТ О СТ СТ 4b СО ND — — ND ND СЛ CO 4b — 00 СТ 4b СО ND — — О О О О О ND — — — СТ СТ ND О О О СТ О Ч СТ СЛ СЛ 4^ CO ND — — — ID ND CT CT 4b — CT CT 4*
О О СП ND ND СЛ О Ч 4ь СО ND — СЛ СО CT
ст ст со nd <4D О оо 00 ND — — — — CT CO о 4 CT 4 ND 4ь 00 СТ 4ь СО ND — — ND CO CO СП 00 CO 00 СП 4ь ND ND — — СО СТ СТ СЛ СО О ND О ND О 4ь СП СО ND -1 СТ СТ СО to — — — -CTWO^UlfbWND 00 CT ND СТ CO 4 ND CD CT
СП О О CO CO О СО Ч СО 00 О 4ь о 41 СП • О CO СТ О 4ь
ND СО Ч СП ND Ч СО СО 4b CO ND — — — — 4b 0O CO О Ч СТ 4ь CO ND — о О О о о о СО О 00 СТ О 4b. — СП 4ь. СО 00 СЛ ND ND — — 4OCTNDCT4CTC0ND
СТ — СТ О ND ND Cn CT -J 00 CO 4* — — 4*. СО СТ 4ь ND — — СТ 1 X 4ь СО СТ ND СЛ ND ND СП СТ «* «4 О о ст ч CT 00 ND 4ь. — — ND CO co СЛ ND
СО 00 00 00 О СТ 00 Ч о о ч ст 00 00 00 00 00 N CO о О О СП Ст 00 00 4 00 00 00 Ч 4 CO 4b ND О CO 4 О СПСП СП СЛ О Ч Ч Ч Ч СТ СТ СЛ СТ СО 4^ — 00 ND со СТ СТ О О О СЛ О 00 со со ст со — О со СТ СО ND Ст 87,0 89,5 CTCTCTCTCTCT00CTCT ^4 СП CT 4b. СТ Ч СП ND О CTCTOOOOCTCTCT
• 1500 000S < - 2000 - 1800 2000 bD CO ND CT СТ О О CT
ND ND — — СО О ND О О 4^ О СО Ч СП СО ND — О СО ND 00 ND — О О О О О О СТ СЛ 4* СО- СЯ ст О СП оо о о о о о о о — — о о о о о СТОООСТ4ь — — С l СТ СТ СТ СТ ND ND ND — — СО О ND О О 4b. О СО Ч СЛ о ст co ND — — О О О О О NDCTNDOCTCn4bCO — CT CD О CT 00
4ь ND 4b
напряжение <7H0M, В Номинальные величины 1
частота враще- ния об/мин ном
тип двигателя
мощность Рнои. кВт
ток/ном- А
момент Л/ном. кгс-м
К. П. Д. Т1„лк., % ** ’НОМ’ '•
Максимальная часто- та вращения при ос- лаблении поля "макс- о6/мин
Маховой момент GD2, кгс-м1
Число полюсов 2р
ND ND ND СО О о • напряжение ^H0Mt В
jj2 ст сл СТ О о о о w. “ д я д д д д д д да “ “ 5-8= — к>- частота вращения "ном- об/мин тип двигателя Номинал!
О о S 6 й сл о “ а а 6 й сл 3 г © 00 р Ф- W р Г - © О о © 'сл о со оослюгослом&сою мощность РноМ. кВт ьные вел
О to - 8 й S 8 й § В s s § § й 8 <3 8 & й £ 55 М О *. О М - - - - - OOCnCTOOO*4^NDNDNDOCO СЛ СО СТ СТ сл СЛ — — “ а 3 3 S 8 8 © о 3 S3 - 2 £ й !£ 5 г © сл Ф. Ю .- - р © р © "сл О О ’сл Ф. ю да оо woi<»®«4K>ca*.a>g-ggw«ggg СТ ток ;иом- А момент /Ином, кгс-м [ИЧИНЫ
to г о g °з g г г г ggssnsss а а “ $ з й s з а г з з — ст S ’-ч О О ст сл ст ст о сл о О ст сл сл nd со о о ст о о ст сл о о ст к. п. д. Т1ном» %
—е § ' S 8 ° Максимальная часто- та вращения при ослаблении поля "макс- об/м,ж
ю to — —• ЧСЛ COCTND04CTCOND - — О О О О О О О О О О ъ £ ъ « "° '° '° “ ° ’° ’°0 “ '° 8 8 ё й SS £ о g g £ . ** ND ND 4ь Маховой момент GD2, кгс-м2 Число полюсов 2д
Продолжение прилож. 4 J Продолжение прилож.
Продолжение прилож. 4
Номинальные величины ксимальная часто- вращения при ое- 5лении поля ИКС’ об/мин Маховой момент GDtt кге-м1 Число полюсов 2р
напряже- пие ино«- В частота враще- ния лилм» об/мин тип двигателя мощность ном кВт ЗЕ О я о момент НОм кгс-м 2 О X tt е X
то к ТО л t; С
230 1450 П41 2,4 11,7 75,5 3,6
П42 3,6 15,7 78,0 4,6
П51 5,0 21,7 80,5 6,2
П52 6,5 28,2 82,0 7,2
П61 9,0 39,1 84,0 10,7
П62 11,5 50 85,0 13,2
П71 16 69,5 81,2 19,2
П72 21 91,3 83,0 24,8
П81 27 117 84,0 31,5
П82 35 152 86,5 40,5
460 П91 50 217 87,5 57,5
П92 70 304 89,2 78,5 > 4
П101 90 391 90,35 100
П102 НО 478 90,6 123
П111 150 653 90,0 167
П112 190 826 91,5 208
П91 50 108 87,0 57,3
П92 65 141 80,5 72,6
П101 90 195 89,5 100,6
П102 ПО 239 90,5 121,5
П111 145 316 91,0 159
П112 170 370 91,0 187
• - )
- .V ч -
244
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
«Транспорт»,**1964’. 505ИсДР’ ЭлектРотехника и электрооборудование судов. Л„
мы. лТ«с7дове^ и рыбопромысловые механиз-
Быховский Ю. И. и Шеинцев Е. А. Электроприводы траловых лебедок.
М., «Пищевая промышленность», 1971. 176 с. ? Р
Глонягин Ю В и др. Электрооборудование и электродвижение судов. Л.,
Судпромгиз, 1963. 345 с.
Ицкович Ю. Л. Судовые электрические приводы. Л., «Морской транспорт»,
1963. 583 с.
Ицкович Ю. Л. Ремонт и монтаж судового электрооборудования. М.,
«Транспорт», 1967. 287 с.
Михайлов В. А., Рукавишников С. Б. и Фрейдзон И. Р. Электродвижение
судов и электропривод судовых механизмов. М., «Судостроение», 1965. 607 с.
Нечаев В. В. Электрооборудование и электродвижение судов. М., «Транс-
порт», 1969. 431 с.
Полонский В. И. Электрооборудование и электродвижение судов. Л.,
«Транспорт», 1965. 502 с.
Регистр Союза ССР. Правила классификации и постройки морских судов.
Ч. XI. Электрооборудование. «Транспорт», 1970. 854 с.
Сборник трудов. Рыболовный флот, т. I, II, Ш. Л., «Судостроение», 1969.
1590 с.
Сиверс А. П. Курс судовых электроприводов. Л., «Морской транспорт»,
1962, 471 с.
Симарев В. М., Алексеевский Н. Ю. Курсовое проектирование по судо-
вым электрическим приводам. М., ЦУМК Минрыбхоза СССР, 1970. 43 с.
Солодовников Г. С. Электробезопасность при работе на судах и под во-
дой. Л., «Судостроение», 1971.
Фесенко В. И. Электрооборудование промысловых судов. Л., «Судострое-
ние», 1974. 520 с.
Фрейдзон И. Р. Судовые автоматизированные электроприводы и системы.
Л., «Судостроение», 1967. 408 с.
Роджеро Н. И., Пермин Л. И. Эксплуатация судового оборудования. М.,
«Транспорт», 1964. 300 с.
Хомяков Н. М. и Михайлов В. С. Судовые электроприводы. Л., «Судо-
строение», 1969. 416 с.
Хомяков И. М., Денисов В. В., Панов В. А. Электротехника
оборудование судов. Л., «Судостроение», 1971. 367 с.
Чеку нов К. А. Судовые электроприводы и электродвижение
«Судостроение», 1969. 462 с.
Щукин А. И. Автоматическое управление электроприводами. М.—Л.,
Энергия», 1964. 488 с.
и электро-
судов. Л.,
ВАДИМ ИОСИФОВИЧ ФЕСЕНКО
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ ПРОМЫСЛОВЫХ СУДОВ
Редактор В. С. Кузьмина
Художник А. А. Акимов
Художественный редактор В. В. Водзинский
Технический редактор Т. С. Пронченкова
Корректоры В. Б. Грачева, Г. А. Дорошина
Т-03196. Сдано в набор 28/IX 1973 г.
Подписано к печати 10/IV 1974 г.
Формат 60X90716- Бумага типограф. № 3
Объем 15,5+0,25 вкладка. Уч.-изд. л. 16,91.
Тираж 5500 экз. Заказ 562 Цена 56 коп.
Издательство «Пищевая промышленность»
113035, Москва, М-35. Кадашевский пер., д. 12.
Московская типография № 6 Союзполиграфпрома при Государственном комитете
Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
109088, Москва, Ж-88, Южнопортовая ул., 24.
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»
В 1974 году выйдут в свет и поступят в продажу
следующие книги:
ВИТЧЕНКО А. Г. Морское дело на судах рыбопромы-
слового флота. 15 л., 7000 экз., 55 коп.
В учебнике даны краткая эксплуатационная характе-
ристика рыбодобывающих судов, понятие об управлении
судами, описана организация морской службы.
Приведены сведения из теории гидроакустических
приборов, описаны принципы их действия.
Освещены общие вопросы навигации, описано манев-
рирование судна при поиске и работе с различными
орудиями лова.
Книга предназначена для учащихся средних специаль-
ных учебных заведений рыбной промышленности.
ГУЛЯЕВ Ю. Ф. Учебник механика маломерного судна.
25 л., 10000 экз., 75 коп.
В книге изложены основные принципы работы дви-
гателей внутреннего сгорания (ДВС). Описаны конструк-
ции современных судовых силовых установок, рассмот-
рены их эксплуатация, испытание, наладка. Даны кон-
структивные схемы автоматизации ДВС и дистанционного
управления ими. Приведены основные сведения по элек-
трооборудованию судов с дизельными электростанция-
ми малой мощности.
Книга предназначена для подготовки механиков ма-
ломерных судов.
Силовые установки и промысловые механизмы мало-
мерных судов рыбной промышленности. 18 л., 6000 экз.,
55 коп. Авт.: Щебланов Б. Г., Ферафонтов А. С., Горба-
чев П. С., Колпакова Г. М.
В книге изложены теоретические основы работы су-
довых силовых установок, рассмотрены конструкции сов-
ременных четырех- и двухтактных двигателей, их эксплу-
атация и ремонт. Описаны принцип действия и устрой-
ство основных рыбопромысловых и судовых вспомога-
тельных механизмов. Приведены краткие сведения об
электрооборудовании судов.
Книга предназначена для подготовки машинистов ма-
ломерных судов в мореходных училищах и на курсах.
ШЕРЕМЕТЬЕВ Ю. Н. Охрана труда и организация
службы на промысловых судах. 6 л., 10000 экз., 15 коп.
В книге рассматриваются права и обязанности членов
экипажа судна, судовая организация и борьба за жи-
вучесть судна, вахтенная служба и ее организация, дис-
циплинарная ответственность лиц судового экипажа.
Приведены также основы законодательства по охране
труда, заработной плате и социальному страхованию
плавсостава судов флота рыбной промышленности, пра-
вила техники безопасности, производственной санитарии,
противопожарного дела применительно к условиям про-
мысловых судов.
Книга предназначена для учащихся мореходных школ
и курсов по подготовке кадров плавсостава (матросов,
мотористов и др.) промысловых судов.
Предварительные заказы (без денежных переводов)
следует направлять по адресу:
113035, Москва, М-35, 1-й Кадашевский пер., дом 12.
Отдел распространения издательства.