Электроприводы траловых лебедок рыбодобывающих судов

Электропривод траловых лебедок рыбодобывающих судов является одним из самых мощных и сложных в управлении судовых приводов, от удобства эксплуатации, надежности и качества работы которого зависит экономическая эффективность работы судна на промысле. 

Поэтому электропривод при максимальной производительности лебедки должен: иметь защиту от возможных длительных перегрузок; обеспечивать надежное и безопасное травление ваеров с помощью электродвигателя; не превышать частоты вращения выше максимально допустимой; иметь контрольно-измерительные устройства натяжения и длины вытравленных ваеров, удобное дистанционное управление.

Нагрузка на электропривод имеет сложный колебательный характер и в общем случае зависит от скорости движения трала в воде, длины вытравленных ваеров, состояния моря и величины улова. 

По мере выбирания ваеров, нагрузка возрастает из-за увеличения диаметра барабана за счет увеличения числа слоев навивки выбираемого ваера.

Электроприводы судовых насосов, вентиляторов и компрессоров

Судовые нагнетатели по числу и общей мощности являются основной группой потребителей электроэнергии. Укрупненно их можно разделить на две большие группы: судовые вспомогательные механизмы, которые обслуживают главную силовую установку, и механизмы судовых систем.

Судовые насосы различают: по принципу действия — центробежные, осевые, поршневые, ротационные, электромагнитные; по назначению — охлаждающие, циркуляционные, питательные, балластные, пожарные, креновые, санитарные, грузовые и т. д.; по роду обрабатываемой среды — водяные (забортной, пресной, горячей, холодной, питьевой, мытьевой воды), топливные, масляные; по величине давления; по производительности; по способу установки — вертикальные, горизонтальные, стационарные и переносные.

Аппаратура управления электроприводами и ее эксплуатация

Реостаты и контроллеры

Реостаты представляют собой аппараты, конструктивно объединяющие резисторы и устройство для их регулирования. В судовых электроприводах постоянного тока применяют пусковые, пускорегулирующие реостаты и реостаты возбуждения с металлическими резисторами. Ступенчатое изменение величины сопротивления реостата осуществляется перемещением рычага с контактной щеткой. Пусковые реостаты рассчитаны на кратковременную работу. 

Длительная остановка контактного рычага на каком-либо пусковом положении с введенными сопротивлениями недопустима.

Рис. 1. Схема работы контактного элемента кулачкового контроллера типа КВ1

При осмотрах реостатов в процессе эксплуатации проверяют нажатие щеток на контакты, отсутствие замыканий между витками и секциями проволочных резисторов, надежность контактных соединений. Производят чистку контакторов и реле защиты.

Судовые электроприводы с асинхронными двигателями

Двигательный режим. Для вывода уравнения механической характеристики асинхронного двигателя воспользуемся зависимостью между его электромагнитной мощностью Р_м, передаваемой со статора на ротор вращающимся магнитным полем, механической мощностью Р_мех и потерями в обмотке ротора р_м2:

где М — электромагнитный момент, Н*м;

w₁ — угловая скорость магнитного поля, рад/с; f₁ — частота тока статора, Гц; р — число пар полюсов; w₂ — угловая скорость ротора, рад/с; m₁ — число фаз обмотки статора; r₂' — приведенное значение активного сопротивления обмотки ротора, Ом; I₂' — приведенное значение тока ротора, А.

Судовые электроприводы с двигателями смешанного возбуждения

У двигателей постоянного тока смешанного возбуждения магнитный поток создается в результате совместного действия обмоток последовательного и независимого возбуждения (рис. 1, а). Это обусловливает вид их механических характеристик. Наличие обмотки независимого возбуждения обеспечивает работу двигателя в режиме холостого хода. 

Влияние обмотки последовательного возбуждения приводит к изменению магнитного потока и частоты вращения двигателя, особенно значительному в зоне малых моментов.

Для построения искусственных механических характеристик используют методы, применяемые для расчета характеристик двигателей последовательного возбуждения. 

Судовые электроприводы с двигателями последовательного возбуждения

Как видно из схемы включения двигателя постоянного тока последовательного возбуждения (рис. 1), ток якоря двигателя является его током возбуждения. Это обусловливает изменение магнитного потока в широком диапазоне, что оказывает существенное влияние на вид механической характеристики.

Считая магнитную цепь двигателя ненасыщенной и зависимость между током возбуждения и магнитным потоком линейной, можно написать:

Как видно из выражения, механическая характеристика двигателя последовательного возбуждения имеет гиперболический характер. В реальных машинах зависимость между током возбуждения и магнитным потоком нелинейна и определяется кривой намагничивания. В связи с этим выражение дает лишь общее представление о механической характеристике.

Управление электроприводами якорно-швартовных устройств

Назначение и классификация. Якорно-швартовные устройства, предназначенные для выполнения операций по постановке судна на якорь, съемки с якоря, швартовки, различаются: по расположению основного вала — шпили и брашпили, по выполняемым операциям — якорные, швартовные и якорно-швартовные. Брашпили предназначены для якорных и швартовных операций, шпили могут быть якорными, швартовными и якорно-швартовными. Для швартовных операций часто устанавливают специальные швартовные лебедки. Электроприводы этих механизмов различают по системе электропривода (контроллерные, контакторные, Г-Д), по роду тока, по степени автоматизации (обычные и автоматизированные).

На рис. 1, а представлена кинематическая: схема шпиля. Вращение электродвигателя 1 через червячный редуктор 2 передается вертикальному валу, на верхнем конце которого укреплен швартовный барабан 3, имеющий ленточный тормоз и стопор. В электроприводе брашпиля (рис. 1, б) вращение двух исполнительных двигателей 1 через цилиндрический редуктор 3 передается валу с двумя швартовными барабанами 4, далее — через цилиндрическую пару — валу цепных звездочек 6. 

Электроприводы грузоподъемных устройств на судне - управление, режимы работы, требования

Требования к электроприводу грузоподъемных устройств: обеспечение высокой производительности, надежности в работе и безопасности обслуживания; широкий диапазон регулирования скорости; плавность регулирования скорости; удобство формы механических характеристик для обеспечения как минимальной длительности, так и плавности разгона и торможения; удобство формы механических характеристик для обеспечения статических режимов; экономичность в работе в различных режимах, наличие конечных выключателей, ограничивающих подъем груза, поворот крана, подъем и спуск стрелы в допустимых пределах; надежность в условиях большой частоты включения (до 500 в час); надежность действия электромагнитных тормозов в условиях частых включений и больших динамических нагрузок, удобство и простота управления; минимальные габариты, масса и стоимость оборудования.

Широкий диапазон регулирования скорости создает большие удобства при обработке различных грузов, особенно требующих осторожного обращения, сокращает продолжительность каждого цикла и увеличивает производительность работ. 

Диапазон скоростей определяется необходимостью иметь очень низкую скорость для безопасной посадки груза (4—6 м/мин) и максимальную при операциях с холостым гаком (120—180 м/мин). В приводах постоянного тока и гидравлических диапазон регулирования скорости достигает 1 : 40. 

Схемы управления рулевыми электроприводами

Управление электромеханическими приводами при непосредственном питании исполнительного электродвигателя (ИД) от цепи осуществляется по контакторной схеме. При переменном токе находят ограниченное применение полюсопереключаемые асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. 

При постоянном токе применяют контакторные схемы с резисторами в цепи якоря, обеспечивающие необходимую мягкую характеристику и возможность стоянки ИД под током. Однако такие схемы применяют при малых мощностях из-за их низкой надежности и неэкономичности, а также в связи с преимущественным распространением переменного тока.

Судовые рулевые электроприводы - виды приводов, режимы работы, требования

Рулевое устройство состоит из руля, передаточного механизма, электродвигателя или нескольких электрических машин и системы управления.

Классификация. Рулевые устройства различают по нескольким признакам.

По виду руля — обычные, активные и рули-насадки. Различают также рули некомпенсированные (простые) и компенсированные (балансирные и полубалансирные), а по профилю — пластинчатые и обтекаемые.

По виду передачи — приводы с механической и гидравлической передачей. Электромеханические (РЭМ) приводы могут быть секторными, винтовыми (рис. 1) и штуртросовыми.

Электрогидравлические (РЭГ) приводы различают по типу гидропривода (лопастные и поршневые) и по типу насоса (с насосами регулируемой и нерегулируемой производительности).

Выбор мощности судовых электродвигателей

Нормальная эксплуатация электропривода возможна только при правильном выборе мощности электродвигателя, который оказывает существенное влияние на его надежность и экономичность. Так, выбор двигателя завышенной мощности приводит к работе с малыми значениями к. п. д., а для асинхронных двигателей и с низкими значениями cos ф.

Выбор заниженной мощности электродвигателя ведет к перегреву и преждевременному выходу его из строя. В процессе эксплуатации электропривода возможны кратковременные пики нагрузки, которые могут привести к нарушению нормальной работы электродвигателя. В связи с этим при выборе его мощности исходят из двух основных факторов: мгновенной перегрузки и нагрева.

Судовые электроприводы с двигателями независимого возбуждения

Двигательный режим (рис. 1). Аналитическое выражение механической характеристики электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения можно получить из уравнения равновесия напряжений для цепи якоря. В установившемся режиме приложенное напряжение U уравновешивается э. д. с. Е, наведенной в обмотке якоря, и падением напряжения Ir в ее цепи

где I — ток в цепи якоря, А; r — сопротивление цепи якоря, Ом.

Подставив в выражение Е = сФw, получим выражение для угловой скорости электродвигателя постоянного тока, являющееся уравнением его электромеханической характеристики,

где с — постоянный коэффициент, определяемый конструктивными параметрами электрической машины; Ф — магнитный поток, Вб.

Что такое механическая характеристика электропривода?

Механической характеристикой называется зависимость частоты вращения (угловой скорости) электродвигателя от развиваемого им момента. Она определяет электромеханические свойства двигателя, характер протекания процессов при его пуске, торможении, регулировании частоты вращения, изменении нагрузки.

Выбор электродвигателя с механической характеристикой, соответствующей требованиям рабочего механизма, во многом определяет его производительность и экономичность. Почти все механические характеристики носят падающий характер. Увеличение нагрузки на валу двигателя приводит к снижению частоты вращения. Степень изменения частоты вращения при изменении момента характеризуется жесткостью механической характеристики.

Различают механические характеристики: абсолютно жесткие, при которых частота вращения остается постоянной; жесткие, при которых возрастание момента до номинального приводит к снижению частоты вращения не более 10% номинальной; мягкие, при которых возрастание момента до номинального приводит к снижению частоты вращения более чем на 10% номинальной.

Судовые электрические станции и их эксплуатация

ОРГАНИЗАЦИЯ, УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ИСПОЛНЕНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

В общем случае под эксплуатацией судового электрооборудования понимается совокупность организованных действий по приведению оборудования в рабочее состояние, поддержание его в этом состоянии и использование по назначению с требуемой эффективностью.

Практически в настоящее время эксплуатация судового электрооборудования сводится к обслуживанию и уходу за ним, а также к выполнению необходимых ремонтных работ.

Обслуживание подразумевает работу по содержанию электрооборудования в чистоте и сохранности, обеспечению его немедленной готовности к действию, а также операции, связанные с пуском, остановкой и изменением режима работы. К обслуживанию также относятся систематические осмотры электрооборудования и контроль сопротивления его изоляции.

Уход за судовым электрооборудованием включает профилактические осмотры и чистку.

Обслуживание судового электрооборудования и уход за ним осуществляют в соответствии с «Правилами технической эксплуатации судового электрооборудования», знать и выполнять которые обязаны все работники, связанные в своей деятельности с эксплуатацией, ремонтом, разработкой, проектированием и созданием судового электрооборудования.

В процессе эксплуатации электрооборудование изнашивается (имеются нормы износа). Износ и аварийные повреждения приводят к неисправностям электрооборудования; судовой электротехнический персонал должен вовремя обнаруживать и устранять появившиеся неисправности, что исключает развитие тяжелых аварий.