Область применения

Осевые насосы применяют в случаях, когда большую произво­дительность необхо-

димо сочетать с незначительным напором, например, в качестве балластных насосов. Их

также применяют на ледоколах и судах ледокольного типа для освобождения корпуса суд

на, зажатого во льдах. На этих судах осевые насосы перекачивают воду с одного борта на другой, а затем в обратном напрвлении, что вызывает раскачивание корпуса судна (как у детской игрушки «ванька-встанька»).

4. Призначення СЕЕС, основні елементи. Класифікація і структурні схеми.

Судовая электроэнергетическая система - это совокупность судовых электротехнических устройств, предназначенных для производства, преобразования, распределения электроэнергии и питания ею судовых приемников (потребителей). Такая система состоит из трех основных частей:

судовых электрических станций (основные и аварийные);

силовой электрической сети;

сети приемников (сами приемники в состав СЭЭС не входят).

Судовая электрическая станция - это энергетический комплекс, состоящий из источников электроэнергии и ГРЩ, к которому они подключены.

Источниками электроэнергии на судах являются ГА и АБ. В качестве ГА применяют дизель-генераторы, турбогенераторы, валогенераторы (генераторы с приводом от гребного вала), утилизационные турбогенераторы (генераторы с приводом от утилизационной турбины). По назначению источники электроэнергии подразделяют на основные, резервные и аварийные: основные предназначены для работы в любом режиме СЭЭС, резервные - для обеспечения резерва мощности системы, аварийные - для работы в аварийном режиме СЭЭС.

Для передачи электроэнергии от источников к приемникам используют линии электропередачи, состоящие из кабелей, проводов и шин.

СЕЕС можно классифицировать по следующим признакам:

1) По установленной мощности ГА:

- малой (0,5-5 МВт);

- средней (5-10 МВт);

- большой (свыше 10 МВт) мощности.

По степени автоматизации:

- автоматизированные с дистанционным управлением;

- автоматизированные программным управлением.

Автоматизированные СЭЭС с дистанционным управлением имеют простые средства автоматизации специализированного назначения (например, системы пуска РДГ, устройства синхронизации генераторов и распределения нагрузки). В состав СЭЭС с программным управлением входят общесудовые ЭВМ или, гораздо чаще, узкоспециализированные мини-ЭВМ, позволяющие реализовать сложные законы управления СЭЭС по различным программам в зависимости от режима работы судна.

По количеству электростанций:

- системы с одной электростанцией;

- с двумя электростанциями;

- с большим количеством электростанций.

По связи СЭЭС с СЭУ:

- автономные, не имеющие непосредственной связи с СЭУ;

- с отбором мощности от СЭУ;

- единые с СЭУ.

На структурных схемах СЭЭС показывают основные функциональные части электроэнергетических систем, их назначение и взаимосвязь.

Автономные СЭЭС имеют автономные, т. е. независимые от СЭУ, источники электроэнергии - ДГ или ТГ. На большинстве транспортных судов автономная СЭЭС состоит из основной и аварийной электростанций (рисунок. 1.1).

Основные генераторы G1-G4 приводятся во вращение дизелями Д или турбинами Т. Приводным двигателем аварийного генератора АГ, по правилам Регистра, должен быть дизель. Приемники получают от ГРЩ электроэнергию непосредственно,через РЩ,через понижающий трансформатор Т и РЩ, атакже преобразователи электроэнергии – выпрямительное устройство ВУ или тиристорный преобразователь частоты ТПЧ. В нормальном режиме работы шины ГРЩ и АРЩ должны находиться под напряжением, причем АРЩ получает питание от ГРЩ по перемычке Х через контакт К контактора. При обесточивании ГРЩ контактор теряет питание и его контакт К, размыкаясь, разъединяет шины АРЩ и ГРЩ. Одновременно начинается автоматический пуск АДГ с последующим подключением его к шинам АРЩ. Обратная подача электроэнергии от АРЩ к ГРЩ невозможна.

Рисунок 1. 1 Структурная схема автономной СЭЭС

Рисунок 1.2. Структурная схема СЭЭС с отбором мощности от СЭУ.

Отбор мощности от СЭУ может осуществляться применением в составе электростанций ВГ и УТГ (рисунок 1.2).

Валогенераторы приводятся во вращение через механическую передачу П от судового валопровода или непосредственно от ГД. Применение передачи вызвано тем, что частота вращения валопровода или ГД внесколько раз меньше номинальной частоты вращения выпускаемых промышленностью генераторов. Утилизационные турбогенераторы УТГ получают пар от утилизационных котлов УК, использующих теплоту отработавших газов ГД

Основным недостатком систем отбора мощности является зависимость их работы от частоты вращения гребного вала.

Рассмотренные системы отбора мощности целесообразно применять на судах, совершающих длительные переходы с постоянной или мало изменяющейся скоростью. При этом экономится топливо, уменьшается среднегодовая наработка ГА, что увеличивает интервал времени между работами по ТО и ремонту основных генераторов. Все это приводит к снижению эксплуатационных расходов.

Единой СЭЭС называется система, объединенная с СЭУ (рисунок 1.3). Единые СЭЭС применяют на судах с электродвижением, на которых от шин ГРЩ питаются как гребные электродвигатели M1 и М2, так и приемники электроэнергии П1-ПЗ. К таким судам относятся плавучие краны, земснаряды и др., на которых значение мощности, потребляемой ГЭУ в ходовом режиме судна, соизмеримо с мощностью, потребляемой технологическим оборудованием во время стоянки. Единые СЭЭС применяют также на некоторых ледоколах, пассажирских и промысловых судах с ВРШ.

Рисунок 1.3. Структурная схема СЭЭС единая с СЭУ

Структура СЭС должна обеспечивать параллельную и раздельную работу генераторов, прием питания с берега, защиту генераторов и линий электропередачи от токов КЗ, возможность снятия напряжения на отдельных секциях ГРЩ при ТО и ремонте, а также экономичную работу электростанции.

5. Особливості внутрішньої структури входів/виходів загального призначення управляючих мікроконтролерів.

Рассмотрим структуру порта ввода/вывода на примере микроконтроллеров фирмы SiLabs (см. рис.).

Схема разрядной ячейки порта ввода/вывода состоит из собственно выходного буфера реализованного на комплиментарной паре МОП-транзисторов, стоки которых подключены непосредственно к внешнему выводу порта, а истоки — к земле (DGND) и линии напряжении питания (VDD). Дополнительный транзистор, включенный между выводом порта и линией напряжения питания, играет роль «слабого» оттягивающего сопротивления. Сигнал подлежащий выводу, поступает на выходной буфер через логическую схему, управляемую сигналом разрешения и сигналом конфигурации PUSH-PULL (I — режим Push-Pull. О -- режим Open Drain). Для использования разряда порта в режиме ввода он должен быть сконфигурирован по схеме с открытым стоком (верхний транзистор закрыт), а разряд регистра порта нужно установить в состояние логической 1 (нижний транзистор закрыт).

Все выводы портов должны быть настроены либо как аналоговые, либо как цифровые входы. Любые выводы, используемые в качестве входов компаратора или АЦП, должны быть настроены как аналоговые входы. Если вывод настроен как аналоговый вход, то соответствующие ему слаботоковая подтяжка, драйвер цифрового выхода и цифровой приемник отключаются. Это позволяет снизить энергопотребление и уменьшить уровень шумов на аналоговом входе.

Выходной драйвер каждого порта можно настроить либо как обычный цифровой выход, либо как выход с открытым стоком. Если бит WEAKPUD в регистре XBR1 сброшен в 0, то слаботоковая подтяжка включается у всех выводов портов, настроенных как выходы с открытым стоком. Бит WEAKPUD не влияет на выводы, настроенные как обычные цифровые выходы. Более того, с целью предотвращения нежелательного увеличения энергопотребления, слаботоковая подтяжка автоматически отключается у выхода, на который выдается лог.‘0’.