Проверка двигателя на нагрев

  7.1 Длина цепной линии.

(9.1)

где  – усилие на клюзе, Н;

– сила течения воды, омывающей корпус судна, Н;

– сила, создаваемая ветровой нагрузкой, Н;

– расчетная глубина стоянки судна на якоре, м.

 кг/м – масса одного погонного метра цепи с учетом плотности воды.

, Н

– коэффициент трения судна о воду.

– скорость движения воды относительно судна, м/с,  

 – смоченная поверхность судна, .

и – соответственно длина между перпендикулярами, ширина и осадка судна, м.

– коэффициент полноты водоизмещения. Обычно .

V– водоизмещение, м .

, Н

– коэффициент удельного давления ветра, кг/ ;

скорость ветра, м/с;

– парусящая поверхность судна, .

 

B, H и T – главные размеренные корпуса судна, м.

b, h – ширина и высота надстроек.

  7.2 Длина цепи лежащей на грунте

 

, м.

(9.2)

 полная наибольшая длина якорной цепи, м.

  7.3 Длина в метрах цепи, выбираемой при переменном тяговом усилии

, м

(9.3)

, м

  7.4 Усилие на звёздочке при подъёме якоря:

– при подтягивании к месту заложения якоря

, Н.

– при отрыве якоря от грунта

, Н.

– в начале подъёма свободно висящего якоря

, Н.

– при подходе якоря к клюзу

, Н.

  7.5 Моменты для указанных стадий М ₁; М ₃; М _4нач  и М _4кон определяют по выше указанным формулам.

 ,Н∙м;

 ,Н∙м;

 ,Н∙м.

 ,Н∙м.

  7.6. Частоты вращения и токи определяем по характеристике M=ƒ (S) и I=ƒ (S) на основной частоте вращения

ω ₁ = 149 рад/с; ω ₃ = 141,6 рад/с; ω _4нач = 144,3рад/с; ω _4кон = 152,1 рад/с;

I ₁ = 18,76А; I ₃ = 37А; I _4нач = 24,2А; I _4кон = 13,6А;

 

  7.7. Время подъёма якоря на отдельных стадиях:

, мин

, мин

t ₃ = стоянка двигателя под током (0,5…1) мин. при (30…60) с.

Так как отрыв якоря от грунта осуществляется обычно на тихоходной обмотке, то нужно при проектировании учитывать это обстоятельство.

,

 – общее время подъёма в с.

  7.8 Строится нагрузочная диаграмма и тахограмма. (см. приложение 3).

  7.9 Среднеквадратичный ток двигателя

(9.4)

  Токи I ₁; I ₃; I _4нач; I _4кон, определяются по электромеханической характеристике, построенной для выбранного двигателя.

I_ср.кв ≤ I_ном

_{24,1< 24,5}

I_доп ≥ I_ср.кв

где I_доп = I_ном ∙  – допустимый ток, А.

 

10. Разработка схемы управления.

 

  При разработке схемы управления следует руководствоваться следующими соображениями:

– при местном управлении и мощности электродвигателя до (10…15) кВт целесообразно применять контроллерную систему управления (контроллеры серий КВ 1000 и КВ 2000), – см. приложение 11, табл.1 и 2.

– при дистанционном управлении, что имеет место очень редкое применение, и при мощности более (10…15) кВт следует применять контакторную систему управления (магнитные контроллеры постоянного тока типа БП и ВП и переменного тока типа БТ и ВТ).

  Выбор аппаратуры управления должен производиться по номинальному току с учётом возможной перегрузки и термической устойчивости.

Коммутационная аппаратура силовых цепей должна отвечать следующим условиям:

1) для якорно-швартовных механизмов ток при нагрузке в якорной цепи равной 35· md ², Н не должен быть выше номинального тока аппарата, работающего в длительном режиме. Для определения выполнения этого требования необходимо определить усилие в цепи якоря , Н и момент на валу двигателя , Н.

Затем по построенной электромеханической характеристике при частоте вращения соответствующей M_дв определить ток двигателя;

2) пусковой ток двигателя при работе на характеристике, обеспечивающей отрыв якоря от грунта не должен быть выше 80% расчетного тока включения аппарата. Номинальный ток аппарата в режиме 30-минут при работе на той же характеристике не должен быть ниже 130% номинального тока обмоток электродвигателя в режиме 30-минут;

3) контакты аппарата переменного тока должны допускать протекание тока перегрузки в течение времени

,

где I_{н 60} – номинальный ток аппарата длительного режима, А;

I_ст – ток стоянки двигателя, А;

t_ст – время стоянки двигателя под током, с.

  Для якорно-швартовного механизма t_ст = (30…60) с.

  Для защиты обмоток короткозамкнутого асинхронного двигателя от перегрузок применяют тепловые реле типа ТРТ и другие подобные им.

  При выборе тепловых реле следует учитывать, что эти реле:

– не должны срабатывать при токе I_нср = 1,1∙ I_н двигателя, что гарантирует не срабатывание его при повышении напряжения до 110% номинального;

– должны срабатывать при токе I_ср = (1,3…1,4)∙ I_н в течение (10…30) мин;

– должны в нагретом состоянии обеспечить подряд два пуска I_п двигателя без срабатывания;

– должны отключать двигатель при стоянки под током I_ст в течение (8…12) с. с холодного состояния.

  Эти требования необходимо проверить по ампер-секундной характеристике, теплового реле. (см. приложение 12).

Для защиты двигателей постоянного тока применяют реле типа РЭМ 651 и РЭМ 65, катушки, которых включают последовательно с обмоткой якоря двигателя.

  Шкала номинальных токов реле РЭМ 651: 2,5; 5; 10; 25; 50; 100; 150; 300 и 600 А, а реле РЭМ65: 2,5; 5; 10; 15; 50 и 100 А.

  В качестве реле напряжения для контроля величины напряжения можно применять реле РЭМ 232, которое отключается при снижении напряжения на катушке до 40% от напряжения срабатывания. Последнее может регулироваться в пределах (60…85)%.

  Для контроля наличия напряжения применяются нулевые реле, которыми могут служить то же реле РЭМ 232 (его модификация) с регулировкой на напряжение отключения в пределах (0,08…0,3)∙ U_кат,

где U_кат – номинальное напряжение катушки, В.

  По требованиям правил Российского Речного Регистра один из якорей должен быть оборудован дистанционной отдачей, из рулевой рубки и устройством замера длины вытравленной цепи. Обычно дистанционной отдачей оборудуется правый якорь.

  Дистанционная отдача выполняется открытием ленточного тормоза звёздочки, для чего к приводу тормоза пристраивается пневматический или гидравлический цилиндр. При подаче в цилиндр воздуха (масла) плунжер перемещается и открывает тормоз, благодаря чему звёздочка освобождается и под весом якоря вращается в сторону “травить”. Кроме пневматических и гидравлических находят применение электромагнитные и электродвигательные системы управления тормозом, хотя как показала практика, они менее надёжны и применяются в основном на маломощных якорно-швартовных механизмах. Иногда находит применение дистанционная отдача обоих якорей.

Дистанционный замер длины вытравленной части якорной цепи осуществляют на основе сельсинной или потенциометрической связи, а также с применением электронных схем.

  После разработки схемы следует составить краткую инструкцию по эксплуатации и техническому обслуживанию электропривода с приведением характерных неисправностей и методов их устранения, а также мер, направленных на безопасность обслуживания.

 

 

ОПИСАНИЕ СХЕМЫ.

На переменном токе в электроприводах брашпилей широко используются двух скоростные двигатели с контроллерным и контакторным пуском. На рисунке изображена принципиальная схема контроллерного управления эл. привода брашпиля с двухскоростным асинхронным двигателем.

Основные элементы схемы: двухскоростной эл. двигатель с кз ротором, кулачковый контроллер на два положения в обе стороны, линейный контактор КЛ, тепловые реле РТ1, РТ2, РТ3, и РТ4, электромагнитный тормоз ТМ, сигнальная лампа ЛБ, аварийная кнопка АК, выключатель ВК.

Схема работает следующим образом. При повороте пакетного выключателя получает питание катушка линейного контактора КЛ, контактор замыкает главные контакты КЛ в цепи статора двигателя и блок – контакт КЛ, шунтирующий контакт К1 контроллера. Схема подготовлена к пуску. Загорается сигнальная лампа ЛБ.

При повороте рукоятки контроллера в положение 1, например выбирать, размыкаются контакты К 2, К 5, К 6,К 7. К 8 контроллера. Двигатель подключается к сети и начинает вращаться в режиме выбирать с малой скоростью. В положении 2 рукоятки останутся замкнутыми контакты К 9, К 10, К 11 контроллера. В результате произойдет переключение фаз статорной обмотки со схемы малой скорости на схему большой скорости. Для перемены направления вращения двигателя и перехода на режим травить рукоятка контроллера поворачивается в обратном по отношению к нулевому положению направлении. В этом случае вместо контактов К 2 и К 5 замкнутся контакты К 3 и К4.Произойдет переключение фаз (фазы А на фазу С, фазы С на фазу А), и двигатель изменит направление вращения. Переключение скоростей производится в описанном – в положении 1 рукоятки контроллера замкнутся контакты К6, К7, К8 и обмотка статора будет включена по схеме малой скорости, в положении 2 рукоятки контроллера замкнутся контакты К9, К10, К11, и фазы обмотки статора будут включены по схеме большой скорости.

В схеме предусмотрена защита от перегрузок с помощью тепловых реле и нулевая защита (от повторного включения) посредством линейного контактора.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. М. Энергия 1977 432с.

2.Витюк К.Т. и др. Судовые электроустановки и их автоматизация. М. Транспорт. 1977 486с.

3.ГОСТ 2.722-68; 723-68; (727-68…730-68); 732-68; 742-68; 750-68; 751-68;

755-68; 756-68 – условные обозначения

ГОСТ 761-61 – якоря

ГОСТ 228-79 – пробная нагрузка на якорные цепи

ГОСТ 3083-88 и 30055-93 – канаты

ГОСТ 6345-65 – пробные усилия

ГОСТ 5875-77 – механизмы якорно-швартовные.

ГОСТ 9891-66 – шпили швартовные.

4.Качаловский М.С. Теория и устройство судов. М. Транспорт 1968 198с.

5.Краковский И.И. Судовые вспомогательные механизмы. М. Транспорт. 1972 380с.

6.Константинов. Системы и устройства судов. Л. Судостроение. 1972 352с.

7.Кузьменков О.П. и др. Методическое пособие по курсовому проектированию Н. 1993 66с.

8.Лесюков В.А. Теория и устройство судов внутреннего плавания. М. Транспорт. 1974 320с.

9.Справочник судового электротехника, том2. Судовое электро -оборудование под редакцией Г.И. Китаенко. Л. Судостроение 1980 528с.

10. Судовые электроприводы. Справочник т.т.1,2 Л. Судостроение 1983

11. ЧекуновК.А. Судовые электроприводы и электродвижение судов. Л. Судостроение 1969 462с.

12. Шмаков М.Г. Рулевые устройства судов. М. Транспорт. 1977 280с.