Навигация

 

 Меню раздела

Электрооборудование земснарядов
Условия эксплуатации судового электрооборудования
Конструктивное исполнение электрооборудования
Основные параметры судовых электроэнергетических систем
Общая характеристика земснарядов
Классификация судовых электростанций и источники электроэнергии
Выбор числа и мощности генераторов электростанции
Параллельная работа генераторов
Автоматическое регулирование напряжения генераторов
Структурные схемы электростанций
Распределительные устройства
Распределение электрической энергии
Расчет электрических сетей
Монтаж электрических сетей
Сопротивление изоляции электрооборудования
Электрические источники света
Судовые светильники и прожекторы
Виды судового электрического освещения и расчет освещенности
Сигнально-отличительные огни
Электронагревательные приборы
Классификация и основные характеристики судовых электрических аппаратов
Аппараты ручного управления
Командные аппараты
Контакторы
Реле управления и защиты
Реле и датчики контроля неэлектрических параметров
Плавкие предохранители
Автоматические выключатели
Электромагнитные тормоза и муфты
Магнитные усилители
Полупроводниковые приборы
Классификация электроприводов
Характеристики электродвигателей
Схемы управления двигателями постоянного и переменного тока
Электропривод системы генератор—двигатель
Электропривод системы магнитный усилитель—двигатель
Вентильный электропривод
Электропривод с электромагнитной муфтой
Классификация, условия работы электроприводов механизмов земснарядов
Системы электроприводов механизмов земснарядов
Электроприводы механизмов дноуглубления
Электроприводы механизмов рабочих перемещений
Электроприводы механизмов, обслуживающих устройства отвода грунта
Электроприводы общесудовых механизмов
Приборы технологического контроля и системы ориентации
Автоматизация технологического процесса земснарядов
Системы и аппаратура судовой телефонной связи
Судовая сигнализация
Организация технической эксплуатации и ремонта электрооборудования
Использование и техническое обслуживание электрооборудования
Консервация, хранение и расконсервация электрооборудования
Неисправности электрооборудования
Электро-травматизм
Технические мероприятия по обеспечению электробезопасности
Организационные мероприятия по обеспечению электробезопасности


Электроприводы механизмов дноуглубления

Приводным двигателем грунтового насоса дноуглубительных землесосных снарядов является дизель. На земснарядах (например, проекта 350-50Л), занятых на строительных работах в пределах ограниченной акватории и получающих электроэнергию с берега, приводом грунтового насоса служит синхронный электродвигатель. В электроприводе гидравлических рыхлителей используют асинхронные электродвигатели. Для механического рыхлителя и черпакового устройства применяют регулируемые электроприводы, обеспечивающие стабилизацию скорости движения исполнительных органов и ограничение момента при перегрузках.
Ниже рассмотрены схемы электроприводов механического рыхлителя и черпаковой цепи. Схемы даются в упрощенном виде.
Электропривод (системы ТГ—Д) механического рыхлителя. В электроприводе механического рыхлителя земснаряда проекта 23-110 электродвигатель Л/ фрезы получает питание от генератора С с приводом от дизеля.
Генератор имеет три обмотки возбуждения.
Обмотка независимого возбуждения получает питание от сети постоянного тока и служит для создания начального возбуждения генератора.
Обмотка параллельного возбуждения (самовозбуждения) ЬС'2 предназначена для регулирования напряжения генератора и соответственно частоты вращения двигателя, что достигается изменением сопротивления регулятора возбуждения КР в цепи обмотки Ю'2. Вследствие действия обмотки последовательного возбуждения Ю'З, магнитный поток которой направлен встречно потокам обмоток ЬО-1 и 10-2, механическая характеристика электропривода становится экскаваторной. Двигатель М имеет только обмотку независимого возбуждения ЬМ. Параллельно обмоткам возбуждения включены разрядные резисторы Я1—КЗ, предохраняющие обмотки от пробоя изоляции при возникновении э. д. с. самоиндукции в момент отключения обмоток от питания.
Цепи управления и возбуждения получают питание от сети постоянного тока. Переключателем подается напряжение к цепи управления и изменением направления тока в обмотке возбуждения выбирается направление вращения двигателя М. На регуляторе возбуждения ЯР смонтированы три конечных выключателя 5С1—523, состояние которых изменяется в момент начала движения регулятора из нулевого положения. Защита привода от самопроизвольного включения (нулевое блокирование) после временного исчезновения питания осуществляется реле К2 в сочетании с размыкающим контактом 8(}1 регулятора возбуждения ЯР. Реле К2 может быть включено только при нулевом положении регулятора ЯР, когда контакт 5(?/ замкнут. В нулевом положении регулятора ЯР замкнут также контакт 8(23, что обеспечивает включение реле времени КТ2, замыкающее свой контакт в цепи реле К2. Включившись, реле шунтирует своим контактом контакт и подготавливает к включению контактор К1. В момент начала движения ползунка регулятора возбуждения ЯР его контакты ЗС}1 и 5(2<? размыкаются, контакт 8С}2 замыкается и включает контактор К1, контакты которого подключают цепи возбуждения генератора и двигателя к сети питания.
Протекание тока по обмотке независимого возбуждения 1*М двигателя вызывает включение реле минимального тока КАЗ, шунтирующее своим контактом контакт реле времени КТ2. Выдержка времени при отключении реле КТ2 достаточна для шунтирования его контакта контактом реле КАЗ.
Частота вращения двигателя М регулируется изменением напряжения генератора О путем изменения силы тока возбуждения в обмотке параллельного возбуждения Ю-2 и частоты вращения дизель-генератора специальным сервоприводом С/7, воздействующим на регулятор возбуждения РР и топливный насос ТН. Сервопривод имеет дистанционное управление из рубки управления. При пуске сервопривода ползунок регулятора возбуждения НР начинает перемещаться из крайнего левого положения вправо. Сопротивление регулятора возбуждения РР в цепи обмотки ЬС-2 уменьшается, сила тока возбуждения, напряжение генератора и частота вращения электродвигателя увеличиваются. В момент, когда сопротивление регулятора НР в цепи обмотки ЬО-2 станет равным нулю, сила тока возбуждения достигнет номинального значения. Дизель до этого момента не развивает номинальной частоты вращения, а возрастание потребляемой от него мощности компенсируется увеличением топливоподачи с помощью всережимного регулятора. Дальнейшее повышение частоты вращения двигателя М производится воздействием сервопривода СП на топливный насос дизеля. Частота вращения дизель-генератора возрастает и достигает номинальной. Одновременно увеличивается сопротивление регулятора РР в цепи обмотки ЬО-2, но сила тока возбуждения почти не изменяется, так как пропорционально частоте вращения генератора повышается его напряжение.
Защита электропривода осуществляется с помощью реле минимального тока КАЗ, реле максимального тока КА1 и КА2, включенных через шунты Р8/, Р52, и теплового реле КК. Реле максимального тока КА1 и КА2 настроены на разные силы тока срабатывания. Реле КА1 срабатывает при силе тока, несколько большей силы тока стоянки, и через реле времени КТ 1 отключает электропривод с выдержкой времени. Если за период времени срабатывания реле КТ 1 нагрузка на электропривод уменьшится, то отключения электропривода .не произойдет. Реле КА2 (с большей уставкой по току) при срабатывании размыкает свой контакт в цепи реле К2, что приводит к немедленному отключению электропривода.
Реле минимального тока КАЗ контролирует наличие тока в цепи возбуждения двигателя. В случае обрыва цепи реле КАЗ срабатывает и размыкает свой контакт в цепи реле К2. Как известно, двигатель при потере возбуждения не будет развивать против Э.Д.С. и практически превратится в очаг короткого замыкания, так
как сопротивление обмотки якоря весьма незначительно. Экстренная остановка электропривода может быть произведена выключателем 5А2, установленным в непосредственной близости от электродвигателя М.
В электроприводе предусмотрены световая сигнализация и контрольно-измерительные приборы (на схеме ' не показаны). Световая сигнализация информирует о наличии напряжения питания и положения регулятора возбуждения (нулевом, рабочем и конечном). Измерительные приборы контролируют силу тока, напряжение и частоту вращения двигателя и генератора.
Подобная схема применена и для электропривода черпаковой цепи земснаряда проекта 23-75. Ее основное отличие от схемы проекта 350-50Л состоит в изменении узла управления возбуждением. Вал черпакового дизель-генератора вращается с номинальной (постоянной) частотой, а возбуждение регулируется изменением сопротивления в обмотках возбуждения генератора и двигателя (рис. 94, а) .
Дистанционным воздействием на сервопривод СП регулятора возбуждения ЯР последовательно уменьшается сопротивление в цепях обмоток независимого (1*С1) и параллельного (1*02) возбуждения генератора, а затем увеличивается сопротивление в цепи обмотки независимого возбуждения ИЛ двигателя. Сила тока в обмотке ЬМ регулируется для получения частоты вращения выше номинальной (с уменьшением вращающего момента).
Серводвигатель представляет собой двухфазный двигатель МСП (рис. 94, б) с рабочей обмоткой ШСП-1 и пусковой ЬМСП-2, последовательно с которой для получения сдвига тока по фазе по отношению к току в рабочей обмотке включены конденсаторы С1 и С2. У переключателя положения: Б (больше), О (отключено), М (меньше). Конечные выключатели 5^1 и 3(}2 ограничивают крайние положения ползунка регулятора НР.
Электропривод (системы МУ Г—Д) черпаковой цепи.
Стремление сделать земснаряд более маневренным привело к использованию мощности дизель-генераторов для привода как черпаковой цепи, так и гребных винтов. Это позволяет самоходному земонаряду в отличие от несамоходного не прибегать к помощи буксира, а самостоятельно переходить с одного места работы на другое.
На ряде земснарядов для привода черпаковой цепи и гребных винтов используют систему Г—Д с возбуждением электрических- машин 'от магнитных усилителей (МУ)., Рассмотрим работу электропривода черпаковой цепи земснаряда проекта 892. На рис. 95, а приведена силовая цепь системы Г—Д, состоящая из двух генераторов 01 и 02, двух черпаковых двигателей М3 и М4, двух гребных двигателей М1 и М2.
В режиме дноуглубления с помощью переключателя ЗА возможны следующие варианты соединения электрических машин:
последовательно соединенные генераторы 01 и 02 работают на последовательно соединенные двигатели М3 и М4 (0/Н-02-^МЗ + М4);
генератор 01 работает на двигатель М3 (01-+МЗ); генератор 02 работает на двигатель М4 (02-+М4). В режиме движения земснаряда (рис. 95, в) электрические машины соединяются по следующим схемам: генератор 01 работает на двигатель М1 и генератор 02 — на двигатель М2 (01-+М1, 02-+М2);
генератор 01 работает на последовательно соединенные двигатели М1 и М2 (01-+М1-\-М2)\
генератор 02 работает на последовательно соединенные двигатели М1 и М2 (02-+М1+М2).
Рассмотрим работу черпакового электропривода для случая включения двигателя на генератор (С?—»-Л1). Силовая цепь системы Г—Д с обратными связями магнитных усилителей по току и напряжению изображена на рис. 96, а, цепи возбуждения — на рис. 96, б, цепи управления — на рис. 96, в. При включении выключателя 5А1 получают питание контакторы К1, К4, К5, подающие питание соответственно к цепям управления, магнитным усилителям возбуждения А1—АЗ и выпрямительным мостам 1124, 1)25, в свою очередь питающим обмотки смещения 1*А1-2 и ЬА2-2 магнитных усилителей А1 и А2 и потенциометры К5, Н7. Нулевое блокирование выполняет контактор К2 в сочетании с конечным выключателем 5<2, замкнутым лишь в исходном (нулевом) положении регулятора возбуждения НР. Контактор К2 включает электромагнитный тормоз УВ и подает питание регулятору КР. При выведении рукоятки регулятора возбуждения ЯР из нулевого положения замыкается конечный выключатель и контактор КЗ, получив питание, размыкает свои контакты в цепях обмоток управления ЬА1-3, 1А2-3, 1А1-4, 1А2-4.
Максимальная токовая защита привода обеспечивается с помощью реле КА, включенного параллельно шунту Я5 и обмоткам дополнительных полюсов генератора Ю-З.
Для экстренной остановки привода служат выключатель ЗА1 на пульте управления и выключатель 5Л2 у черпакового двигателя.
Управление электроприводом осуществляется изменением силы тока возбуждения генератора с помощью регулятора возбуждения ЯР. Питание обмотки возбуждения генератора управляемым током предусмотрено от двух трехфазных магнитных усилителей А1 и А2 с самонасыщением и выходом постоянного тока. Магнитные усилители А1 и А2 включены на две одинаковые обмотки возбуждения генератора ЬС-1 и ЬС-2 по мостовой схеме. В качестве двух других плеч моста служат резисторы Я1 и Я2. Для получения уравновешенного моста сопротивления резисторов Я1 и Я2 выбирают одинаковыми и равными сопротивлениям обмоток возбуждения. В этом случае работа А1 не влияет на работу А2, так как при работе А2 потенциалы в точках моста 1 и 2 одинаковы, а А1 не будет являться нагрузкой для усилителя А2.
Сила и направление тока в обмотках возбуждения определяются разностью напряжений на выходе усилителей А1 и А2. При одновременной подаче входного сигнала один из усилителей намагничивается, другой размагничивается и соответственно, напряжение одного усилителя увеличивается, а другого — уменьшается. Рабочие обмотки магнитных усилителей питаются раздельно — усилителя А2 непосредственно от сети трехфазного тока, усилителя А1 — от той же Сети через трансформатор ТУ1 с коэффициентом трансформации, равным единице. Таким образом, исключаются электрические связи между обмотками переменного тока усилителей.
Напряжение каждого МУ регулируется изменением силы тока в его задающей обмотке, получающей, питание от сети постоянного тока через регулятор возбуждения ЯР, представляющий собой потенциометр. Задающие обмотки ЬА1-1 и /-Л2-/ соединены последовательно и встречно. Передвижением рукоятки регулятора ЯР устанавливаются определенные сила и направление тока в задающих обмотках. В зависимости от направлений движения регулятора ЯР одна из двух последовательно соединенных задающих обмоток намагничивает, а другая — размагничивает свой усилитель. С изменением силы и направлений тока в обмотках Ы/-/ и 1А2-1 изменяются значение и полярность напряжения на выводах обмоток возбуждения генератора. В свою очередь соответственно изменяются значение и полярность напряжения генератора.
Для стабилизации заданного напряжения, а также для увеличения быстродействия электропривода в переходных режимах в схему возбуждения включена жесткая обратная отрицательная связь по напряжению — обмотки управления 1Л/-*/ и ЬА2-4 с магнитным потоком, направленным навстречу магнитному потоку задающих обмоток. При пуске электропривода в начальный момент обмотки 1.А1-4 и 1.А2-4 еще не находятся под напряжением и, следовательно, еще не создают магнитного потока, что способствует ускорению переходного режима. С увеличением нагрузки на валу исполнительного двигателя напряжение генератора несколько снижается, противодействие обмоток 1-А1-4 и 1.А2-4 ослабевает, результирующий намагничивающий поток усилителя увеличивается, что приводит к возрастанию силы тока возбуждения и стабилизации напряжения генератора. В рабочих положениях регулятора ЯР контактор 'КЗ в цепи обмоток ЫЫ или 1.А2-4 усилителей А1 и А2 разомкнут. При постановке ЯР в нулевое положение контакт КЗ замыкается и шунтирует резистор Я6. Обмотки 1А1-4 и 1.А2-4 включаются на полное напряжение генератора от остаточного намагничивания и размагничивают генератор, устраняя возможность вращения электродвигателя за счет остаточного намагничивания.
Для получения экскаваторных внешних характеристик генератора II = /(/), в которых с возрастанием силы тока нагрузки выше номинального резко уменьшается напряжение генератора, в схеме возбуждения предусмотрена жесткая обратная отрицательная связь с отсечкой по току генератора, выполняемая обмотками 1.А1-3 и 1А2-3. В узел токоограничения входит. потенциометр Я5, на котором задается значение запирающего потенциала Д(Лап. При силе тока в цепи якоря генератора меньше номинальной /„ с обмоток дополнительных полюсов генератора 1.0-3 и шунта ЯЗ снимается напряжение, меньшее \1!зап, и ток" по обмоткам управления 1А1-3, 1.А2-3 не протекает из-за запирающего действия диодов ГО/, \Ъ2. Увеличение силы тока в цепи якоря сверх номинального значения приводит к уравновешиванию напряжения, снимаемого с обмоток 1.0-3 и шунта ЯЗ, и запирающего напряжения ЛбЛп,
а затем к преобладанию первого. По обмоткам ЬА1-3 и 1А2-3 потечет ток, создающий в МУ магнитный поток, направленный навстречу магнитному потоку задающей обмотки. Результирующий поток намагничивания усилителя и ток возбуждения генератора уменьшаются. При возрастании силы тока в главной цепи до значения силы тока стоянки /ст размагничивающее действие обмоток ЬА1‘3 и ЬА2-3 снижает напряжение генератора до (/ст = /ст'', где г — сопротивление силовой цепи системы Г—Д. Благодаря мостовой схеме включения диодов Уй1 и Уй2 узел токо-ограничения работает при любой полярности напряжения генератора.
Контакт контактора КЗ в цепи токовых обмоток ЬА1‘3 и ЬА2-3 в рабочих положениях регулятора возбуждения ЯР разомкнут и замыкается при постановке регулятора ЯР в нулевое положение. Обмотки ЬА1-3 и ЬА2-3 при этом включаются непосредственно на дополнительные полюсы генератора Ю’З и шунт #5, что способствует размагничиванию генератора и остановке двигателя.
На выпрямительный мост У2>4 включены обмотки смещения ЬА1-2 и 1А2-2, предназначенные для посто- * янного подмагничивания магнитных усилителей таким образом, чтобы начальная рабочая точка усилителей находилась посередине прямолинейной крутой части характеристики управления.
Внешние характеристики генератора при действии обмоток управления показаны на рис. 97, а.
Таким образом, совместное действие обмоток управления способствует созданию участка экскаваторной внешней характеристики.
Обмотка возбуждения ЬМ-1 двигателя получает питание от магнитного усилителя АЗ (см. рис. 96, б). При работе черпакового устройства желательно наиболее полно использовать установленную мощность приводного двигателя системы Г—Д. Для этого необходима такая механическая характеристика электродвигателя, которая обеспечивала бы постоянство потребляемой им мощности. В схему электропривода для указанной цели введена обратная положительная связь по току двигателя — обмотка управления ЬАЗ-2. На потенциометре Я7 задается запирающий потенциал такого значения, что при силе тока порядка 0,88/н в силовой цепи Г—Д с обмоток дополнительных полюсов 1ЬЛ-2 и компенсационной ЬМ-3 двигателя снимается напряжение, меньшее. Однако ток от преобладающего в этот момент по обмотке ЬАЗ-2 не протекает из-за запирающего действия диода УЭЗ. При силе тока более 0,88/н по обмотке начинает протекать ток, создающий магнитный поток, направленный согласно потоку смещения. Возрастание тока в силовой цепи вызывает увеличение силы тока в обмотке ЫЗ-2 подмагничивающего усилителя АЗ. Ток возбуждения электродвигателя возрастает, что приводит к уменьшению его частоты вращения. Увеличение силы тока якоря электродвигателя примерно пропорционально возрастанию момента на валу двигателя, поэтому снижение частоты вращения двигателя при росте момента сопротивления на его валу приводит к постоянству потребляемой мощности: р = Л1л = соп51.
Механические характеристики двигателя М при действии обмоток управления МУ приведены на рис. 97, б. Участок механических характеристик в интервале 0,88/н—/н представляет собой гиперболу постоянства мощности. Характер изменения Р — 1(М) показан на рис. 82.
В режиме обратного хода черпаковой цепи (при этом изменяется, полярность напряжения, снимаемого с ЬМ-2 и ЬМ-3) токовая обмотка ЬАЗ-2 не работает, так как ее узел выполнен одностороннего действия благодаря диоду УШ.
Жесткая обратная положительная связь по напряжению (обмотка ЬАЗ-З) используется для увеличения крутизны характеристики управления усилителя АЗ, т. е. для повышения коэффициента усиления. Поток 1АЗ-3 направлен согласно потоку обмотки смещения ЬАЗ-1.
Черпаковый электропривод (системы УВ—Д) земснарядов проекта РЗб. Электрический привод черпаковой цепи состоит из двух электродвигателей постоянного тока типа ПГ-500- 142-5У2 (315 кВт, 440 В, 450 об/мин) с независимым возбуждением, получающих питание от судовой единой электростанции переменного (трехфазного) тока напряжением 380 В через-вентильные (тиристорные) преобразовательные агрегаты типа АТРК 500/460-500-2У2. Валы электродвигателей жестко связаны между собой, а обмотки якоря н возбуждения подключены к отдельным преобразователям.

Похожие статьи