Расчет электропривода якорно-швартового устройства

ustify">     Для пуска исполнительных электродвигателей маховичок тумбы управления, валик которой кинематически связан с постом управления, переводят в первое рабочее положение в сторону «Травить» или «Выбирать» -- в зависимости от производимой операции. При этом замыкаются контакты поста управления К1, КЗ, К5, а также К7, К11 («Травить») или К9, К13 («Выбирать»).

     Контакт К1, замыкаясь, подготавливает работу тормозных электромагнитов. Через контакты КЗ и К5 подводится полное напряжение к обмоткам независимого возбуждения исполнительных двигателей НОД1 и НОД2 и к катушкам реле обрыва поля РП1 и РП2. Получив питание, эти реле срабатывают и замыкают своими контактами цепь контактора обрыва поля К, который, в свою очередь, замыкает контакт К в цепи тормозных электромагнитов ТМ1 и ТМ2 и независимой обмотки возбуждения генератора НОГ.

     Получив питание, тормозные электромагниты растормаживают исполнительные электродвигатели. Одновременно возбуждается генератор, подающий напряжение на зажимы исполнительных двигателей, которые начинают вращаться со скоростью, соответствующей первому положению поста управления.

     Скорость двигателя регулируют, переводя маховичок тумбы управления из одного рабочего положения в другое -- в сторону «Травить» или «Выбирать». При этом замыкаются контакты, шунтирующие сопротивления в цепи независимой и параллельной обмоток генератора, благодаря чему увеличивается ток возбуждения, а следовательно, и напряжение на зажимах генератора и двигателей; в результате увеличивается и скорость вращения двигателей.

     Реверс исполнительного двигателя осуществляют, изменяя направление тока в независимой обмотке возбуждения генератора, для чего маховичок тумбы управления переводят из положения «Выбирать» в положение «Травить» или наоборот.

     Чтобы остановить исполнительные двигатели, надо возвратить маховичок тумбы управления в нулевое положение, что вызовет размыкание цепей независимых обмоток возбуждения генератора и двигателей, а также цепей тормозных электромагнитов. В результате этого напряжение на зажимах двигателей и магнитный поток полюсов спадут до незначительных величин, двигатели потеряют скорость и затормозятся механическими тормозами.

     Преобразовательный агрегат останавливают нажатием кнопки КС в тумбе или в станции управления.

     Схема обеспечивает все необходимые виды защиты.

     Нулевую и минимальную защиту обеспечивает линейный контактор Л, отключающий приводной двигатель от сети в случае резкого снижения или исчезновения напряжения. Повторный пуск агрегата возможен только из нулевого положения поста управления, что обеспечивается нулевой блокировкой, принцип которой заключается в питании линейного реле ЛР через контакт К22, закрытый только в нулевом положении поста управления.

     Тепловая защита выполняется тепловыми реле 1РТ и 2РТ, работающими на отключение приводного двигателя. Повторный пуск его также возможен лишь из нулевого положения поста управления.

     Защита от перегрузок осуществляется противокомпаундной обмоткой генератора, которая, размагничивая генератор и переводя исполнительные двигатели в режим стоянки под током, ограничивает момент короткого замыкания до заранее установленного значения.

     Для защиты исполнительных двигателей от обрыва поля предусмотрены реле РП1 и РП2, которые, срабатывая, разрывают цепь контактора К, снимая в конечном счете возбуждение с генератора и затормаживая двигатели.

     Защита от токов короткого замыкания в цепях управления выполняется предохранителями 1Пр -- 4Пр. 

     12. Выбор аппаратуры управления 

     В пределах срока службы электрооборудования якорно-швартовных механизмов суммарное число включений контактной аппаратуры главной цепи не превышает номинальных значений при полном использовании ее по коммутационной способности. Поэтому выбор аппаратуры данной группы механизмов должен производиться по номинальному току с учетом возможных токов перегрузки и термической стойкости.

     Коммутационная аппаратура главных цепей должна отвечать следующим условиям: а) для якорных механизмов ток, протекающий по контактам при нагрузке в цепи, равной 36 d2 H, не должен быть выше номинального тока аппарата при режиме 60 мин; б) для швартовных механизмов ток, протекающий по контактам при выбирании троса с номинальным тяговым усилием, не должен быть выше номинального тока аппарата в режиме 30 мин; в) пусковой ток двигателя при работе на характеристике, обеспечивающей отрыв якоря от грунта (режим стоянки), не должен быть выше 80 % допустимого тока включения аппарата. Номинальный ток аппарата в режиме 30 мин при работе на той же характеристике не должен быть ниже 130 % номинального тока обмоток электродвигателя в режиме 30 мин; г) контакты аппарата переменного тока должны допускать протекание тока перегрузки в течение времени t, удовлетворяющего условию

 

      , 

     где I_Н60 -- номинальный ток аппарата в режиме 60 мин (или длительном); /ст -- ток при заторможенном двигателе в режиме стоянки; 1СТ-- расчетное время стоянки под током, равно 15 с для швартовных механизмов.

     Ток перегрузки I_СT (режим стоянки), проходящий по тиристорам и диодам в режиме 50--60 с, не должен превышать 80 % номинального тока тиристора в длительном режиме.

     Выбираем аппаратуру управления для 3^Х фазной цепи переменного тока.

     В качестве 1РТ и 2РТ выбираем тепловое реле типа ТРТ-200: I_НОМ=200А, предел регулирования токовой усатавки 0,75÷1,25.

     Контактор линейный Л типа КМ-2334-2: 3 блок-контакта, главных и 2 вспомогательных, I_НОМ=200А;

     Промежуточное реле РП типа РМЕ24ВРОМ3: 2 контакта замыкающих, 1- размыкающий, Р=17 Вт;

     Предохранитель 1Пр типа ПДС-2: I_НОМ. =20А, I_{НОМ.ВСТАВКИ}=20А, тип плавкой вставки ПВД-2(I_КЗ=200А);

     Кнопки управления КС и КП типа КЕ-011: I_НОМ=6,3А.

     Аппаратура управления для цепей постоянного тока.

     Реле обрыва поля РП типа РЭМ-25: количество контактных узлов 1, количество замыкающих контактов 1, I_НОМ=5А.

     Вольтметр в цепи возбуждения V типа М145: пределы измерения 0÷250В, класс точности 2,5.

     Предохранитель 2Пр, 3Пр типа ПДС-2: I_НОМ=20А, I_{НОМ.ВСТАВКИ}=20А, ток предельной разрывной способности при постоянном токе 3000А;

     Сигнальная лампа ЛС типа Ц - 220-15;

     Контактор К типа КН2141-12: 1 блок-контакт замыкающий, 1 блок-контакт размыкающий, климовый замыкающий 1;

     Амперметр А типа М1500: предел измерения 0 - 30 А, класс точности 1,5, угол шкалы 230⁰;

     Электромагнитный тормоз ТМ1 и ТМ2 типа ПДП3 со встроенным электромагнитным приводом входящим в комплект двигателя ДПМ;

     Командоконтроллер серии КМ-1000, изготовленный в исполнении для установки на палубе судна, допустимый длительный ток 10А, допустимый выключающий ток 50А, допустимый отключающий ток (при 220В при индуктивной нагрузке)- 1А. 

     13. Расчёт и выбор питающего кабеля и автомата 

     Для питания электропривода брашпиля, согласно правил Регистра Украины, выбираем питающий кабель, который прокладывается от ГРЩ по двум фидерам.

     1. По таблице электрических нагрузок генераторов судовых ЭС устанавливают режим, в котором приемники электроэнергии, подключенные к РЩ, имеют наибольшую нагрузку. Расчетная мощность с учетом коэффициентов одновременности k₀ и запаса k_ЗАП (учитывает увеличение нагрузки кабеля за счет подключения к запасному фидеру приемника) составляет: 
 

     2. По наибольшей потребляемой мощности определяют полный расчетный ток фидеров РЩ: 

     3. По суммарному расчетному току выбирают сечение питающего кабеля РЩ (сечение равно 3×20 мм², длина кабеля l_\ = L / 2 = 153,2/ 2 ≈ 76м). Для подключения фидера к шинам ГРЩ выбран автомат А3511 на ток 200 А с максимальным расцепителем на номинальный ток 30000 А с установкой на 600 А.

     4. По расчетному току по таблице допускаемых нагрузок на кабели с однорядной прокладкой выбирают сечение и жильность кабеля исходя из значения расчётного тока.

     Выбираем трёхжильный кабель серии КНР сечением S = 20 мм².

     5. Определяем потери напряжения на участке: 
 

     где γ - удельная проводимость меди при температуре 65⁰С.

     Так как согласно установленным нормам потери (падение) напряжения ∆U_РАСЧ в сетях не должны превышать ∆U_ДОП =7%, то расчёт был произведен верно. 

     14. Обслуживание и уход за электроприводами ЯШУ 

     Соблюдение правил технического обслуживания и использования обеспечивает надёжную и безопасную работу судового электропривода якорно- швартового устройства.

     К управлению брашпилем допускается боцман, а к управлению шпилем -- матрос I класса, сдавший экзамен по соответствующему техминимуму.

     Старший электромеханик или старший механик обязаны проинструктировать лиц, допущенных к управлению брашпилем или шпилем, об особенностях управления указанными механизмами,

     При подготовке к действию электроприводов грузоподъемных, якорно-швартовных устройств, шлюпочных лебедок и других палубных механизмов необходимо:

     1) убедиться внешним осмотром в его исправности, измерить сопротивление изоляции и спустить конденсат;

     2) установить рукоятки командоаппаратов в нулевые положения; при наличии муфт переключения редуктора установить их рукоятки на требуемую грузоподъемность;

     3) открыть вентиляционные отверстия на электродвигателях и пусковых резисторах; включить вентиляцию в помещениях аппаратуры управления;

     4) включить питание на ГРЩ» РЩ, а также средства дистанционного управления брашпилем и регистрации длины вытравленной якорной цепи;

     5) обеспечить необходимую освещенность мест грузовых или промысловых операций, а также постов управления механизмами при производстве работ в ночное время;

     6)опробовать электроприводы в действии в том числе электромагнитные и механические тормоза, конечные выключатели и блокировки, а также органы аварийного отключения;

     7) доложить вахтенному помощнику капитана о готовности электроприводов к действию.

     При возникновении неисправности тормозов, электродвигателей и аппаратуры управления срабатывании блокировок или защиты работа электроприводов грузоподъемных устройств должна быть немедленно прекращена. Возобновление работы разрешается только после устранения неисправности.

     После использования электроприводов грузоподъемных, якорно-швартовных и буксирных устройств, шлюпочных лебёдок и других палубных механизмов необходимо:

     1) установить рукоятки командоаппаратов в нулевые положения;

     2) выключить питание электроприводов на РЩ и ГРЩ (по согласованию с вахтенным помощником);

     3) закрыть все вентиляционные отверстия и выключить вентиляцию помещений аппаратуры управления.

     Состав работ технического обслуживания каждого вида электрооборудования, входящего в состав электропривода, определяется указаниями соответствующих разделов настоящих правил и инструкциями по эксплуатации Виды работ технического обслуживания и их периодичность определяется ПГТО (План-график технического обслуживания или другая действующая документация, определяющая номенклатуру, состав, периодичность и трудоёмкость работ), а в случае его отсутствия -- инструкцией по эксплуатации.