Файл: Хайдуков, О. П. Электрооборудование судов учебник.pdf

том, что электрическое сопротивление воды зависит от концентра­ ции растворенных в ней солей. Абсолютно чистая дистиллирован­ ная вода является хорошим диэлектриком. Различные вещества (обычно соли), растворенные в воде, уменьшают ее сопротивление. Таким образом, измеряя сопротивление воды, можно судить о со­ держании растворенных в ней солей.

Контролируемая вода проходит через измерительную камеру, в которой установлены два цилиндрических электрода на расстоя­ нии 10—20 мм друг от друга. Между ними пропускается ток, вели­ чина которого при постоянном напряжении будет обратно про­ порциональна сопротивлению воды. Следовательно, прибор, из­ меряющий этот ток, может быть отградуирован, например, в мил­ лиграммах солей на литр воды.

На точность измерения значительное влияние оказывают три обстоятельства. Во-первых, сопротивление воды зависит от ее температуры и с повышением температуры на 1°С уменьшается приблизительно на 2—2,4% в диапазоне температур 0—40°С. Вовторых, при протекании тока через раствор возникает известное явление электролиза и поляризации электродов. Электролиз вы­ зывает отложение солей на электродах, а поляризация электро­ дов приводит к дополнительному падению напряжения на них до 2 В. Применение переменного тока, особенно повышенной ча­ стоты, значительно уменьшает поляризацию и электролиз. В-третьих, сопротивление воды зависит от присутствия в ней растворенных газов, особенно аммиака и углекислого газа. Пред­ варительная дегазация воды повышает точность измерения.

На рис. 122 приведена принципиальная схема соленомера. Схе­ ма получает питание от сети переменного тока через полупровод­ никовый выпрямитель ПВ1. Выпрямленное напряжение затем преобразуется электронным преобразователем ПЭ в стабилизи­ рованное напряжение переменного тока частотой 600 Гц и через понижающий трансформатор Тр подается на электроды Э, рас­ положенные в контрольной камере К-

Изменение концентрации солей в контролируемой воде вызо­ вет изменение тока во вторичной цепи трансформатора. Соответ­ ствующим образом изменится и ток первичной цепи, который измеряется миллиамперметром тА, включенным последователь­ но в первичную цель трансформатора через полупроводниковый выпрямитель ПВ2. Шкала прибора тА градуирована в мг/л.

Ручным переключателем П последовательно с электродами включаются сопротивления Rl, R2,..„ Rn, которые компенсируют изменение сопротивления контролируемой воды из-за изменения ее температуры. Каждое положение переключателя соответствует определенной температуре воды.

Если соленость воды достигнет предельно допустимой величи­ ны, то подаются звуковой и световой сигналы. Для этой цели по­ следовательно с рабочими обмотками магнитного усилителя МУ включена катушка реле Р через полупроводниковый выпрямитель ПВЗ. Индуктивное сопротивление рабочих обмоток МУ, а

205

Рис. 122. Принципиальная схема соленомера

следовательно, и величина тока, протекающего через катушку реле Р, зависят от тока в обмотке управления ОУ магнитного усилителя, которая включена последовательно с измерительным прибором тЛ . Когда ток в обмотке ОУ будет соответствовать предельному значению селености, сработает реле Р и своим контактом замкнет цепь сигнализации. Значение солености, при котором включается сигнализация, устанавливается сопротив­ лением /?у, включенным во вторую обмотку ОС управления маг­ нитного усилителя, выполняющую роль смещения.

§ 49. Газоанализаторы

Экономичность работы судовых силовых установок во мно­ гом определяется качеством сгорания топлива. О полноте сгора­ ния топлива лучше всего можно судить по составу продуктов сгорания. Для этой цели и применяются электрические газоана­ лизаторы.

Кроме анализа продуктов сгорания, газоанализаторы исполь­ зуются для измерения концентрации газов во взрывоопасных по­ мещениях и камерах и для определения содержания С 02 в реф­ рижераторных трюмах фруктовозов.

Принцип действия судовых газоанализаторов основывается на использовании следующих отличительных свойств газов: тепло­ проводности, тепла, выделяемого в результате теплохимической реакции, прозрачности газовой смеси.

Известно, что различные газы весьма существенно отличаются друг от друга по теплопроводности. В табл. 20 приведена тепло­

206

проводность некоторых газов в относительных единицах. За еди­ ницу принята теплопроводность воздуха.

Установившаяся температура тела, в котором выделяется теп­ ло, зависит от количества тепла, выделяемого в этом теле, тем­ пературы окружающей среды, теплоемкости самого тепла, площади его охлаждаемой поверхности, скорости движения охлаж­ дающего газа и от теплопроводности этого газа. Если все пере­ численные параметры, кроме последнего, будут поддерживаться постоянными, то установившаяся температура тела будет зависеть только от теплопроводности охлаждающего газа. Таким телом может быть терморезистор, нагреваемый протекающим по нему током. Если терморезистор поместить в камеру, через которую проходит исследуемый газ с постоянной скоростью и температу­ рой, то температура терморезистора, а значит и его сопротивле­ ние, будут зависеть от теплопроводности газа, т. е. от его состава.

Понятно, что каждый газоанализатор рассчитывается для ана­ лиза вполне определенной газовой смеси. Например, на судах на этом принципе действуют газоанализаторы для определения про­ центного содержания СОг.

На рис. 123 показана принципиальная схема газоанализатора. Сопротивления Rl; R2; R3; R4 выполняются из платины и разме­ щаются в массивных латунных камерах. Через камеры с сопро­ тивлениями R1 и R3 пропускается исследуемый газ, а через каме­ ры с сопротивлениями R2 и R4— воздух. Газ и воздух перед пус­ ком в камеры предварительно обрабатываются и доводятся до одинаковой температуры. Если через все камеры пропускать воз­ дух, то все сопротивления разогреваются проходящим через них током примерно до 100°С и мост уравновешен, т. е. R1-R3— R2-R4. Измерительный прибор И покажет нуль. Для коррекции нуля применяется небольшое сопротивление R5. При пропускании контролируемого газа через камеры величина сопротивлений R1 и R3 изменится, что приведет к нарушению равновесия моста. Шка­ ла прибора И градуируется в процентах содержания СОг-

207

Глава X

Основы электропривода

§ 50. Понятие о динамике электропривода

Основными потребителями электроэнергии на судне явля­ ются электроприводы, т. е. устройства, преобразующие электри­ ческую энергию в механическую и управляющие преобразован­ ной энергией. Таким образом, понятие «электропривод» обяза­ тельно включает в себя электродвигатель и систему управления им.

Система управления электроприводом может быть простой, осуществляющей только пуск и остановку его, но может быть сложной и состоять из различных преобразователей электроэнер­ гии, усилителей, логических элементов и т. д. Такая система управления может обеспечивать пуск привода, регулирование ча­ стоты вращения, торможение, остановку его и ведение технологи­ ческого процесса по определенной программе.

Основной элемент любого электропривода — электрический двигатель, а основная функция его — приводить в движение рабо­ чий механизм. Некоторые основные понятия о динамике привода

где F p — равнодействующая всех сил, действующих на тело; т — масса тела;

v — линейная скорость тела.

В простейшем случае при прямолинейном движении тела по­ стоянной массы на него действуют две силы: движущая F и сила сопротивления Fс, которые и порождают третью инерционную силу

209

Вращательное движение привода определяется действием мо­ ментов, поэтому уравнение равновесия сил (76) запишется как уравнение равновесия моментов:

Это уравнение называется основным уравнением движения при­ вода. Величина GD2 — маховый момент электропривода. Маховой момент роторов электродвигателей и вращающихся частей привод­ ных механизмов указывается в каталогах.

Момент сопротивления, действующий на валу привода, в ос­ новном порождается силами, которые совершают полезную рабо­ ту. В свою очередь эти силы, а следовательно, и моменты сопро­ тивления делятся на две группы: активные и реактивные.

К первой группе относятся моменты, вызванные силами тяже­ сти, скручивания, растяжения и сжатия упругих тел. Ко второй — моменты, вызванные силами трения, резания, сжатия и растяже­ ния неупругих тел и т. п.

Принципиальная разница между активными и реактивными моментами состоит в том, что реактивный момент всегда действу­ ет навстречу вращению привода, а при остановке привода он исчезает, в то время как активный момент может действовать сог­ ласно с вращением привода (спуск груза) и навстречу ему (подъем груза), а кроме того, он продолжает действовать и при остановке привода.

Интересен в этом отношении момент на баллере руля. При

Момент, развиваемый двигателем, может быть как вращаю­ щим, так и тормозным, т. е. он может действовать согласно с вра*

210