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

водниковый выпрямитель ПВ1 обмотку тормозного электромагнита ТЭМ, двигатель растормаживается и начинает вращаться на пер­ вой скорости. При растормаживании двигателя дисковый тормоз механически размыкает контакт ТЭМ в цепи катушки ВКТ. Контак­ тор ВКТ отключается и вводит последовательно с обмоткой тор­ мозного электромагнита добавочное сопротивление Тем самым уменьшается ток в обмотке электромагнита, а следовательно, и его нагрев. Напомним, что у электромагнитов постоянного тока, как и

контажтор 1C, а срабатывают контакторы 2С и 2СВ, которые своими главными контактами присоединяют обмотку статора двигателя в двойную звезду. Скорость двигателя увеличивается вдвое.

Одновременно с контакторами 2С и 2СВ получает питание мо­ торное реле времени 1РВ. Это реле с выдержкой времени подготав­ ливает цепь катушки контактора третьей скорости ЗС, предотвра­ щая тем самым включение двигателя на третью скорость, минуя вторую при очень быстром переводе командоконтроллера из

279

разрывает цепи катушек 2С и 2СВ и подключает к сети обмотку 3-й скорости двигателя.

Работа схемы во всех положениях «Травить» происходит анало­ гично, но вместо контакта К2 замкнут контакт КЗ. Контактор Я своими главными контактами меняет порядок чередования фаз в главной цепи.

Первая скорость двигателя предназначена для отрыва якоря от грунта и втягивания его в клюз. В обоих этих случаях возможна остановка привода (заклинивание). Максимальный момент, раз­ виваемый при этом двигателем, может вызвать поломки в механи­ ческой части привода. Для уменьшения максимального момента двигателя на первой скорости в электроприводе брашпиля некото­ рых судов (например, типа «Волголес») обмотка соединяется в от­ крытый треугольник, для чего убирается перемычка между клем­ мами А и Z. Однако двигатель в этом случае работает с повышен­ ным скольжением и с повышенными потерями энергии, что приво­ дит к быстрому перегреву его. Работа двигателя на первой скоро­ сти допускается не более 2 мин.

Третья скорость предназначена только для выбирания свобод­ ных швартовных концов. Если сообщена с редуктором брашпиля хотя бы одна из звездочек, то размыкается контакт конечного вы­ ключателя КВ1 или КВ2, предотвращая включение двигателя на третью скорость при выбирании якоря.

Если двигатель ошибочно будет включен на третью скорость при подтягивании судна к причалу, то срабатывает реле макси­ мального тока РМ, замыкающее цепь промежуточного контакто­ ра КП, который в свою очередь размыкает цепь контактора ЗС. Двигатель автоматически переключается на вторую скорость. Ре­ ле РМ срабатывает и под действием пусковых токов обмотки третьей скорости, но в этом случае реле времени 2РВ, замыкаю­ щее свой контакт в цепи катушки ПК с выдержкой времени, пред­ отвращает отключение контактора ЗС.

Соединение обмотки двигателя на первой скорости в «открытый треугольник» и отсутствие надлежащей защиты увеличивают опас- ■ность выхода двигателя из строя. Все это подтверждено практикой эксплуатации электроприводов брашпилей. На некоторых судах обмотка электродвигателя брашпиля соединяется в нормальный треугольник, но для ограничения максимального момента двигате­ ля на первой скорости последовательно в обмотку статора включа­ ются активные сопротивления. Следует сказать, что с точки зрения потерь энергии в двигателе и его нагрева этот способ ничуть не лучше «открытого треугольника». Поэтому на многих судах в электроприводе брашпиля с трехскоростным асинхронным двига­ телем максимальный момент двигателя не ограничивается какимилибо искусственными методами.

Между электродвигателем и редуктором брашпиля есть муфта предельного момента, которая при двукратном моменте со­ противления должна проворачиваться, сохраняя механизм от по­ ломки.

280

§ 70. Электропривод грузоподъемных устройств

Электропривод грузоподъемных устройств оказывает серьез­ ное влияние на эксплуатационные показатели работы судов транс­ портного флота. Если в основных советских портах для грузовых операций используются портовые краны, то почти во всех иност­ ранных портах погрузочно-разгрузочные работы выполняются су­ довыми грузовыми устройствами.

Электропривод грузоподъемных устройств относится к числу Наиболее сложных судовых электроприводов с тяжелым режимом работы. Частые пуски и реверсы, резкопеременная нагрузка, необ­ ходимость обеспечения большого пускового момента, большого диапазона регулирования скорости и тормозных режимов двигате­ ля — все это предъявляет высокие требования к самому электро­ двигателю и к системе управления им.

Электропривод грузоподъемных устройств работает в повторно­ кратковременном режиме и рассчитывается на определенное значе­ ние ПВ и определенную частоту включений двигателя в час. Дей­ ствительные значения ПВ и частота включений зависят от многих обстоятельств: от опыта грузчиков, характера груза, механизации грузовых работ, от оборудования порта и т. д. К сожалению, на многих отечественных судах иностранной постройки расчетные зна­ чения ПВ и допустимая частота включений электродвигателей ле­ бедок и кранов оказываются значительно ниже действительных значений, с которыми работают электродвигатели. Особенно это относится к электроприводам лебедок и кранов с многоскоростными короткозамкнутыми двигателями. В результате у двигателей часто выходят из строя не только обмотки статора, но и разрушаются короткозамкнутые обмотки ротора.

На современных судах наряду с грузовыми лебедками применя­ ются грузовые краны, которые отличаются более высокой произво­ дительностью, возможностью перенести груз в любую точку трю­ ма в пределах грузового люка и быстрой подготовкой к работе. Вместе с тем оборудование крана, более сложное и дорогое, чем оборудование лебедки со стрелами.

Проанализируем работу грузоподъемного устройства на приме­ ре судового крана. Грузовой цикл начинается с подъема груза, на­ пример, из трюма. Момент, развиваемый двигателем, в этом слу­

G0 — масса гака;

Об — диаметр барабана;

in— передаточное число редуктора; Tjn — К. п. д. редуктора.

281

В рем я п одъ ем а гр уза

где Н и г'н — высота и номинальная скорость подъема.

При повороте стрелы крана двигатель подъема не работает. Время паузы находится по формуле

где % = 2 — ^---- обратный к. п. д. передачи.

Двигатель работает в тормозном режиме.' Время спуска

После спуска на причале происходит расстройка груза, а вре­ мя паузы tu2 можно найти по среднестатистическим данным гру­ зовых операций.

Далее следует подъем холостого гака. Момент на валу двига­

считать: М4= М3; tP3 = tP4.

Затем следует застропка груза в трюме, время которой опреде­ ляется по среднестатистическим данным грузовых операций.

Таким образом, нагрузочная диаграмма механизма подъема кра­ на (рис. 180) позволяет определить эквивалентный момент двига­ теля (108), и ЯД что необходимо при расчете электродвигателя подъема из условий нагрева:

tр + tр2 + tPi -^-tP^

где

282

Производительность грузоподъемного устройства в зна­ чительной степени зависит от диапазона и плавности регулиро­ вания частоты вращения элек­ тропривода.

Скорость подъема груза бе­ зусловно влияет на производи­ тельность грузоподъемного уст­ ройства, но до определенной сте­ пени, поскольку высота подъема и спускагруза в судовых усло­ виях относительно невелика и некоторое сокращение времени

подъема и спуска груза не оказывает существенного влияния на продолжительность всего цикла. Нельзя не считаться и с техни­ кой безопасности при повышении скорости подъема и спуска груза.

На многих современных отечественных судах скорость подъема номинального груза достигает 70—80 м/мин. Скорость подъема и спуска холостого гака может быть увеличена в сравнении со ско­ ростью подъема номинального груза в 2—3 раза.

Грузоподъемное устройство должно обеспечивать и малую по­ садочную скорость, гарантирующую сохранность груза. На отече­ ственных судах эта скорость составляет 9—10,м/мин. Между поса­ дочной скоростью и скоростью подъема номинального груза долж­ на быть хотя бы одна промежуточная скорость, так же как и для подъема легкого груза желательна хотя бы одна скорость, мень­ шая скорости подъема холостого гака.

§ 71. Управление электроприводами грузоподъемных устройств

Электропривод грузоподъемного устройства, обладающего наивысшей технически возможной производительностью, должен обладать диапазоном регулирования 25:1 и иметь минимум по пять скоростей на подъем и спуск. Сразу же следует отметить, что такой электропривод практически невозможно создать при использовании многоскоростных асинхронных полюсопереключаемых двига­ телей.

Из существующих судовых электроприводов больше всего удов­ летворяет перечисленным выше требованиям электропривод по системе Г—Д. Однако он имеет серьезные недостатки. Так напри­

283