Контрольная работа по "Судовой электротехнике"

 

При проходе кабелей через непроницаемые переборкн применяют уплотнительные устройства: индивидуальные или групповые сальники, кабельные коробки. Уплотнительные устройства в

местах прохода кабелей через газо- и водонепроницаемые переборки не должны снижать их непроницаемость, а на кабели не должно передаваться дополнительное усилие от упругих деформаций корпуса. В качестве уплотнительного материала в сальниках применяются асбест, резина и специальные уплотннтельные массы. Все свободное пространство в кабельных коробках заполняется уплотнительной кабельной массой.

На рисунке показана конструкция индивидуального сальника, состоящего из нажимной гайки 2, корпуса 3 и основания 5. Основание сальника крепится к переборке 6 болтами 7 с водонепроницаемой прокладкой 4. Он применяется при прокладке одиночного кабеля 1, когда для установки сальника невозможно использовать электросварку.

Конструкция индивидуального  сальника

 

Прокладку кабелей через  палубу осуществляют в металлических  трубах, выступающих над палубой  не менее чем на 0, 9 м (в местах возможных механических повреждений кабеля), и не менее высоты комингса дверей (когда отсутствует возможность механических повреждении кабеля). Прокладка кабелей через палубу может быть выполнена в общих металлических стаканах или коробках с дополнительной защитой кабелей кожухами высотой, указанной для случая прохода кабеля в трубах. Для обеспечения водонепроницаемости кабельного прохода через палубу (рис. 58) на конец трубы 2 насаживают сальник 1, а в месте крепления трубы под шайбы подкладывают парусиновые прокладки 3, пропитанные суриком.

Металлические стаканы или  коробки уплотняются специальными уплотнительными или кабельными массами.

 

ЗАДАЧА - 3

Судовой механизм работает по графику, указанному в таблице. Выберите по каталогу электродвигатель для заданного режима на напряжение 220 В. Двигатель проверьте на перегрузочную способность. Род тока – переменный, угловая скорость 100 рад/сек.

I, А	67	78	45	15	0
T, c	25	15	4	15	305

 

 

Если нагрузочная диаграмма  задана зависимостью I=f(t), то значение эквивалентного тока определяется по формуле

 

 

 

 

 

 

Так как заданная угловая  скорость 100 рад/сек, выбираем синхронную скорость 1000 об/мин.

Принимаем cos φ =0.85

Тогда мощность

Выбираем двигатель МАП521-6 25 кВт 930 об/мин режим S3 производства Московского насосного завода № 1.

 

Вопрос № 4

Принцип регулирования  скорости вращения исполнительного  двигателя в системе генератор  – двигатель (Г-Д). Как осуществляют защиту двигателя от перегрузок, вызывающих переход двигателя в режим КЗ? К ответу приложите схему управления двигателей по системе Г-Д и опишите все элементы схемы и их назначение.

Система генератор — двигатель (Г—Д) состоит из исполнительного двигателя постоянного тока независимого возбуждения, якорная обмотка которого питается от отдельного генератора, также имеющего независимое возбуждение. Генератор приводится во вращение с постоянной скоростью электродвигателем или дизелем. Обмотки возбуждения исполнительного двигателя и генератора обычно получают питание от специального возбудителя — генератора постоянного тока. Система Г—Д позволяет получить любой режим работы исполнительного двигателя (пуск, торможение, реверс, регулирование скорости) изменением значения и полярности напряжения, подводимого к якорю двигателя.

Схема системы Г—Д с двухобмоточным генератором показана на рисунке.

 

 

 

Исполнительный двигатель М2 получаст питание непосредственно от генератора G2. Приводной двигатель Ml переменного тока приводит во вращение якорь генератора G2 и якорь возбудителя G1, предназначенного для питания независимых обмоток возбуждения генератора и исполнительного двигателя. Генератор, кроме независимой обмотки возбуждения LG2.1, имеет последовательную размагничивающую обмотку LG2.2. Она создает магнитный поток, который зависит от тока нагрузки и направлен встречно с магнитным потоком независимой обмотки генератора.

Такое включение обмоток  генератора обеспечивает возможность  ограничения момента, тока нагрузки и тока короткого замыкания исполнительного  двигателя до допустимых значений.

Пуск системы Г—Д начинается с пуска приводного двигателя Ml. Возбуждают возбудитель G1, воздействуя на его регулятор возбуждения R1, который включен в цепь обмотки возбуждения возбудителя LG1. Регулятор возбуждения R2 генератора, включенный в его обмотку возбуждения LG2.1, должен быть полностью введен. Постепенно выводя регулятор возбуждения R2, увеличивают ток в обмотке возбуждения генератора LG2.I. Повышается напряжение на зажимах генератора G2 и исполнительного двигателя М2, который будет постепенно разгоняться до номинальной угловой скорости. Увеличение нагрузки на валу исполнительного двигателя вызовет возрастание тока нагрузки, который будет протекать по якорным обмоткам двигателя М2 и генератора G2. При больших токах перегрузки будет сильно сказываться раз-

магничивающее действие обмотки LG2.2. Результирующий магнитный поток, а следовательно, и напряжение на зажимах генератора уменьшаются. В соответствии с законом Ома по якорным обмоткам пойдет меньший ток. В режиме кратковременной стоянки двигателя под током система Г—Д допускает ток 2,0—2,5 IНом Широкое регулирование угловой скорости исполнительного двигателя осуществляется посредством изменения тока в обмотке возбуждения генератора LG2.1 регулятором возбуждения R2. Это

приводит к изменению  напряжения на зажимах генератора, а следовательно, и двигателя. Этот способ позволяет регулировать скорость вниз от номинальной. Регулирование скорости двигателя вверх от номинальной производится регулирующим реостатом R3.

При этом уменьшается ток  и магнитный поток обмотки  возбуждения двигателя LM2, а его скорость возрастает.

Реверсирование исполнительного  двигателя достигается изменением направления тока в обмотке возбуждения  генератора. Для этого в схеме предусмотрен реверсивный мостик из контактов Kt

и К2 (одни контакты размыкаются, а другие замыкаются).

Остановка исполнительного  двигателя производится отключением  обмотки возбуждения генератора LG2.1 от возбудителя G1 (контакты К1 и К2 размыкаются).

Механическая характеристика исполнительного двигателя в  системе Г—Д с двухобмоточным генератором сравнительно мягкая.

Для получения характеристики более жесткой в рабочей части  и крутопадающей в области  перегрузок (так называемая экскаваторная  характеристика) применяется система Г—Д с трехобмоточным генератором.

 Генератор G, кроме  независимой обмоткн возбуждения LG1 п размагничивающей LG2, имеет еще обмотку параллельного возбуждения LG3. Магнитный поток независимой обмотки возбуждения направлен согласно с магнитным потоком параллельной обмотки и встречно с магнитным потоком размагничивающей обмотки. Результирующий магнитный поток генератора равен алгебраической сумме магнитных потоков всех трех обмоток. В пределах номинальной нагрузки размагничивающее действие обмотки LG2 сказывается слабо. Исполнительный двигатель будет работать по сравнительно жесткой части механической характеристики.

При значительном увеличении нагрузки резко возрастет размагничивающее действие обмотки LG2, что вызовет снижение э. д. с. генератора, уменьшится напряжение на зажимах исполнительного двигателя М вплоть до перехода к режиму стоянки двигателя под током. Крутизна его механической характеристики в

области перегрузок резко  увеличивается и имеет крутопадающую  форму. Как только нагрузка уменьшится, автоматически скорость исполнительного  двигателя восстановится и он перейдет опять на работу по жесткой части механической характеристики.

В системах автоматизированного  электропривода в качестве возбудителя  генератора применяется электромашинный  усилитель (ЭМУ), который представляет собой генератор постоянного  тока G2 с двумя комплектами щеток на коллекторе и несколькими обмотками управления на полюсах.

 

На схеме показаны три обмотки управления: задающая обмотка LG2.1, обмотка положительной обратной связи по току нагрузки LG2 2, обмотка отрицательной обратной связи по напряжению LG2.3. Обмотки LG2.1 и

LG2-3 имеют согласное включение, а обмотка LG2.2 — встречное. Кроме обмоток управления, ЭМУ имеет еще одну обмотку — компенсационную LG2.4, магнитный поток которой компенсирует магнитный поток реакции якоря. Для увеличения коэффициента усиления ЭМУ с поперечным полем имеет закороченную пару щеток.

Общий коэффициент усиления ЭМУ по мощности достигает 10 000.

К выходу ЭМУ подключена обмотка возбуждения генератора LG1.

Применение обратных связей,в системе Г—Д с ЭМУ позволяет увеличить жесткость механической характеристики двигателя М, расширить диапазон регулирования скорости и получить механические характеристики специально заданного вида. Положительная обратная связь по току, осуществляемая обмоткой управления

LG2.2, компенсирует падение напряжения в цепи якорей генератора G1 и двигателя М, вызываемое увеличением тока нагрузки.

Обмотка LG2.2 включена через шунт R1. Отрицательная обратная связь по напряжению, осуществляемая обмоткой управления LG2.3, способствует увеличению жесткости механической характеристики двигателя М.

При увеличении нагрузки на исполнительный двигатель М в

силовой цепи будет протекать  больший ток, что приведет к снижению напряжения и угловой скорости исполнительного  двигателя.

Однако увеличение магнитного потока обмотки управления LG2.2 и уменьшение магнитного потока обмотки управления LG2.3 приведут к увеличению результирующего магнитного потока ЭМУ. В

результате увеличатся: э. д. е., вырабатываемая ЭМУ; ток в обмотке возбуждения генератора LG1; напряжение на зажимах генератора G1; угловая скорость исполнительного двигателя М.

Следовательно, в системе  Г—Д с ЭМУ получается жесткая  механическая характеристика.

К достоинствам системы Г—Д  относятся: возможность плавного и  в большом диапазоне регулирования  угловой скорости исполнительного  двигателя; удобство управления всеми  процессами работы двигателя; экономичность пуска, регулирования скорости и торможения.

К недостаткам системы  Г—Д относятся: низкий к. п. д. всей системы; большая стоимость, а также увеличение габаритов и массы. Система Г—Д применяется в электроприводах, где по технологическим условиям работы требуется широкий диапазон регулирования скорости со значительными перегрузками, вплоть до кратковременной остановки двигателя под током (например, рулевой электропривод).