5.1 Исходные данные

Длина судна L = 43,5 м

Ширина судна B = 10 м

Осадка при максимальной загрузке Т = 2,62 м

Скорость выбирания якоря Vвыб = 0,11 м/с

Глубина стоянки судна H = 30 м

Масса одного якоря Q = 1000 кг

Масса одного погонного метра цепи q = 24кг/м

Радиус звёздочки барабана Rзв = 0,22 м

Род тока: –

Напряжение U = 110в

Длина линии питающего кабеля l = 70м

Передаточное число брашпиля I = 205

КПД брашпиля ηбр = 0,87

КПД клюза ηкл = 0,7

Коэффициент загруженности потребителя Кз = 0,75

g = 9.8 м/с

Тя – сила тяжести одного якоря

Тя = Q * g = 1000 * 9.8 = 9800 H

r – сила тяжести одного погонного метра цепи

r = q * g = 24 * 9.8 = 235.2 H

5.2 Расчёт моментов

5.2.1 Выбирание якорной цепи, лежащей на грунте.

1) Сила натяжения якорной цепи на первичном этапе.

где

2) Момент на валу эл. двигателя.

3) Скорость вращения эл. двигателя.

– скорость вращения звёздочки.

4) Длина провисающей части цепи.

5) Время выбирания якорной цепи в I периоде.

5.2.2 Выбирание провисающей части якорной цепи до момента отрыва якоря от грунта.

1) Момент на валу двигателя.

Где - начальный момент

– конечный момент при отрыве одного из якорей от грунта

Где - максимальное усилие на звёздочке брашпиля при выбирании двух якорей при отрыве одного из них от грунта

Где -коэф. трения цепи в клюзе

- коэф. потери веса в пресной воде

2) Длина выбирания цепи за период II.

3) Время выбирания якоря за период II

5.2.3 Отрыв якоря от грунта.

1) Момент при отрыве якоря.

2) Время стоянки двигателя под током принимаем .

5.2.4 Подъём двух якорей с глубины.

1) Усилие на двух звёздочках брашпиля.

2) Момент на валу эл. двигателя при подъёме 2х якорей.

3) Время подъёма 2х якорей с глубины.

5.3 Диаграмма изменения момента на валу

5.4 Выбор электродвигателя

1) Полое время выбирания двух якорей за весь цикл

2) Эквивалентный момент M по которому рассчитывается эквивалентная мощность.

3) Эквивалентная мощность

По Р и выбирается соответствующий эл.двигатель из каталога.

Прежде, чем выбирать эл. двигатель необходимо частоту вращения (рад/с) перевести в частоту вращения n (об/мин).

Условия выбора эл. двигателя:

Двигатель П40М

1500 об/мин кг/

4) Выбранный эл. двигатель проверяем на перегрузочную способность.

Где - перегрузочная способность двигателя,

– номинальный момент выбранного эл. двигателя

– максимальный момент эл. двигателя при отрывании якоря от грунта

- двигатель прошёл проверку.

5.5 Выбор сечения кабеля для питания эл. Двигателя брашпиля.

1) Рассчитывается ток потребителя для кабеля, питающего двигатель переменного тока.

– номинальная мощность эл. двигателя; Вт

- коэффициент загрузки двигателя;

- номинальное напряжение; В

- КПД двигателя;

2) Согласно правил Речного Регистра определяется площадь сечения жил кабеля, подводимого к брашпилю. Площадь сечения выбирается из таблицы допустимых норм нагрузок по расчётному току электродвигателя согласно режиму работы брашпиля и числу жил кабеля.

Кабель двухжильный, площадь сечения жил

3) Проверка кабеля на потерю напряжения.

Для двигателей постоянного тока потеря напряжения в кабеле равна

Где – номинальная мощность эл. двигателя;

– длина фидера;

– удельная проводимость;

– напряжение сети;

- сечение кабеля;

Кабель прошёл проверку на потерю напряжения.

6 Построение пусковой диаграммы

Для построения пускового графика необходимы следующие данные:

– величина максимального тока якоря

– величина минимального тока якоря (тока переключения)

- номинальный ток якоря

N – число ступеней пуска

nном – номинальные обороты двигателя

nxx – обороты холостого хода

Расчёт:

Число ступеней N берём 4, при этом

Расчёт пусковых сопротивлений:

График:

7 Электрическая схема

В схеме контроллерного управления электропривода брашпиля управление осуществляется с помощью кулачкового контроллера QS, имеющего шесть рабочих положений в каждую сторону. В контроллер встроены: линейный контактор KM и реле максимального тока КА.

В нулевом положении контроллера при замыкании выключателя SA получает питание катушка линейного контактора КМ, который срабатывает и замыкает свой главный контакт КМ в силовой цепи двигателя М. Замыкается и вспомогательный контакт линейного контактора КМ, обеспечивая в дальнейшем питание катушки КМ при переводе контроллера в рабочие положения. При повороте маховика контроллера в положение 1, например “Выбирать”, замыкается его контакт 3-4 в цепи параллельной обмотки возбуждения двигателя LM1 и катушки электромагнитного тормоза УВ. В силовой цепи двигателя замкнутся контакты 5-6 и 9-10, подключая якорь двигателя к сети через все пускорегулирующие резисторы R1-R5. Контакт 13-14 подключит параллельно якорю двигателя резистор R7. В результате двигатель будет работать на самой малой, так называемой “ползучей” скорости, которая необходима при втягивании якоря в клюз.

При повороте маховика в положение 2 контакт 13-14 разомкнётся, отключая резистор R7, и замкнётся контакт 15-16, закорачивая резистор R1. Двигатель увеличит угловую скорость вращения. При переводе контроллера в положение 3, 4, 5 и 6 соответственно замкнутся его контакты 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, постепенно закорачиваются резисторы R2, R3, R4 и R5. В положении 6 двигатель перейдёт на работу по естественной характеристике, так как из его якорной цепи будут выведены его пусковые резисторы. Остановка двигателя производится поворотом маховика контроллера в положение 0.

Схема обеспечивает защиты: от короткого замыкания (предохранители и автоматический выключатель), от перегрузки (автоматический выключатель), от превышения установленного максимального тока (токовое реле КА), от повторного пуска двигателя при падении напряжения (при помощи линейного контактора КМ).

8 Выбор электрических аппаратов