Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ОТВЕТЫ НА ГОС ПО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЮ.docx
Скачиваний:
81
Добавлен:
14.09.2019
Размер:
765.47 Кб
Скачать
    1. Классификация судового электрооборудования в зависимости от способа

монтажа электрических машин

Конструктивное исполнение электриче­ских машин по способу монтажа (крепление и сочленение) и условное обозначение этих исполнений в технической документации установлены ГОСТ 2479-79.

Условное обозначение состоит из двух букв латинского алфавита IM и четырех цифр:

IM ,

где: первая цифра - кон­структивное исполнение:

1 – на лапах с подшипниковыми щитами ( с пристроенным редуктором );

2 - на лапах с подшипниковыми щитами, с фланцем на подшипниковом щите (или щитах);

3 - с фланцем на одном подшипниковом щите (или щитах), с цокольным фланцем;

4 - без лап с подшипниковыми щитам с фланцем на станине;

5 - без подшипниковых щитов;

6 - на лапах с подшипниковыми щитами и со стояковыми подшипниками;

7 - на лапах со стояковыми подшипниками (без подшипниковых щитов);

8 - с вертикальным валом, кроме rpyпп от IM1 до IM4;

9 - специального исполнения по cnocoбу монтажа.

Вторая и третья цифры — способы монтажа (пространственное положение маши-

ны и направление конца вала, причем в обозначении направления конца вала (3-я цифра ); цифра 8 обозначает, что машина может pаботать при любом из направлений конца вала, определенных цифрами 8 - 7, а цифра указывает, что направление конца вала машины от-

лично от определенных цифрами с 0 до 8.

В этом случае направление конца вала указывается дополнительно в технической документации.

Четвертая цифра обозначает исполнена конца вала электрической машины.

0 - без конца вала;

1 - с одним цилиндрическим концом вала;

2 - с двумя цилиндрическими концам вала;

3 - с одним коническим концом вала;

4 - с двумя коническими концами вала;

5 - с одним фланцевым концом вала;

6 - с двумя фланцевыми концами вала

7 - с фланцевым концом вала на стороне D и цилиндрическим концом вала на сто

роне N, причем под стороной D понимается при одном конце вала для двигателей – при

водная, а для генераторов – приводимая сторона; при двух концах вала - сторона с кон-

цом вала большего размера, а при равных диаметрах для машин на лапах с коробкой выво

дов, расположенных не сверху,- сторона, с которой коробка выводов видна справа;

  1. - прочие исполнения конца вала.

Классификация судового электрооборудования в зависимости от режимов работы

Основные сведения

Судовое электрооборудование будет работать надежно, если оно не только правиль

но сконструировано, но и правильно используется.

СЭО используется правильно, если оно соответствует условиям работы судового механизма, устройства и т.п.

Поясним сказанное на примере условий работы электродвигателей.

Например, электродвигатели насосов и вентиляторов работают с постоянной на-

грузкой, при неизменном токе.

В то же время электродвигатели грузоподъемных механизмов работают в более тя-

желых условиях – с частыми пусками, сопровождающимися бросками тока.

Ясно, что использовать в грузоподъемных механизмах электродвигатели, предна-

значенные для насосов или вентиляторов нельзя – они быстро сгорят.

Если, наоборот, использовать для насосов или вентиляторов электродвигатели, предназначенные для грузоподъемных механизмов, можно, но нецелесообразно – они ока-

жутся недоиспользованными по мощности, т.к. вместо работы в тяжелых условиях ( с бро

сками токов ) они станут работать в легких ( с постоянной нагрузкой )..

Иначе говоря, каждому виду СЭО соответствует «свой», определенный режим рабо

ты. Тот или иной режим работы электрооборудования полностью зависит от технологиче-

ских условий работы механизма. Иначе говоря, механизм «навязывает» электрооборудо-

ванию ( например, электродвигателю ) свои условия работы – как работает механизм, так должен работать и электродвигатель.

Приведем основные сведения, связанные с понятием «режим работы электрообору-

дования», применительно к электродвигателям.

Это объясняется тем, что основную часть производимой на судне электроэнергии

( до 85…90% ) потребляют именно электродвигатели.

Международная система классификации режимов работы электродвигателей

Режим работы электродвигателей - это установлен­ный порядок чередования перио-

дов, характеризуемых величиной и продолжительностью нагрузки, отключений, торможе-

ния, пуска и реверса во время его работы.

Для иллюстрации этих режимов работы используют нагрузочные диаграммы, пред-

ставляющие собой зависимость параметра, характеризующего нагрузку приводного двига

теля от продолжительности t отдельных циклов, со­ставляющих работу электропривода в течение определенного пе­риода времени.

К параметрам, характеризующим нагрузку приводного двигателя электропривода,

относят:

1. полезную мощность Р;

2. полезный момент ( момент на валу ) М;

3. силу потреб­ляемого тока I.

Существующие международные стандарты устанавливают 8 режимов работы элек-

трооборудования, обозначаемых S1…S8.

Существующие международные стандарты устанавливают 8 режимов работы элек-

трооборудования, обозначаемых S1…S8 ( табл В.7 ).

Таблица В.7.

Режимы работы электрооборудования

Название режима

Обозна-

чение

Примеры судовых электроприводов

1

Продолжительный

S1

Вспомогательные механизмы ГД,

вентиляторы МО и трюмные, рулевое устройство

2

Кратковременный

S2

Лебедки шлюпочные и траповые,

якорно-швартовные устройства

3

Повторно-кратковремен-

ный

S3

Грузоподъемные механизмы

( лебедки, краны, порталы )

4

Повторно-кратковременный, с определенным числом включений в час

S4

Грузоподъемные механизмы

( лебедки, краны, порталы )

5

Повторно-кратковременный, с электрическим торможением

S5

Грузоподъемные механизмы

( лебедки, краны, порталы )

6

Перемежающийся с длительностью цикла 10 мин

S6

-

7

Повторно-кратковременный с частыми реверсами при электрическом торможении

S7

Грузоподъемные механизмы

( лебедки, краны, порталы )

8

Перемежающийся с двумя и более частотами вращения

S8

-

На судах, в основном, применяются электрооборудование первых трех режимов, а именно:

1. продолжительного S1;.

2. кратковременного S2;

3. повторно-кратковременного S3.

Продолжительный режим S1

Продолжительным называют режим, при котором температура двигателя τ за время

работы поднимается от температуры окружающей среды θ до установившейся θ

( рис. В.2, а ).

Рис. В.2. Нагрузочные диаграммы и кривые нагрева двигателя при продол-

жительном S1 ( а ), кратковременном S2 ( б ) и повторно-кратковременном

S3 ( в ) режимах работы

Двигатель используется по мощности полностью, если установившаяся температу-

ра θ равна максимально допустимой для класса изоляции θ ( таблица 1 ).

Таблица В.8.

Класс изоляции

А

Е

В

F

Н

С

Предельная температура, ºС

105

120

130

155

180

>180

На судах морского флота применяют изоляцию таких классов:

  1. для обмоток статоров – изоляцию классов Н и В;

  2. для обмоток роторов – изоляцию классов Н, В и F.

Двигатель не используется по мощности полностью, если установившаяся темпера

тура θ меньше максимально допустимой для класса изоляции θ .

Двигатель перегружен, если установившаяся температура θ больше максималь

но допустимой для класса изоляции θ . Такой режим недопустим, т.к. приводит к высы

ханию и порче изоляции. Для предотвращения такого режима применяют электротепло-

вые реле, отключающие двигатель от сети.

На судах в режиме S1 работают насосы главного двигателя, вентиляторы МО, насо-

сы электрогидравлической рулевой машины и др. Продолжительность работы электрообо

рудования в режиме S1 составляет от десятков часов до десятков суток.

Кратковременный режим S2

Кратковременным называют режим, при котором температура двигателя τ за время

работы не успевает подняться до установившейся температуры θ , но за время паузы уменьшается до температуры окружающей среды θ ( рис. В.2, б ).

Для этого режима применяют количественный показатель : «длительность работы».

Стандарты устанавливают 3 значения длительности работы электродвигателей: 10, 30 и 60 мин.

На судах в кратковременном режиме работают шлюпочные и траповые лебёдки

( длительность работы 10 мин ) и якорно-швартовные устройства ( длительность работы 30 мин ).

Повторно-кратковременный режим S3

Повторно-кратковременным называют режим, при котором температура двигателя

τ за время работы не успевает подняться до установившейся температуры θ , а за время паузы не успевает уменьшаться до температуры окружающей среды θ ( рис.В2., в ).

Этот режим состоит из чередующихся кратковременных рабочих периодов t и

пауз t . Время цикла t = t + t не должно превышать 10 мин. В противном случае наступает кратковременный режим работы S2.

Для этого режима применяют количественный показатель «продолжительность включения двигателя».

Продолжительностью включения двигателя ( ПВ, ПВ% ) называют отношение вре-

мени работы двигателя к времени цикла, выраженное в относительных единицах или про-

центах :

ПВ = t / t , или ПВ% = ( t / t )*100%.

Стандарты устанавливают 4 значения ПВ% : 15, 25, 40 и 60%. Чем больше

ПВ%, тем большую часть времени цикла работает двигатель.

На судах в повторно-кратковременном режиме работают двигатели грузовых лебё

док и кранов.

Например, три обмотки статора электродвигатель типа МАП621-4/8/24 ОМ1 с номи

нальными скоростями 170, 700 и 1400 об/мин имеют такие значения ПВ%: 15, 40 и 40.

Это означает, что обмотка первой скорости ( ПВ% = 15% ) не предназначена для длительной работы и используется как разгонная, для выхода на вторую скорость.

В то же время обмотки вторая и третья скорости ( ПВ% = 40% ) – рабочие, исполь

зуемые для перемещения груза с достаточно большими скоростями.

ВОПРОС №2

Международные и национальные морские классификационные общества.

Функции Регистра Украины

Все без исключения направления развития морского судоходства – проектирова-

ние и постройка судов, безопасность мореплавания, предотвращение загрязнения моря и береговой черты с судов, спасение человеческой жизни на море и др. регламентируются соответствующими Положениями, Конвенциями, Меморандумами и другими междуна-

родными морскими нормативными документами.

Контролируют выполнение этих документов международные и национальные над-

зорные организации, к основным из которых принадлежат:

  1. Регистр России;

  2. Английский Ллойд;

  3. Американское бюро судоходства;

  4. Норвежское бюро Веритас;

  5. Французское бюро Веритас;

  6. Японское классификационное общество;

  7. Итальянский Регистр.

Объем надзорной деятельности устанавливается Правилами классификационных

обществ, например, в России и Украине - Правилами Регистра.

По состоянию на 2007 г. Украина не имеет собственных Правил Регистра и ее мор-

кие организации использует Правила Регистра России.

Познакомимся с направлениями деятельности Регистра более подробно.

Регистр является государственным органом технического надзора и классифика-

ции гражданских судов. Кроме того, Регистр по поручению и от имени правительства Украины или по поручению правительств других стран осуществляет в пределах сво­ей компетенции технический надзор за выполнением требований международных конвен­ций, соглашений и договоров, в которых участвуют упомянутые страны.

Регистр устанавливает технические требования, обеспечивающие:

  1. условия безопасно­го плавания судов в соответствии с их назначением;

  2. охраны человеческой жизни и надлежа­щей перевозки грузов на море и на внут

ренних водных путях;

  1. предотвращения загрязнения с судов,

а также

  1. осуществляет технический надзор за выполнением этих требований;

  2. производит клас­сификацию судов;

  3. удостоверяет валовую и чистую вместимости морских судов и обмерные харак-

теристики находящихся под надзором Регистра судов внутреннего плавания, опреде­лен-

ные в результате обмера судов.

Надзорная деятельность осуществляется на основании издаваемых Регистром Пра-

вил и имеет целью определить, отвечают ли Правилам и дополнительным требованиям суда и контейнеры, подлежащие надзору, а также материалы и изделия, предназначенные для по­стройки и ремонта судов и их оборудования.

Применение и выполнение Правил и дополни­тельных требований является обязан-

ностью проектных организаций, судовладельцев, контейнеровладельцев, судоверфей, а также предприятий, которые изготовляют материалы и изделия, подлежащие надзору Реги

стра.

Толкование требований Правил и других нормативных документов Регистра явля-

ется компетенцией только Регистра.

Надзорная деятельность Регистра не заменяет деятельности органов технического контроля судовладельцев, судоверфей и заводов-изготовителей.

Регистр осуществляет технический надзор за следующими морскими судами и под­лежащими его техническому надзору судами внутреннего плавания в постройке и в эксплуа­тации:

.1. пассажирскими, наливными судами, предназначенными для перевозки опасных

грузов, а также буксирами, независимо от мощности главных двигателей и валовой вмести­мости;

.2. самоходными судами, не указанными в .1, с мощностью главных двигателей 55

кВт ( 75 л.с ) и более;

.3. судами, не указанными в .1. и .2., валовой вместимостью 80 рег. т и более, либо

мощностью энергетического оборудования 100 кВт и более.

Регистр осуществляет технический надзор за судовыми холодильными установка-

ми с точки зрения безопасности судов, надлежащей перевозки грузов, предотвращения озоноразрушающего действия холодильных агентов на окружающую среду, а также осуществляет классификацию холодильных установок судов.

Регистр осуществляет надзор за судовыми грузоподъемными устройствами грузо­-

подъемностью 1 т и более.

Регистр по особому согласованию может осуществлять также надзор за другими

су­дами, установками и устройствами, не перечисленными выше.

Технологические и специальные устройства судов рыболовных, кабельных, техни-

че­ского флота и специального назначения не подлежат надзору Регистра, за исключением обо­рудования, перечисленного в соответствующих частях Правил.

Регистр осуществляет технический надзор за контейнерами при их изготовлении и эксплуатации.

Регистр рассматривает и согласовывает проекты стандартов и других нормативных

документов, связанных с его деятельностью.

Регистр может осуществлять экспертизы и участвовать в экспертизах по техниче-

ским вопросам, входящим в круг его деятельности.

Регистр издает Регистровую книгу морских судов, в которой содержатся основные технические данные судов и сведения об их классификации.

За выполненные работы Регистр взимает плату, которая назначается в соответст-

вии с тарифами.

ВОПРОС №3

Условия работы судового электрооборудования. Требования Правил

Регистра к судовому электрооборудованию

Судовое электрооборудование по сравнению с береговым работает в более труд-

ных условиях.

Береговое электрооборудование установлено в определенной географической точ-

ке, т.е. оно не перемещается в пространстве и круглый год находится в одном и том же климатическом поясе.

Судовое электрооборудование перемещается вместе с судном, и в течение одного рейса ( 30-40 суток ) может побывать во всех климатических поясах Земного шара ( напри

мер, при переходе из Антарктиды в Мурманск ).

Для судового электрообору­дования характерны следующие условия эксплуатации:

1. периодическое пребыва­ние в тропиках, арктических водах и средних широтах, при этом средняя продол­жительность пребывания в тропиках за год составляет 170 сут;

2. непрерывное пребывание в состоянии повышенной относительной влажности (от 70 до 100 %).

При этом в машинных отделениях в течение длительного времени относительная влажность составляет до 80 % при высоких температурах, а на палубах - меняющаяся вла

жность вплоть до циклического ежесуточного выпадения росы при средней температуре за сутки до 30 °С;

3. приблизительно постоянное содер­жание солей в воздухе: 3—5 мг на 1 м ;

4. высокое содержание паров нефти в ма­шинных отделениях: до 20 мг на 1 м воздуха;

5. интенсивное скопление конден­сата: воды в палубных механизмах и нефтепродук

тов в машинно-котельных меха­низмах;

6. оседание на поверхностях соли — в неблагоприятных условиях до 0,2 мм за сут-

ки;

7. работа в условиях повышенной вибрации и периодических ударных нагрузок, связанных с сотрясением корпуса от ударов волн или при плавании во льдах.

Кроме того, для палубного оборудования добавочными условиями являются:

  1. полное обледенение при пребывании в арктических водах;

  2. периодическое облива­ние морской водой, эквивалентное поливу из шланга под

давлением 9,8*10 Па ( 1at ) с расстояния 1,5 м;

3. в отдельных случаях полное кратковременное погружение под набегающую вол-

ну;

4. дополнительный кратковременный нагрев за счет солнечной радиации в тропи-

ках (до 5 °С сверх предельной температуры воздуха) и ионизация под воздействием озона плотностью до 40 мкг/м .

Статистика эксплуатации судов основных транспортных океанских линий показы

вает, что общее время пребывания судна в тропиках составляет примерно 160 сут в год; при этом ходовое время судна - около 150 сут, из них 60 сут в тро­пиках, стояночное вре-

мя 210 сут, из них 100 сут в тропиках.

Среднее наибольшее время стоянки в тропиках 10 сут. Средняя температура возду-

ха Мирового океана в зоне тропиков составляет 20 °С при абсолютной влажности 15 г/м .

У берегов Индии и Индонезии средняя температура равна 25 °С при абсолютной влажности 20 г/м .

Поэтому морские нормативные документы предъявляют к СЭО повышенные требо

вания.

Эти требования содержатся в Правилах Регистра и в основном сводятся к следую

щему:

  1. электрическое оборудование на судах должно надежно работать в условиях от-

носительной влажности воздуха 75±3% при температуре +45±2°С или 80±3% при темпера

туре +40±2°С, а также при относительной влажности воздуха 95±3% при температуре +25±2°С;

2. конструктивные части электрического оборудования должны изготовляться из мате­риалов, устойчивых к воздействию морской атмосферы, или должны быть надежно защище­ны от вредного воздействия этого фактора;

3. электрическое оборудование должно надежно работать при вибрациях с частота

ми от 2 до 80 Гц, а именно: при частотах от 2 до 13,2 Гц с амплитудой перемещений ± 1 мм и при частотах от 13,2 до 80 Гц с ускорением ±0,7 g;

4. электрическое оборудование, установленное на источниках вибрации (дизели, ком­прессоры и т.п.) или в румпельном отделении, должно надежно работать при вибраци

ях от 2 до 100 Гц, а именно: при частотах от 2 до 25 Гц с амплитудой перемещения ±1,6 мм и при частотах от 25 до 100 Гц с ускорением ±4,0 g;

5. электрическое оборудование должно надежно работать также при ударах с уско

рени­ем ± 5,0 g и частоте в пределах от 40 до 80 ударов в минуту;

6. электрическое оборудование должно безотказно работать при длительном крене суд­на до 15° и дифференте до 5°, а также при бортовой качке до 22,5° с периодом 7 - 9 с и киле­вой до 10° от вертикали;

7. аварийное оборудование должно, кроме того, надежно работать при длительном кре­не до 22,5°, дифференте до 10°, а также при одновременном крене и дифференте в ука-

занных выше пределах;

8. электрическое оборудование должно обладать соответствующей механической проч­ностью и устанавливаться в таком месте, где нет опасности механического поврежде-

ния.

Для выполнения перечисленных выше условий судовое электрооборудование долж

но иметь соответствующее устройство ( конструкцию ).

Рассмотрим требования к конструкции судового электрооборудования более под-

робно.

ВОПРОС №4

. Классификация судового оборудования в зависимости от климатических условий района плавания

Соответствующими стандартами установлена следующая классификация судового оборудования в зависимости от климата района плавания:

1. оборудование судов ограниченного района плавания с умеренно холодным кли-

матом ( европейская часть ), обозначаемая буквой М;

2. оборудование судов неограниченного района плавания, обозначаемое буквами ОМ.

Классификация судового оборудования в зависимости от климата района плавания

приведена в таблице В1.

Таблица В.1.

Классификация судового оборудования в зависимости от климата района плавания

Климатическое исполнение

Обозначения в странах СНГ

Международные

обозначения

Для районов с умеренным и холодным климатом *( + 40ºС… - 45ºС )

М

М

Для районов с тропическим морским климатом** ( выше + 40ºС )

Т

Т

Для неограниченного района плавания

ОМ

МU

Для всех климатических районов

на суше и на море

В

W

* К этим районам относятся моря и океаны севернее 30º северной широты

** К этим районам относятся моря и океаны, расположенные между 30º северной широты и 30º южной широты

Таким образом, суда неограниченного района плавания ( океанские ), периодиче-

ски переходящие из северных широт в южные и наоборот, имеют электрооборудование класса ОМ.

Классификация электрооборудования в зависимости от места расположе-

ния на судне

Судовое электрооборудование расположено на самых разных пространствах судна и в разных помещениях.

Место расположения электрооборудования определяется видом механизма.

Например, электроприводы палубных механизмов – якорно-швартовных и грузо-

вых устройств, траповых и шлюпочных лебедок, расположены на открытых палубах и под

вержены прямому воздействию воды.

Электроприводы механизмов, расположенных в машинном отделении, например,

пожарных насосов, насосов, обеспечивающих работу главного двигателя, лишены прямо-

го воздействия воды, но остаются под воздействием остальных неблагоприятных факто-

ров – повышенной влажности, вибрации, ударов и др.

Электрооборудование, расположенное в ЦПУ – разного рода системы управления

и контроля, а также главный электрораспределительный щит, работают в наиболее ком-

фортных условиях, т.к. помещение ЦПУ отапливается ( или охлаждается, в зависимости от района плавания ) и вентилируется.

Условные обозначения категорий размещения электрооборудования на судне приве

дены в таблице В.2.

Таблица В.2.

Категории размещения электрооборудования на судне

Обозначение

категории места

Характеристика места размещения электрооборудования

1

На открытом воздухе

2

На открытом воздухе или в помещениях, где колебания температу

ры и влажности воздуха незначительно отличаются от колебаний на открытом воздухе

3

В помещениях с естественной вентиляцией без искусственного климата

4

В отапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых помещениях

5

В помещениях с повышенной влажностью, где возможно длитель-

ное наличие воды или частая конденсация влаги на стенах или потолке

ВОПРОС №5

Комплексы СУ СТС. Классы автоматизации судов А1, А2, А3

Первым примером применения на судах электричества принято считать использо-

ние гальванических батарей для вращения гребных колес прогулочной лодки. Эти бата-

реи были установлены на лодке в 1834 г. русским академиком Б. С. Якоби. Они позволя-

ли пеедвигаться по Неве навстречу течению со скоростью около 4 км/ч.

Реальному применению электроприводов на судах долгое время мешало отсутствие надёжных и экономичных источников электроэнергии - генераторов и ее потребителей –

вначале электроосветительных приборов, а затем и электродвигателей.

Лишь после разработки в 70-х гг. 19 века и начала производства электрических ма-

шин постоянного тока работы по внедрению электричества на судах восстановились.

В 1886 г. на крейсерах «Адмирал Нахимов», «Адмирал Корнилов» и «Лейтенант Ильин» были установлены первые электрические вентиляторы.

В 1892 г. на броненосном крейсере «Двенадцать апостолов» установили электро

привод рулевого устройства.

В 1897 г. на транспорте «Европа» применили первую электролебедку.

В 1898—1903 гг. были электрифицированы рулевые и якорные устройства крейсе

ров «Громобой» и «Паллада».

В 1903—1904 гг. на Сормовском заводе построили первые дизель-электроходы «Вандал» и «Сармат».

Все судовые электрические установки того времени работали на постоянном токе при напряжении, как правило, не превышав­шем 110 В.

Переход на переменный ток на судах стал возможным благодаря работам русского учёного М.О. Доливо-Добровольского, который в 1889 г. построил простой и надёжный асинхронный трёхфазный электродвигатель.

В 1908 г. на минном загра­дителе «Амур» установили трехфазные двигатели для вентиляторов и водоотливных насосов.

В 1909—1911 гг. переменный ток внед­рили на линейных кораблях типа «Севасто-

поль».

В 1920 г. был принят так называемый план ГОЭЛРО ( Государственный план элек-

трификации России ), разработанный русским учёным-электротехником Кржижановским Г.М., который предусматривал создание в России сети гидро- и теплоэлектростанций с суммарной мощностью 3 млн. кВт. Выполнение этого плана позволило электрифициро-

вать промышленность и сельское хозяйство.

В период 30-40 гг. ХХ столетия происходило быстрое развитие электрификации

страны – были построены мощные гидро- и тепловые электростанции, заводы по производ

ству электрических машин и электрооборудования.

В период с 1960 по 1970 г. осуществляется переход к исполь­зованию на судах пере

менного тока. Это стало возможным благодаря началу выпуска специально для судов гене

раторов 3-фазного переменного тока и асинхронных двигателей серии МАП ( морской асинхронный полюсопереключаемый ) с 2-мя и 3-мя скоростями.

Одновременно разрабатывались и внедрялись на судах системы автоматизировано-

го и автоматического управления и контроля различными видами судового электрообору-

дования ( см. ниже ).

На судах отечественного производства устанавливались различного рода такие си

стемы – навигационные, управления главными и вспомогательными двигателями, судовы-

ми электроприводами и др.

В 70-х годах ХХ столетия для судов отечественной постройки был создан базовый комплекс СУ СТС типа «Залив- М» ( рис. В.1 ).

Рис. В.1. Структурная схема КСУ СТС типа «Залив- М»

В эту систему входят СУ следующими СТС:

  1. «Прибой» – вспомогательными механизмами, обслуживающими ГД;

  2. «Ижора-М» – электроэнергетической системой;

  3. «Нарочь-М» – общесудовыми системами;

  4. «Ильмень» – грузовыми операциями на танкерах;

  5. «Виктория» – системой инертных газов на танкерах;

  6. «Шипка» – приема и обработки информации.

Для электроснабжения всех этих систем используется система «Тангенс».

Системы комплекса связаны не только между собой, но и с локальными СУ, таки-

ми как ДАУ ГД, ДАУ ДГ.

Объем автоматизации механической установки судов, на которых был установлен

комплекс «Залив- М», соответствовал знаку автоматизации А1 в символе класса судна.

В зависимости от объема автоматизации механической установки, Правила Ре-

гистра устанавливают 3 знака автоматизации в символе класса судна А1, А2, А3, а имен-

но:

А1 – судно, за исключением пассажирского, объем автоматизации механической

установки которого позволяет эксплуатацию без вахты в машинных помещениях и центральном посту управления;

А2 – судно, объем автоматизации механической установки которого позволяет экс-

плуатацию без вахты в машинных помещениях, но с вахтой в центральном посту управления;

А3 – судно с мощностью главных механизмов 1500 кВт ( 2040 л.с. ) и менее, объ

ём автоматизации механической установки которого сокращен, но позволяет эксплуата-

цию без вахты в машинных отделениях.

Современные морские суда снабжены микропроцессорными СУ СТС, позволяющи

ми успешно решать основную задачу морского судоходства.- безаварийную и экономич-

ную эксплуатацию судов.

При проектировании и производстве судового электрооборудования приходится

решать две взаимоисключающие задачи:

  1. повышение уровня автоматизации электрооборудования;

  2. упрощение их обслуживания.

Для решения этих задач судовое электрооборудование должно развиваться в сле-

дующих направлениях:

  1. автоматизация отдельных механизмов с последующим их объединением в автома-

тизированные системы, управляемые при помощи микропроцессорных систем;

  1. повышение производительности механизмов и судна в целом за счёт выбора опти-

мальных скоростей переработки грузов;

  1. повышение надёжности и ресурса электрооборудование за счёт улучшения конст-

рукции механизмов и аппаратов управления;

  1. снижение трудозатрат на обслуживание за счёт унификации элементов и примене-

ния блочных конструкций.

К - + программный эл.контроллер

І - + исполнительная система интегрированая

ВОПРОС №6

Классификация судового электрооборудования в зависимости от режимов работы

Основные сведения

Судовое электрооборудование будет работать надежно, если оно не только правиль

но сконструировано, но и правильно используется.

СЭО используется правильно, если оно соответствует условиям работы судового механизма, устройства и т.п.

Поясним сказанное на примере условий работы электродвигателей.

Например, электродвигатели насосов и вентиляторов работают с постоянной на-

грузкой, при неизменном токе.

В то же время электродвигатели грузоподъемных механизмов работают в более тя-

желых условиях – с частыми пусками, сопровождающимися бросками тока.

Ясно, что использовать в грузоподъемных механизмах электродвигатели, предна-

значенные для насосов или вентиляторов нельзя – они быстро сгорят.

Если, наоборот, использовать для насосов или вентиляторов электродвигатели, предназначенные для грузоподъемных механизмов, можно, но нецелесообразно – они ока-

жутся недоиспользованными по мощности, т.к. вместо работы в тяжелых условиях ( с бро

сками токов ) они станут работать в легких ( с постоянной нагрузкой )..

Иначе говоря, каждому виду СЭО соответствует «свой», определенный режим рабо

ты. Тот или иной режим работы электрооборудования полностью зависит от технологиче-

ских условий работы механизма. Иначе говоря, механизм «навязывает» электрооборудо-

ванию ( например, электродвигателю ) свои условия работы – как работает механизм, так должен работать и электродвигатель.

Приведем основные сведения, связанные с понятием «режим работы электрообору-

дования», применительно к электродвигателям.

Это объясняется тем, что основную часть производимой на судне электроэнергии

( до 85…90% ) потребляют именно электродвигатели.

Международная система классификации режимов работы электродвигателей

Режим работы электродвигателей - это установлен­ный порядок чередования перио-

дов, характеризуемых величиной и продолжительностью нагрузки, отключений, торможе-

ния, пуска и реверса во время его работы.

Для иллюстрации этих режимов работы используют нагрузочные диаграммы, пред-

ставляющие собой зависимость параметра, характеризующего нагрузку приводного двига

теля от продолжительности t отдельных циклов, со­ставляющих работу электропривода в течение определенного пе­риода времени.

К параметрам, характеризующим нагрузку приводного двигателя электропривода,

относят:

1. полезную мощность Р;

2. полезный момент ( момент на валу ) М;

3. силу потреб­ляемого тока I.

Существующие международные стандарты устанавливают 8 режимов работы элек-

трооборудования, обозначаемых S1…S8.

Существующие международные стандарты устанавливают 8 режимов работы элек-

трооборудования, обозначаемых S1…S8 ( табл В.7 ).

Таблица В.7.

Режимы работы электрооборудования

Название режима

Обозна-

чение

Примеры судовых электроприводов

1

Продолжительный

S1

Вспомогательные механизмы ГД,

вентиляторы МО и трюмные, рулевое устройство

2

Кратковременный

S2

Лебедки шлюпочные и траповые,

якорно-швартовные устройства

3

Повторно-кратковремен-

ный

S3

Грузоподъемные механизмы

( лебедки, краны, порталы )

4

Повторно-кратковременный, с определенным числом включений в час

S4

Грузоподъемные механизмы

( лебедки, краны, порталы )

5

Повторно-кратковременный, с электрическим торможением

S5

Грузоподъемные механизмы

( лебедки, краны, порталы )

6

Перемежающийся с длительностью цикла 10 мин

S6

-

7

Повторно-кратковременный с частыми реверсами при электрическом торможении

S7

Грузоподъемные механизмы

( лебедки, краны, порталы )

8

Перемежающийся с двумя и более частотами вращения

S8

-

На судах, в основном, применяются электрооборудование первых трех режимов, а именно:

1. продолжительного S1;.

2. кратковременного S2;

3. повторно-кратковременного S3.

Продолжительный режим S1

Продолжительным называют режим, при котором температура двигателя τ за время

работы поднимается от температуры окружающей среды θ до установившейся θ

( рис. В.2, а ).

Рис. В.2. Нагрузочные диаграммы и кривые нагрева двигателя при продол-

жительном S1 ( а ), кратковременном S2 ( б ) и повторно-кратковременном

S3 ( в ) режимах работы

Двигатель используется по мощности полностью, если установившаяся температу-

ра θ равна максимально допустимой для класса изоляции θ ( таблица 1 ).

Таблица В.8.

Класс изоляции

А

Е

В

F

Н

С

Предельная температура, ºС

105

120

130

155

180

>180

На судах морского флота применяют изоляцию таких классов:

  1. для обмоток статоров – изоляцию классов Н и В;

  2. для обмоток роторов – изоляцию классов Н, В и F.

Двигатель не используется по мощности полностью, если установившаяся темпера

тура θ меньше максимально допустимой для класса изоляции θ .

Двигатель перегружен, если установившаяся температура θ больше максималь

но допустимой для класса изоляции θ . Такой режим недопустим, т.к. приводит к высы

ханию и порче изоляции. Для предотвращения такого режима применяют электротепло-

вые реле, отключающие двигатель от сети.

На судах в режиме S1 работают насосы главного двигателя, вентиляторы МО, насо-

сы электрогидравлической рулевой машины и др. Продолжительность работы электрообо

рудования в режиме S1 составляет от десятков часов до десятков суток.

Кратковременный режим S2

Кратковременным называют режим, при котором температура двигателя τ за время

работы не успевает подняться до установившейся температуры θ , но за время паузы уменьшается до температуры окружающей среды θ ( рис. В.2, б ).

Для этого режима применяют количественный показатель : «длительность работы».

Стандарты устанавливают 3 значения длительности работы электродвигателей: 10, 30 и 60 мин.

На судах в кратковременном режиме работают шлюпочные и траповые лебёдки

( длительность работы 10 мин ) и якорно-швартовные устройства ( длительность работы 30 мин ).

Повторно-кратковременный режим S3

Повторно-кратковременным называют режим, при котором температура двигателя

τ за время работы не успевает подняться до установившейся температуры θ , а за время паузы не успевает уменьшаться до температуры окружающей среды θ ( рис.В2., в ).

Этот режим состоит из чередующихся кратковременных рабочих периодов t и

пауз t . Время цикла t = t + t не должно превышать 10 мин. В противном случае наступает кратковременный режим работы S2.

Для этого режима применяют количественный показатель «продолжительность включения двигателя».

Продолжительностью включения двигателя ( ПВ, ПВ% ) называют отношение вре-

мени работы двигателя к времени цикла, выраженное в относительных единицах или про-

центах :

ПВ = t / t , или ПВ% = ( t / t )*100%.

Стандарты устанавливают 4 значения ПВ% : 15, 25, 40 и 60%. Чем больше

ПВ%, тем большую часть времени цикла работает двигатель.

На судах в повторно-кратковременном режиме работают двигатели грузовых лебё

док и кранов.

Например, три обмотки статора электродвигатель типа МАП621-4/8/24 ОМ1 с номи

нальными скоростями 170, 700 и 1400 об/мин имеют такие значения ПВ%: 15, 40 и 40.

Это означает, что обмотка первой скорости ( ПВ% = 15% ) не предназначена для длительной работы и используется как разгонная, для выхода на вторую скорость.

В то же время обмотки вторая и третья скорости ( ПВ% = 40% ) – рабочие, исполь

зуемые для перемещения груза с достаточно большими скоростями.

ВОПРОС №7