Классификация электроприводов

Электроприводы классифицируются ( различаются ) по нескольким признакам.

Рассмотрим основные признаки.

По месту применения различают 2 вида электроприводов:

1. береговые;

2. судовые.

По роду тока различают 2 вида электроприводов:

1. постоянного тока;

2. переменного тока.

Переход судовых электроприводов на переменный ток завершился в начале 60-х

годов 20 столетия. Это стало возможным после начала производства ( в б. СССР ) элек-

трических машин , предназначенных специально для работы на судах. Такие электриче-

ские машины называют машинами морского исполнения.

По способу передачи энергии от электродвигателя к механизму различают 3 вида

электроприводов:

1. групповой;

2. одиночный;

3. многодвигательный.

Групповым называют электропривод, в котором один электродвигатель приводит в

движение несколько исполнительных механизмов. Пример: токарный станок, в котором электродвигатель вращает патрон с заготовкой и одновременно перемещает суппорт стан-

ка с бабкой, в которой зажат резец. Суппорт при этом движется поступательно ( влево – вправо ) вдоль станины станка. На судах групповые приводы применяются крайне редко.

Одиночным называют электропривод, в котором электродвигатель приводит в движение только один исполнительный механизм. Пример: электропривод насоса или вентилятора, в котором крыльчатка насажена непосредственно на вал электродвигателя.

Многодвигательным называют электропривод, в котором каждый рабочий орган

механизма приводится в движение отдельным электродвигателем. Пример: электропри-

вод грузового крана, имеющий 3 механизма – подъёма груза, поворота и изменения вылета стрелы. Каждый из этих механизмов имеет «свой» электродвигатель.

По степени автоматизацииразличают 3 вида электроприводов:

1. неавтоматизированные;

2. автоматизированные;

3. автоматические.

Внеавтоматизированном электроприводе человек участвует на всех стадиях

управления электроприводом. Пример: электропривод вентилятора, управляемый при помощи поста управления с двумя кнопками «Пуск» и «Стоп». Оба действия – пуск и остановка, выполняет человек путём нажатия соответствующей кнопки.

В автоматизированном электроприводе функции управления разделены между человеком и управляющим устройством. Обычно человек задаёт программу работы электропривода, остальное же выполняет управляющее устройство.

Пример: электропривод грузовой лебёдки с 3-мя скоростями. Пусть оператор ( ле-

бёдчик ) резко перевёл рукоятку командоконтроллера из нулевого положения сразу в 3-е в направлении «Подъём». Двигатель при этом включится не на 3-й скорости, а на 1-й, что позволит избежать поломки редуктора, а далее разгон электродвигателя произойдёт посте-

пенно, с задержкой при переходе с 1-й скорости на 2-й, а затем со 2-й к 3-ю. Эту задержку обеспечивают два реле времени, входящие в состав управляющего устройства.

В автоматическом электроприводе роль человека сводится лишь к наблюдению за работой электропривода.

Пример: автоматический рулевой. На начальном этапе участие человека заключает-

ся в подаче питания на рулевой электропривод ( электромеханик ) и в выведении судна на требуемый курс, например, при помощи штурвала ( рулевой матрос или вахтенный помощ

ник капитана ). После этого на тумбе управления рулевым электроприводом ( мостик ) переключатель видов управления устанавливают в положение «Автомат». В зависимости от условий плавания, такой режим может длиться от нескольких часов до нескольких десятков суток.

По возможности изменения скорости различают 2 вида электроприводов:

1. нерегулируемый, не предусматривающий изменение скорости;

2. регулируемый, имеющий 2 и более скоростей.

Пример нерегулируемого электропривода: электропривод вентилятора, управление

которым состоит только в пуске и остановке, а скорость не регулируется.

Примеры регулируемого электропривода: 1. электропривод грузовой лебёдки с 3-мя скоростями ; 2. электропривод якорно-швартовного устройства с 6-ю скоростями.

По возможности изменения направления вращенияразличают 2 вида электро-

приводов:

1. нереверсивный;

2. реверсивный.

Пример нереверсивного электропривода: электропривод вентилятора, управление

которым состоит только в пуске и остановке, а направление вращения не изменяется.

Примеры реверсивного электропривода: 1. электропривод грузовой лебёдки с 2-мя режимами: «подъём» и «спуск» ; 2. электропривод якорно-швартовного устройства с 2-мя режимами: «травить» и «выбирать».

По назначению различают 5 видов судовых электроприводов:

1. рулевые ;

2. якорно-швартовные ( брашпили и шпили );

3. грузоподъёмные ( грузовые лебёдки и краны, лифты );

4. электроприводы судовых нагнетателей ( насосы, вентиляторы, компрессоры );

5. механизмов специального назначения.

К последней группе относят электроприводы:

1. подруливающих устройств;

2. систем кренования и дифферента;

3. успокоителей качки;

4. систем откренивания судов;

5. автоматические швартовные лебедки.

Подруливающиеустройства предназначены для повышения манёвренности су-

дов. С их помощью судно может перемещаться лагом ( бортом ) и даже совершать полный оборот на месте. Такие устройства применяют на обычных транспортных судах, а также на судах – паромах.

Системы кренования и дифферента применяют на ледокольных судах, для освобо

ждения судна, зажатого во льдах и придания корпусу судна необходимой осадки.

Системы успокоителей качки применяют , в основном, на пассажирских судах и морских паромах, в условиях, когда качка достигает 35…40º.

Системы откренивания судна применяют на судах с горизонтальным способом погрузки ( суда типа ро-ро ) для выравнивания крена. Применение этих систем повышает безопасность грузовых операций и обеспечивает надёжность работы въездной аппарели.

Автоматические швартовные лебедки применяют на судах с целью поддержа-

ния постоянного усилия в швартовном канате при стоянке судна в порту или на рейде. При увеличении натяжения каната лебедка автоматически включается и потравливает ка-

нат до тех пор, пока усилие в канате не уменьшится до заданного. При уменьшении натя-

жения каната лебедка так же автоматически включается и набивает канат до заданного усилия.

1.3. Краткий очерк развития отечественных судовых электропри­водов

Примером первого судового электропривода принято считать электропривод для вращения гребных колес, установленный в 1834 г. на лодке русским академиком Б. С. Якоби. Этот привод питался от гальванических батарей и позволял лодке передвигаться по Неве навстречу течению со скоростью около 4 км/ч.

Применению электроприводов на судах долгое время мешало отсутствие надёжных и экономичных источников электроэнергии.

Лишь после разработки в 70-х гг. 19 века и начала производства электрических машин постоянного тока работы по внедрению электроприводов 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 крейсеров «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.

Наряду с раз­витием промышленных электроустановок шла разработка новых и совершенствование существующих системы судового электропри­вода. Так, в 30-х гг. были разработаны и внедрены на судах системы релейно-контактной автоматики.

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

троприводов переменного тока. Это стало возможным благодаря началу выпуска специ-

ально для судов асинхронных двигателей серии МАП ( морской асинхронный полюсопе-

реключаемый ) с 2-мя и 3-мя скоростями.

Современные судовые электроприводы – это автоматизированные и автоматиче-

ские приводы, управляемые при помощи бортовых компьютеров.

Электроприводы насосов, компрессоров и других механизмов входят в состав авто-

матизированных систем управления судовой механической установкой ( главного двига-

теля ).

В зависимости от объема автоматизациимеханической 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 установкикоторого 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-