описание схем. схемы описание. 1. Бестокавая коммутация сильноточного контактора
 Скачать 2.53 Mb.
|
 Рис.68 - Схема простого управления РЭП судов типа «Волго-Балт» Херсон Силовая часть схемы В данной схеме применена система генератор-двигатель, включающая в себя: 1 приводной асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором М1; 2 генератор постоянного тока смешанного возбуждения G; 3 двигатель постоянного тока независимого возбуждения М2. Генератор G имеет на главных полюсах 3 обмотки: 1 независимую НОГ - L1C; 2 последовательную ( противокомпаундную ) ПКО - L2C. 3 параллельную ПрОВ - L3C; Двигатель М2 имеет на главных полюсах независимую обмотку LM2. Обмотки якорей генератора и двигателя соединены последовательно. Магнитные потоки независимой НОГ и ПрОВ параллельной обмоток генератора G направлены согласно и намагничивают генератор. Последовательная обмотка L2C включена с переброшенными выводами, поэтому её магнитный поток направлен встречно магнитным потокам параллельной и независимой обмоток, т.е. эта обмотка размагничивает генератор. Таким образом, результирующий магнитный поток генератора Ф рез = ( Ф ног + Ф пров ) - Ф пко. Такое включение обмоток генератора G позволяет получить его крутопадающую внешнюю характеристику ( рис. 68, а ).  Рис. 10.26. Внешняя характеристика генератора G с ПКО ( а ); механическая характеристика исполнительного двигателя М2 ( б ) Напряжение генератора передаётся на обмотку якоря исполнительного электродвигателя М2, поэтому механическая характеристика двигателя повторяет внешнюю характеристику генератора. Как следует из графиков внешней и механической характеристик, описанное выше включение обмоток возбуждения генератора позволяет ограничить ток стоянки двигателя I ст ( например, при заклинивании пера руля ) и равный ему ток короткого замыкания генератора I к . з до безопасных значений ( обычно ток стоянки I ст ≤ 2,5 I ном по условиям коммутации ). Для питания независимых обмоток генератора L1C и двигателя LМ2 используются 2 одинаковых трансформаторно-выпрямительных блока (ТВБ ). Каждый блок состоит из понижающего трансформатора Т1 ( Т2 ) и Выпрямительного мостика V1 ( V2 ). При работе схемы один из блоков – рабочий, второй – резервный. Для переключения блоков служит 4-полюсный переключатель S6. На схеме контакты переключателя 1…8 находятся в положении «В работе левый ТВБ, в резерве правый ТВБ . Параллельно обмоткам возбуждения L1С, L3С и LМ2 включены разрядные резисторы соответственно R4, R6 и R5 , предназначенные для уменьшения перенапряжений на этих обмотках при их отключении. Эти перенапряжения возникают на обмотках под действием ЭДС самоиндукции при снятии питания с обмоток ( отключении обмоток ). Последовательно с обмотками L3С и LМ2 включены регулировочные резисторы соответственно R3 и R2, предназначенные для получения необходимого значения токов возбуждения генератора ( резистор R3 ) и двигателя ( R2 ). Ползунки этих резисторов перемещают только при настройке рулевого привода. Основные элементы схемы 1 кнопка SB1 «Пуск» для включения приводного двигателя М1; 2 кнопка SB2 «Стоп» для остановки приводного двигателя М1; 3 КМ – катушка линейного контактора; 4 F1, F2, F3 – размыкающие контакты ( р.к. ) тепловых реле ( нагревательные элементы F1, F2, F3 включены последовательно в линейные провода А, В, С ); 5 Н1 – сигнальная лампочка «Питание на схему подано» ( от шин ГРЩ ); 6 Н2 - сигнальная лампочка «Приводной двигатель М2 включён»; 7 Н3 - сигнальная лампочка зеленого цвета «Право руля»; 8 Н4 - сигнальная лампочка белого цвета «Руль в диаметрали»; 9 Н5 - сигнальная лампочка красного цвета «Лево руля»; 10 Т1, Т2 – понижающие трансформаторы; 11 V1, V2 – выпрямительные мостики; 12 S6 – переключатель трансформаторно-выпрямительных блоков; 13 L1-C1, L2-C2 – фильтры на выходе выпрямительных мостиков, для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения; 14 S2 – сдвоенная кнопка «Лево»; 15 S1 – сдвоенная кнопка «Право»; 16 S3 – кнопка «Ускорение», для увеличения скорости перекладки руля; 17 S7 – контакты конечного выключателя «Лево»; 18 S8 – контакты конечного выключателя «Право»; 19 РV – вольтметр, для контроля напряжения на выходе выпрямительных мости- ков; 20 R1 – подстроечный резистор в цепи независимой обмотки возбуждения L1С генератора G; 21 R2 - подстроечный резистор в цепи независимой обмотки возбуждения LМ2 исполнительного двигателя М2; 22 R3 – подстроечный резистор цепи параллельной обмотки возбуждения L3С генератора G; 23 R4 – разрядный резистор, для защиты независимой обмотки возбуждения L1C генератора G от перенапряжений при размыкании контактов кнопок «Лево» или «Право»; 24 R5 – разрядный резистор, для защиты независимой обмотки возбуждения LМ2 двигателя М2 от перенапряжений при переключении контактов переключателя S6; 22 R6 – разрядный резистор, для защиты параллельной обмотки возбуждения генератора G от перенапряжений при размыкании контактов кнопок «Лево» или «Право»; 23 RS – шунт, для подключения амперметра рА; 24 рА – амперметр для измерения тока главной цепи; 25 S8 – контакты путевого выключателя «Руль в диаметрали»; 26 S7 - контакты путевого выключателя «Право руля»; 27 S9 - контакты путевого выключателя «Лево руля »; 28 F4, F5 – предохранители в цепи катушки контактора КМ и сигнальных лампочек Н1, Н2; 29 F6, F9 - . предохранители в цепи первичной обмотки трансформатора Т2; 30 F7, F8 - . предохранители в цепи первичной обмотки трансформатора Т1; 31 F10, F11 - предохранители в цепях сигнальных лапочек Н3, Н4, Н5. Подготовка схемы к работе Для подготовки схемы к работе включают автоматический выключатель рулевого устройства на ГРЩ ( на схеме не показан ). Загорается сигнальная лампочка Н1 ««Питание на схему подано». Затем нажимают кнопку S4 «Пуск», включается линейный контактор КМ. Замыкаются главные контакты КМ ( включается приводной двигатель М1 ) и переключаются вспомогательные контакты. Верхний ( на схеме ) вспомогательный контакт КМ шунтирует кнопку «Пуск», после чего её можно отпустить; средний контакт КМ размыкается, отключая лампочку Н1 ««Питание на схему подано», а нижний замыкается, включая лампочку Н2 «Двигатель М1 включён». Приводной двигатель М1 вращает якорь генератора G. Через контакты S6.1, S6.3 и предохранители FU7, FU8 напряжение сети поступает на первичную обмотку трансформатора Т1. Вторичное напряжение выпрямляется мости- ком V1. При этом образуются цепь независимой обмотки возбуждения LM2 двигателя M2: «плюс» на левом выводе V1 – контакт S6.5 – LM2 ( параллельно – R5 ) – R2 - контакт S6.7 – дроссель L1 - «минус» на правом выводе V1; и цепь тока через вольтметр рV: плюс» на левом выводе V1 – контакт S6.5 – FU13 – катушка вольтметра pV – F12 -контакт S6.7 – дроссель L1 - «минус» на правом выводе V1. Двигатель возбуждается, а вольтметр показывает напряжение на выходе мостика V1. При необходимости это напряжение можно изменить в нужную сторону при помощи подстроечного резистора R2. Схема готова к работе. Работа схемы Пусть необходимо положить руль на левый борт. При нажатии сдвоенной кнопки S2 «Лево» образуется цепь тока через независимую обмотку возбуждения генератора L1С: плюс» на левом выводе V1 – S6.5 – S2.1( верхний ) – S1.2 – S7 - L1С ( параллельно – через R4) - R1 – S1.1 ( нижний ) – S2.2 ( нижний ) – S6.7 – L1 - «минус» на правом выводе V1. Генератор G возбуждается, исполнительный двигатель М2 начинает перекладывать перо руля. Перекладка продолжается до тех пор, пока не будет отпущена кнопка S2 или ( если эта кнопка своевременно не отпущена ) не разомкнётся контакт конечного выключателя S7 «Лево». Аналогично работает схема при нажатии кнопки S1 «Право». Если надо ускорить кладку, нажимают кнопку S3 «Быстрее», которая шунтирует резистор R1. Ток возбуждения генератора в обмотке L1C и напряжение генератора G увеличиваются, скорость перекладки возрастает. С баллером руля механически связаны путевые выключатели S7, S8 и S9. Если перо руля находится в диаметральной плоскости, замкнуты контакты S8, горит лампочка Н4 белого цвета. C началом кладки руля вправо контакт S8 размыкается ( гаснет лампочка Н4 ) и замыкается контакт S7, загорается лампочка Н3 зелёного цвета. При перекладки руля влево контакт S8 размыкается ( гаснет лампочка Н4 ), замыкается контакт S9, загорается лампочка Н5 красного цвета. Лампочки Н3, Н4, Н5 встроены в верхнюю часть рулевой тумбы, по ним рулевой матрос контролирует фактическое направление перекладки пера руля. По Правилам Регистра, конечные выключатели S7 и S8 прекращают кладку пера руля при углах 32-33º.  Рис.71 - Схема следящего управления РЭП судов типа «А. Пушкин» Описание схемы управления Силовая часть схемы Силовая часть схемы включает в себя: 1 ИД1 – приводной двигатель, вращающий насос переменной производительности ( насос Холла). Схема управления Схема управления включает в себя : 1 Тр1 – силовой трасформатор 380 / 220 В; 2 Тр2 – трансформатор питания обмоток управления ОУ1…ОУ4 магнитных усилителей МУ1…МУ4; 3 сельсин-трансформатор поста управления ПУ; 4 сельсин-трансформатор насоса Холла ОС2 ( второй датчик обратной связи ); 5 тахогенератор ТГ; 6 сельсин-трансформатор руля ОС1 ( первый датчик обратной связи ); 7 серводвигатель руля СР; 8 магнитные усилители МУ1….МУ4; 9 выпрямительные мостики 8 и 9 ( в учебнике Головина «Судовые электрические приводы» неправильно обозначены как ФЧВ, т.е. фазочувствительный выпрямитель ). Силовой трансформатор Тр1 Первичная обмотка трансформатора подключена к фидеру напряжением 380 В, питающему приводной двигатель ИД насоса Холла. От вторичной обмотки Тр1 питаются 4 цепи: 1 цепи параллельно включенных обмоток возбуждения: а ) сельсина-трансформатора поста управления ПУ – обмотка 6; б ) сельсина-трансформатора ОС2 насоса Холла – обмотка 5; в ) тахогенератора ТГ – обмотка 3 ( эта обмотка включена через небольшой автотрансформатор АТр, позволяющий регулировать напряжение на ней ); г ) сельсина-трансформатора руля ОС1 – обмотка 7; 2 первичная обмотка трансформатора ТР2; 3 обмотка возбуждения 1 серводвигателя руля СР ( последовательно с ней Силовой трансформатор Тр1 Первичная обмотка трансформатора подключена к фидеру напряжением 380 В, питающему приводной двигатель ИД насоса Холла. От вторичной обмотки Тр1 питаются 4 цепи: 1 цепи параллельно включенных обмоток возбуждения: а ) сельсина-трансформатора поста управления ПУ – обмотка 6; б ) сельсина-трансформатора ОС2 насоса Холла – обмотка 5; в ) тахогенератора ТГ – обмотка 3 ( эта обмотка включена через небольшой автотрансформатор АТр, позволяющий регулировать напряжение на ней ); г ) сельсина-трансформатора руля ОС1 – обмотка 7; 2 первичная обмотка трансформатора ТР2; 3 обмотка возбуждения 1 серводвигателя руля СР ( последовательно с ней включены конденсатор С и резистор R ); 4 цепи рабочих обмоток реверсивного магнитного усилителя, построенного на четырех магнитных усилителях МУ1…МУ4. Электрические машины в схеме Сельсин-трансформатор поста управления ПУ Состоит из статора и ротора. На статоре находится однофазная обмотка возбуждения 6, на роторе – трехфазная обмотка, соединенная в звезду ( рис. 10.27 ). Из трех фазных обмоток одна не используется, поэтому две другие по схеме соединены последовательно. Ротор сельсина-трансформатора ПУ механически соединен со штурвалом. Этот сельсин предназначен для получения напряжения, пропорционального углу поворота штурвала. Если штурвал, а значит, и ротор сельсина находятся в нулевом положении, выходная ЭДС сельсина е1 = 0 Если штурвал повернуть в определенную сторону, на выходе сельсина ПУ появится ЭДС е1, величина которой пропорциональна углу поворота штурвала, а фаза зависит от направления поворота штурвала. Иначе говоря, если штурвал повернуть в другую сторону относительно нулевого положения, фаза ЭДС е1 изменится на 180º. Сельсин-трансформатор насоса Холла ОС2 Состоит из статора и ротора. На статоре находится однофазная обмотка возбуждения 5, на роторе – трехфазная обмотка, соединенная в звезду ( рис. 10.27 ). Из трех фазных обмоток одна не используется, поэтому две другие по схеме соединены последовательно. Ротор сельсина-трансформатора ПУ механически соединен с ротором серводвигателя руля СР ( на схеме эта связь показана пунктирной линией между роторами СР и ОС2 ). Ротор СР механически ( через тягу манипулятора насоса Холла ) связан с барабаном насоса Холла, значит, ротор сельсина ОС2 также связан механически с барабаном насоса Холла. Этот сельсин предназначен для получения напряжения, пропорционального Смещению барабана насоса Холла ( эксцентриситету насоса ). Если барабан насоса, а значит, и ротор сельсина находятся в нулевом положении, выходная ЭДС сельсина е2 = 0 Если барабан насоса выведен из нулевого положения в определенную сторону, на выходе сельсина ОС2 появится ЭДС е2, величина которой пропорциональна эксцентриситету насоса, а фаза зависит от направления смещения барабана. Иначе говоря, если барабан сместить в другую сторону относительно нулевого положения, фаза ЭДС е2 изменится на 180º. Напомним, что чем больше эксцентриситет насоса, тем больше подача ( давление ) насоса и тем больше скорость перекладки пера руля. Тахогенератор ТГ Состоит из статора и полого ротора ( на рис. 10.27 заштрихован ). На статоре находятся две обмотки, сдвинутые в пространстве по углом 90º - обмотка возбуждения 3 и выходная обмотка с ЭДС е3 . Ротор механически связан с валом серводвигателя руля СР ( эта связь показана при помощи пунктирной линии между роторами СР и ТГ ). Тахогенератор предназначен для получения ЭДС е3, прямо пропорциональной скорости вращения вала серводвигателя СР Действительно, из формулы ЭДС е3 = с*ω*Ф следует, что при постоянном магнитном потоке Ф обмотки возбуждения 3 эта ЭДС е3 ≡ ω. При изменении направления вращения ротора тахогенератора фаза ЭДС е3 изменяется на 180 электрических градусов. Основной характеристикой тахогенератора является зависимость выходного напряжения Uвых ( в данном случае – выходной ЭДС е3 ) от скорости вращения ротора ω ( рис. 10.28 ).  Рис. 10.28. Зависимость выходного напряжения тахогенератора от скорости вращения ротора при полном ( характеристика 1 ) и ослабленном магнитном потоке ( характеристика 2 ). Характеристика имеет две особенности: 1 величина выходного напряжения Uвых прямо пропорциональна скорости вращения ротора ω, поэтому график характеристики представляет собой прямую линию; 2 при изменении направления вращения ротора тахогенератора ( реверсе ) фаза переменного выходного напряжения Uвых изменяется на 180 электрических градусов ( см. участок характеристики, расположенный в третьем квадранте ). В данной схеме ( рис. 10.27 ) при помощи автотрансформатора АТр можно изменять магнитный поток возбуждения тахогенератора. Пусть характеристика 1 получена при полном магнитном потоке Ф тахогенератора ( ползунок АТр находится в крайнем верхнем положении ). Если при помощи автотрансформатора АТр уменьшить магнитный поток возбуждения тахогенератора ( переместить ползунок АТр вниз ), то, как следует из формулы ЭДС е3 = с*ω*Ф, значения этой ЭДС при тех же ( т.е. одинаковых ) скоростях вращения ротора будут меньше, чем при полном магнитном потоке. Поэтому ослабленному магнитному потоку обмотки возбуждения 3 соответствует характеристика 2 Сельсин-трансформатор руля ОС1 Состоит из статора и ротора. На статоре находится однофазная обмотка возбуждения 6, на роторе – трехфазная обмотка, соединенная в звезду. Из трех фазных обмоток одна не используется, поэтому две другие по схеме соединены последовательно. Ротор сельсина-трансформатора ОС1 механически соединен с баллером руля. Этот сельсин предназначен для получения напряжения, пропорционального углу поворота пера руля. Если перо руля в диаметральной плоскости, значит, ротор сельсина находится в нулевом положении, выходная ЭДС сельсина е4 = 0 Если перо руля повернется в определенную сторону, на выходе сельсина появится ЭДС е4, величина которой пропорциональна углу поворота пера руля, а фаза зависит от направления поворота пера руля. Иначе говоря, если перо руля будет повернуто в другую сторону относительно нулевого положения, фаза ЭДС е4 изменится на 180º. Серводвигатель руля СР Состоит из статора и полого ротора, который на рис. 10.27 заштрихован. На статоре находятся две обмотки - обмотка возбуждения 1 и обмотка управления 2 Обмотка возбуждения 1 получает питание от вторичной обмотки трансформатора Тр1, обмотка управления 2 получает питание с выхода мостовой схемы на четырех магнитных усилителях ( устройство и принцип действия мостовой схемы отдельнообъясняется ниже ). Основной характеристикой серводвигателя является зависимость скорости вращения ротора СР ω от напряжения управления Uу на обмотке 2 ( рис. 10.29 ). |