Папильонажные лебедки

Папильонажными лебедками называются лебедки, назначение которых

состоит в поддержании непрерывного контакта грунтозаборного устройства

с разрабатываемым грун­том и в осуществлении необходимого напора для

механического разрушения его рыхлите­лем той или иной конструкции.
Средняя скорость движения грунтозаборного устройства ур может быть определена следующим равенством:

(5-7)

где Q - производительность землесосного сна­ряда по грунту, м³/ч;
- сечение полосы грун­та, разрабатываемого за одну проходку, м².

Из этой формулы видно, что V _р может из­меняться в очень широких пределах. Если в это выражение подставить возможные зна­чения Q и в различном их сочетании, то най­дем, что V _р может принимать значения от 0,20 до 10 м/мин. Для сокращения потерь времени на маневрирование земснарядом верхний пре­дел скорости обычно увеличивают в 2 и даже иногда в 3 раза. В основном все же папильо­нажные лебедки работают на малых скоростях. Так как направление папильонажных тросов, как правило, не совпадает с направлением, в котором должно перемещаться грунтозаборное устройство, то и значения скоро­стей троса и грунтозаборного устройства бу­дут различными.
Тяговое усилие, развиваемое папильонажной лебедкой, должно быть прежде всего достаточным для осуществления процесса реза­ния грунта и преодоления при рабочих пере­мещениях снаряда всех вредных сопротивле­ний, в том числе давления ветра и давления текущей воды, так как все эти силы при не­удачной комбинации могут складываться.
Современная конструкция папильонажных лебедок должна отвечать следующим требованиям:
1) дистанционное регулирование скорости наматывания и сматывания троса должно происходить на всех скоростях достаточно плавно;
2) при высокой надежности и полной без­опасности ее обслуживания быть максимально компактной;

Рис. 5-44. Папильонажная лебедка землесосного снаря­да 350-50Л.
1 - барабан диаметром 600 мм; 2 -открытая передача: і =4,16; 3 - редуктор РМ-500; і =48.5; 4 - тормоз ТКТГ-200; 5 -электро­двигатель мощностью 20 квт, n =960 об/мин; 6 - канат стальной 31-1

3) для обеспечения повышения сроков службы троса быть оборудована тросоукладчиком;
4) быть оборудована автоматически и на­дежно действующей защитой от перегрузки.
Существующие системы привода папильо­нажных лебедок по типу электродвигателей могут быть разбиты на две большие группы: с двигателями переменного тока и с двигателями постоянного тока. В России больше рас­пространены приводы первой группы, иногда применяют трех- и четырехскоростные асин­хронные электродвигатели, которые в комби­нации с механическими коробками скоростей дают достаточно плавный и широкий диапа­зон скоростей.
На рис. 5-44 показаны боковой вид и план папильонажной лебедки от землесосного снаряда типа 350-50Л. Лебедка рассчитана на тяговое усилие 10 тс. Скорость каната 8,85 м/мин. Канатоемкость при четырехслойнойнавивке 270 м. Лебедка отличается надежностью и простотой конструкции, однако далеко не полностью отвечает требованиям, изложенным выше. В ближайшем будущем намечается замена этих лебедок более совер­шенными с приводом от электродвигателей постоянного тока.

110. УСЛОВИЯ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МЕХАНИЗМОВ ЗЕМСНАРЯДОВ И ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ ТРЕБОВАНИЯ

Условия работы (совокупность значений параметров элек­трооборудования) электроприводов механизмов земснарядов весьма разнообразны как по характеру нагрузки, так и по про­должительности ее действия.

1.Электроприводы механизмов дноуглубления землесоcных и мпогочерпаковых снарядов работают в продолжительном режи­ме, а одночерпаковых — в повторно-кратковременном.

2.Режим работы электроприводов механизмов рабочих пере­мещений зависит от способа рабочего перемещения земснаряда. Так, при траншейном способе режим работы становых лебедок продолжительный, а папильонажных — кратковременный; при папильонажном способе режим работы папильонажных лебедок продолжительный, а становых — кратковременный.

3.Электроприводы свайных устройств и механизмов, обслужи­вающих устройства отвода грунта, работают в кратковременном режиме. Исключение составляют промывочный насос сальнико­вого уплотнения ступицы рабочего колеса грунтового насоса и транспортеры, режим работы которых продолжительный.

4. Режим работы электроприводов остальных механизмов земснаряда за­висит от их назначения и характера выполняемых функций.

Нагрузка большинства электроприводов земснарядов имеет.переменный характер.

Особой неравномерностью отличается на­грузка черпакового привода многочерпакового снаряда, приво­дов подъемного и напорного устройств одночерпакового снаря­да и механического рыхлителя землесосного снаряда. Причиной неравномерности нагрузки является изменение грунтовых усло­вий, наличие твердых включений и прочих подводных препят­ствий. Неравномерность нагрузки черпакового привода усугуб­ляется периодичностью врезания черпаков в грунт и неравно­мерностью движения черпаковой цепи из-за наличия граней верх-него (приводного) барабана.

Нагрузка на валу двигателя грунтового насоса также ме­няется в широких пределах и зависит от рода грунта, насыще­ния пульпы, глубины всасывания, длины пульпопровода, высоты подъема отводимого грунта.

Неравномерная нагрузка характерна и для электроприводов папильонажных лебедок при папильонажиом способе работы земснаряда и становых лебедок при траншейном способе. Значительные перегрузки возможны и при работе электро­приводов рамоподъемной и лоткоподъемных лебедок, лебедки поворотного клапана и других механизмов.

К электроприводам с постоянной нагрузкой можно отнести гидрорыхлитель, промывочный насос и некоторые другие меха­низмы.

ТРЕБОВАНИЯ

1.Электроприводы механизмов дноуглубления, рабочих пере­мещений и обслуживающих устройства отвода грунта должны иметь дистанционное управление из рубки управления и выклю­чатель (аварийный) отключения цепи управления в непосред­ственной близости от механизма.

2.Схемами управления электроприводами технологического оборудования, за исключением грунтового и промывочного на­сосов, должно обеспечиваться реверсирование электродвигате­лей.

3.Все электроприводы должны иметь нулевое блокирование и защиту от перегрузок и токов короткого замыкания.

4.В электроприводах с ограниченным перемещением рабочих устройств должны быть выключатели конечных положений.

Электроприводы механизмов дноуглубления и рабочих пере­мещений необходимо выполнять с учетом следующих требова­ний:

1.плавный пуск при достаточном пусковом моменте;

2.стаби­лизация заданной частоты вращения в пределах допустимых нагрузок и ограничение момента и потребляемого тока кратко­временно допустимым значением тока стоянки I_ст= (1,5-1,7)I_н (крутопадающие механическая и электромеханическая харак­теристики);

3. достаточный диапазон изменения частоты враще­ния.

4.Скорость навивания троса электроприводов, обеспечиваю-

щих папильонирование и продвижение по траншее, регулирует­ся в пределах от 0,15—2 до 10—15 м/мин при номинальном вращающем моменте и достигает 20—25 м/мин с уменьшением его при уходе с прорези (например, для пропуска судов).

5.Ско­рость движения майонной черпаковой цепи регулируется в пре­делах от 2 до 25 черпаков/мин;

6.плавное регулирование частоты вращения электроприводов лебедок, обеспечивающих папильо-нирование и продвижение по траншее, черпаковой цепи и меха­нического рыхлителя;

7. регулирование частоты вращения элек­троприводов механизмов дноуглубления, способствующее до­стижению наибольшей производительности и наилучшему использованию установленной мощности двигателя;

8. регулиро­вание частоты вращения электроприводов механизмов рабочих перемещений, осуществляемое в функции изменения режимов нагрузки механизмов дноуглубления в целях достижения ими наибольшей производительности;

9.быстродействие систем управ­ления электроприводами;

10.свободное-сматывание троса с бара­банов папильонажных и становых лебедок и лебедок концевого понтона.

111. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МЕХАНИЗМОВ ЗЕМСНАРЯДОВ

Для черпакового устройства мпогочерпаковых снарядов, механического рыхлителя землесосных снарядов, подъемного, напорного и поворотного устройств одпочерпакового снаряда и механизмов, обеспечивающих папильонирование и продвиже­ние по траншее, рекомендуется применять регулируемые элект­роприводы. Остальные механизмы, как не требующие плавного изменения скорости или вообще не требующие ее изменения, могут иметь многоскоростной (ступенчатое изменение скорости) или односкоростной электропривод переменного тока.

Системы электроприводов основных механизмов мпогочер­паковых и.землесосных земснарядов приведены в табл. 6. Для систем электроприводов приняты следующие обозначения: Д — электропривод с двигателем постоянного тока; АД — электро­привод переменного тока с асинхронным двигателем с коротко-замкнутым ротором; АДф - - электропривод переменного тока с асинхронным двигателем с фазным ротором; АД₂ — электро­привод переменного тока с двухскоростным асинхронным дви­гателем; АДз — электропривод переменного тока с. трехскорост-ным асинхронным двигателем; АД4 — электропривод перемен­ного тока с четырехскоростным- асинхронным двигателем; 2АД — электропривод переменного тока с двумя асинхронны­ми двигателями с. короткозамкнутым ротором, планетарным редуктором и электромагнитными тормозами; двухступенчатое регулирование частоты вращения; АД — ЭМС — электропривод с асинхронным двигателем с короткозамкиугым ротором и

электромагнитной муфтой скольжения; СД — электропривод переменного тока с синхронным двигателем; Г —Д —элек­тропривод постоянного тока системы генератор — двига­тель; ТГ —Д — электропривод постоянного тока систе­мы генератор — двигатель с тремя обмотками возбуждения на генераторе; ВГ — Д — электропривод постоянного тока системы генератор — двигатель с возбуждением от возбуди­теля; МУ Г — Д — электропривод постоянного тока системы генератор — двигатель с возбуждением от магнитных усили­телей; ТВ Г—Д — электропривод постоянного тока системы генератор — двигатель с возбуждением от тиристориого вы­прямителя; Др — Д —дроссельный электропривод постоянного тока; ТВ—'Д — вентильный электропривод постоянного тока.

Анализируя табл. 6 можно сделать следующие выводы:

1. при­вод грунтовых насосов не электрический (дизельный); привод механизмов, не требующих регулирования скорости (становые лебедки мпогочерпаковых снарядов, рамоподъемные лебедки), осуществляется двигателями переменного тока;

2.большинство механизмов, требующих изменения скорости в процессе работы, имеют регулируемый электропривод; 3.электропривод системы Г — Д в различном исполнении получил наибольшее распрост­ранение на земснарядах разных лет постройки; 4.дроссельный электропривод постоянного тока (Др — Д) явился промежуточ­ным между системами Г — Д и ТВ — Д;

5.на судах постройки последних лет и строящихся внедряются вентильные электро­приводы постоянного тока.

112. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ МЕХАНИЗМОВ ДНОУГЛУБЛЕНИЯ

1.Приводным двигателем грунтового насоса дноуглубитель-ных землесосных снарядов является дизель.

2.На земснарядах, занятых на строительных работах в пределах ограниченной ак­ватории и получающих электроэнергию с берега, приводом грунтового насоса служит синхронный электродвигатель, на­пример на земснаряде проекта 350 — 50Л.

3.В электроприводе гидравлических рыхлителей используются асинхронные элек­тродвигатели.

4.Для механического рыхлителя и черпакового уст­ройства применяются регулируемые электроприводы, обеспечи­вающие стабилизацию скорости движения исполнительных ор­ганов и ограничение момента при перегрузках.

Ниже рассматриваются схемы электроприводов механиче­ского рыхлителя и черпаковой цепи. Схемы даются в упро­щенном виде.

113.Электропривод (системы ТГ— Д) механического рыхлителя.

В электро'приводс механического рыхлителя земснаряда проек­та 23-110 (рис. 66) электродвигатель М фрезы получает пита­

Рис. 66. Схема электропривода механического рыхлителя-

ние от генератора и с приво­дом от дизеля. У генератора 3 обмотки возбуждения. Обмот­ка независимого возбуждения LG-Í получает питание от се­ти постоянного тока и служит для создания начального воз­буждения генератора. Обмот­ка параллельного возбуждения (самовозбуждения) LG-2 пред­назначена для регулирования напряжения генератора и, со­ответственно, частоты враще­ния вала двигателя, что дости­гается изменением сопротивле­ния регулятора возбуждения RP в *цепи обмотки LG /. Вследствие действия обмотки последовательного возбужде­ния GL-3, магнитный поток ко­торой направлен встречно по­токам обмоток LG-1 и LG-2, механическая характеристика электропривода имеет крутопа-дающий вид. У двигателя М

только обмотка независимого возбуждения LM. Параллельно обмоткам возбуждения включены разрядные резисторы R1 — R3, предохраняющие обмотки от пробоя изоляции при возник­новении э. д. с. самоиндукции в момент отключения обмоток от питания. Цепи управления и возбуждения получают питание от сети постоянного тока. Переключателем SAI подается напря­жение к цепи управления и выбирается направление вращения двигателя М путем изменения направления тока в сто обмотке возбуждения LM. На регуляторе возбуждения RP смонтирова­ны 3 конечных выключателя SQ1 — SQ3, состояние которых изменяется в момент начала движения регулятора из пулевого положения. Защита привода от самопроизвольного включения (нулевое блокирование) после временного исчезновения пита­ния осуществляется реле К2 в сочетании с размыкающим кон­тактом SQ1 регулятора возбуждения RP. Реле К2 может быть включено только при пулевом положении регулятора RP, когда контакт SQ1 замкнут. В нулевом положении регулятора RP замкнут и контакт SQ3, что обеспечивает включение реле вре­мени КТ2, замыкающее свой контакт в цепи реле 1\2. Включив­шись, реле шунтирует своим контактом контакт SQ1 и подго­тавливает к включению контактор /(/. В момент начала дви­жения ползунка регулятора возбуждения RP и его контакты SQI н SQ3 размыкаются, контакт SQ2 замыкается и включает кон

тактор К1, контакты которого подключают цепи возбуждения генератора и двигателя к питающей сети. Протекание тока по обмотке независимого возбуждения LM двигателя вызывает включение реле минимального тока КЛЗ, шунтирующее своим контактом контакт реле времени КТ2. Выдержка Бремени при отключении реле КТ2 достаточна для шунтирования его кон­такта контактом реле КЛЗ. Частота вращения вала двигателя М регулируется изменением напряжения генератора G путем изменения тока возбуждения в обмотке парал­лельного возбуждения LG-2 и частоты вращения дизель-генератора специальным сервоприводом СП, воздействую­щим на регулятор возбуждения RP и топливный, насос 77/. Сервопривод имеет дистанционное управление из рубки управления. При пуске сервопривода ползунок регулятора возбуждения RP начинает перемещаться из крайнего левого положения вправо. Сопротивление регулятора возбуждения RP в цепи обмотки LG-2 уменьшается, ток возбуждения, напряжение генератора и частота вращения вала электродвига­теля увеличиваются. В момент, когда сопротивление регулятора RP в цепи обмотки LG-2 станет равным нулю, ток возбуждения достигнет номинального значения. Дизель до этого момента не развивает номинальной частоты вращения вала, а возрастание потребляемой от пего мощности компенсируется увеличением топливоподачи с помощью всережимного регулятора. Дальней­шее повышение частоты вращения вала двигателя М произво­дится воздействием сервопривода СП на топливный насос ди­зеля. Частота вращения вала дизель-генератора возрастает и достигает номинальной. Одновременно увеличивается сопротив­ление регулятора RP в цепи обмотки LG-2, но ток возбуждения* почти не изменяется, так как пропорционально частоте враще­ния генератора повышается его напряжение. Защита электро­привода осуществляется с помощью реле минимального тока КЛЗ, реле максимального тока КЛ1 и КА2, включенных через шунты RS1 и RS2 и теплового -реле КК. Реле максимального тока КЛ1 и КЛ2 настроены на разный ток срабатывания. Реле КЛ1 срабатывает при токе, несколько большем тока стоянки, и через реле времени КТ1 отключает электропривод с выдерж­кой времени. Если за период времени срабатывания реле КТ1 нагрузка на электропривод уменьшится, то отключения электро­привода пе произойдет. Реле КЛ2 (с большей уставкой по току) при срабатывании размыкает свой контакт в цепи реле К2, что приводит к немедленному отключению электропривода. Реле минимального тока КЛЗ контролирует наличие тока в цепи воз­буждения двигателя. В случае обрыва цепи реле КЛЗ срабаты­вает и размыкает свой контакт в цепи реле К2. Как известно, двигатель при потере возбуждения не будет развивать противо-э. д. с. и практически превратится в очаг короткого замыкания, так как сопротивление обмотки якоря весьма незначительно.

Экстренная остановка электропривода может быть произведена выключателем установленным в непосредственной близости от электродвигателя М. В электроприводе предусмотрены све­товая сигнализация и контрольно-измерительные приборы (на схеме не показаны). Световая сигнализация информирует о на­личии напряжения питания и положении регулятора возбужде­ния (нулевом, рабочем и конечном). Измерительные приборы контролируют ток, напряжение и частоту вращения вала двига­теля и генератора.

Подобная схема применена и для электропривода черпако-вой цепи земснаряда проекта 23-75. Ее основное отличие состоит в изменении узла управления возбуждением. Вал черпакового дизель-генератора вращается с номинальной (и постоянной) частотой вращения, а возбуждение регулируется изменением сопротивления в обмотках возбуждения генератора и двигателя (рис. 67). Дистанционным воздействием на сервопривод СП регулятора возбуждения ЯР последовательно уменьшается со­противление в цепях обмоток независимого (ЬС-1) и параллель­ного (¿6-2) возбуждения генератора, а затем увеличивается сопротивление в цепи обмотки независимого^ возбуждения ЬМ двигателя. Ток в обмотке ЬМ регулируется для получения час­тоты вращения выше номинальной (с уменьшением вращающего момента). В схеме электропривода черпаковой цепи предусмот­рен электрогидравличёский тормоз.

114.Электропривод (системы МУ Г—Д) черпаковой цепи.

Стрем­ление сделать земснаряд более маневренным привело к исполь­зованию мощности дизель-генераторов как для привода черпа­ковой цепи, так и для привода гребных винтов. Это позволяет самоходному земснаряду, в отличие от несамоходного, не при­бегать к помощи буксира, а самостоятельно переходить с одно­го места работы на другое.

На ряде земснарядов для привода черпаковой цепи и гребных винтов используется система Г —Д с возбуждением элек­трических машин от магнитных усилителей (МУ).

115. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ МЕХАНИЗМОВ РАБОЧИХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Для становых лебедок земснарядов, работающих траншей­ным способом, и папильонажных лебедок земснарядов, работаю­щих папильонажным способом, применяется регулируемый элек­тропривод. Схема управления электроприводом должна преду­сматривать возможность ввода управляющего сигнала от си­стемы автоматизации грунтозабора. Поэтому использование, например, системы Г—Д с реостатным управлением возбужде­нием электрических машин нежелательно, так как для автома­тического управления в таком случае необходимо устанавливать сервоприводы реостатов, что не только усложняет систему уп­равления, по и значительно ухудшает се динамические качества.

На вновь строящихся земснарядах для становых и папильо-нажиых лебедок, требующих плавного изменения скорости вы­бирания троса, применяются вентильный и дроссельный электро-приводы или система Г—Д с управлением возбуждением на магнитных или тиристорных усилителях. Использование элек-тромагнитных муфт-скольжения также обеспечивает плавность регулирования скорости исполнительного механизма и возмож­ность автоматизации процесса ее регулирования.

Система управления регулируемых приводов должна стаби­лизировать заданную скорость движения исполнительного ме­ханизма в пределах нормальных нагрузок и ограничивать вра­щающий момент (и потребляемый ток) предельно допустимым значением, т. е. механическая характеристика электропривода должна быть жесткой в рабочей части и крутопадающей при перегрузке. Частота вращения вниз от номинальной (режим дноуглубления) регулируется при номинальном вращающемся моменте. Частота вращения выше номинальной (уход с проре­зи) достигается ослаблением поля возбуждения.

Для привода генератора в электроприводе системы Г—Д ле­бедок рабочих перемещений используют асинхронные двигатели с короткозамкнутым или фазным ротором.

Становые лебедки земснарядов, работающих папильопаж-ным способом, и папильонажные лебедки земснарядов, работаю­щих траншейным способом, а также свайные устройства могут выполняться с односкоростным электроприводом.

В электроприводах механизмов рабочих перемещений (кро-ме движителей) предусматриваются тормозные устройства с электромагнитным, элсктрогидравлическим или пневматическим приводом. Папильонажные и становые лебедки оборудуются муфтами свободного вращения барабана.

Электропривод системы АД-ЭМС. На рис. 71 показаны электрическая и кинематическая схемы электропривода стано­вой лебедки земснаряда проекта 246Б. Барабану / вращение передается от одного из двигателей МЗ или М5 через дифферен­циальный редуктор 3 и шестеренчатую передачу 2. Лебедка оборудована двумя гидравлическими'тормозами 4 и 5, приво­димыми электродвигателями М2 и М4. Свободный ход бара­бана обеспечивается кулачковой муфтой 6 с приводом от двига­теля М1 При уходе с прорези и установке на место работы привод барабана осуществляется от двигателя МЗ. В режиме «дноуглубление» приводом барабана является система АД— с>МС, состоящая из агрегата двигатель М5 — электромагнитная муфта скольжения УС, устройства автоматического регулиро­вания частоты вращения А, тахогенератора ЗД, осуществляю­щего обратную связь по частоте вращения исполнительного ме­ханизма ИМ, и регулятора возбуждения R1 (потенциометра), задающего ток возбуждения муфты, а следовательно, и частоту вращения ее выходного вала. Переключателем SА2 муфта вклю-

Рпс 71 Электрическая (а) и кинематическая (б) схемы электропривода ле­бедки рабочего перемещения с электромагнитной муфтой скольжения

чается или на автоматическое управление от А, или на ручное с помощью регулятора возбуждения R2 и питанием от сети по­стоянного тока. Двигатели управляются кнопками $В и контак­торами К У кнопок управления БВ! и 5Б2 двигателем Ш муфты свободного хода нет самоблокирования вспомогательны-ми контактами контакторов К1 и К2, поэтому кнопки должны быть нажаты до отключения схемы выключателями конечных положений муфты. Защита двигателей от перегрузок осуществляется тепловыми реле КК.

116.Электропривод системы Г-Д и МУ - ГД.

Система Г-Д с реостатным управлением возбуждением применена для привода становых и папильонажных лебедок земснарядов проектов 82Ь и Л5-ии (рис 72)

Рис. 72. Схема электропривода системы Г—Д лебедки рабочего перемещения.

Электропривод системы МУ Г-Д.

ряс 73 Схема электропривода епстемы МУ Г-Д лебедки рабочего перемещения.

117.Дроссельный электропривод постоянного тока.

Магнитные усилители большей мощности используют не только для регули­рования напряжения возбуждения, но непосредственно и на­пряжения, подводимого к двигателю. В дроссельном электро­приводе по отношению к системе Г—Д отсутствует, генератор, вследствие чего уменьшаются габаритные размеры электропри­вода и увеличивается быстродействие его системы управления.

На рис. 74 приведена схема дроссельного электропривода носовой становой лебедки земснаряда проекта 324А. Схема ана­логична и для носовых папильонажных лебедок земснаряда. Якорь исполнительного двигателя М1 постоянного тока полу­чает питание через выпрямитель VII и нереверсивный магнит­ный усилитель с самонасыщением А от сети переменного тока. Обмотка возбуждения ЬМ1-1 включена через выпрямитель 1Л2 в сеть переменного тока. Привод оборудован гидравлическим тормозом с двигателем переменного тока М2. Частота враще-

0)

Рис. 74. Схема дроссельного электропривода постоянного тока лебедки рабочего перемещения: «-силовая цепь, цепи возбуждения и обратных связей; б - цепи управления.

118.Вентильный электропривод постоянного тока.

Применение вентильного электропривода постоянного тока позволяет соз­дать компактные и быстродействующие системы управления лебедками рабочих перемещений, обеспечивающие плавное ре­гулирование в широком диапазоне частоты вращения.

На рис. 75 показана упрощенная схема вентильного электро­привода лебедок земснаряда проекта 1-517-01. Двигатель М по­лучает питание от сети переменного тока через нереверсивный симметричный тиристорный мост, состоящий из тиристоров VS1—VS6. Обмотка возбуждения LM двигателя получает пита­ние также от сети переменного тока через управляемый выпря­митель UZ.

Реверсирование двигателя производится изменением направ­ления тока в его якоре с помощью контактов* К1 и К2 по сиг­налу датчика нулевого тока. Частота вращения от нуля до но­минальной при М=const регулируется изменением подводимого к якорю напряжения тиристорным мостом путем изменения угла

Рис. 75. Схема вентильного электро­привода постоянного тока лебедки рабочего перемещения земснаряда

проекта 1-517-01: а — силовая цепь; б — цепь возбуждения

отпирания тиристоров. Вверх от номинальной частота вращения регулируется при Р—const уменьшением тока независимой обмотки возбуждения. Управляемый выпрямитель VS1—VS6 в режиме торможения электропривода работает как инвертор, обеспечивая рекуперацию электроэнергии.

119. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ МЕХАНИЗМОВ, ОБСЛУЖИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВА ОТВОДА ГРУНТА

К электроприводам механизмов, обслуживающих устройства отвода грунта, не предъявляется особых требований по регу­лированию скорости их исполнительных органов. Большинство механизмов имеет привод от асинхронных двигателей с коротко-замкнутым ротором при непосредственном включении их па полное напряжение судовой сети (прямой пуск). В отдельных случаях для уменьшения пускового тока пуск осуществляется понижением подводимого напряжения путем переключения об-мот-ок статора со звезды на треугольник.

В электроприводе лебедок концевого понтона есть муфты свободного хода барабана; управляют электроприводом с двух постов.— с местного и из рубки управления.

Схемами управления электроприводами лоткоподъемпых ле­бедок,, поворота клапана грунтового колодца и рамоподъемной лебедки ограничиваются предельные положения лотков, клапа­на и рамы. В качестве примера на рис. 76 приведена схема электропривода лебедки клапана. Двигатель М реверсируется с помощью контакторов К1 и К2, управляемых кнопками SBI и SB2. Для ограничения угла, поворота клапана установлены конечные выключатели SQ1 и SQ2. Граничные положения кла­пана сигнализируются лампами ff LI и HL2. Схема электропри­вода лоткоподъемной лебедки аналогична схеме электроприво­да лебедки поворота клапана; в нее добавляется только тор­мозное устройство.

КК2

Рис. 76. Схема электропривода лебедки поворота грунтоотводного клапана

Для привода рамоподъемной лебедки применяются в боль­шинстве случаев асинхронные двигатели с фазным ротором. Пуск двигателя производится в функции времени или частоты вращения (.рис. 77). Такая схема применена на земснарядах проектов 23-75, 826, 23-110*. Включение и реверсирование дви­гателя М производятся контакторами /(/ и К2. В верхнем и нижнем положениях рамы привод автоматически отключается конечными выключателями SQ1 и SQ2. Привод оборудован трехфазным электромагнитным тормозом YB. Для автоматиче­ского выведения резисторов в цепи ротора служат реле напря­жения KV1, KV2 и контакторы КЗ, К4. Подстросчными рези- ' сторами Rl, R2 реле KV1, KV2 настроены па разные напряже­ния отпускания якорей. Одним из основных элементов! схемы является электромагнит YA. На его якоре закреплена планка, которая с помощью специальной пружины не дает замыкаться размыкающим контактам реле напряжения KVÍ и KV2 при отсутствии напряжения на выводах электромагнита YA. При переключении SAI в первое положение (на спуск или подъем) электромагнит YA питания не получает и двигатель работает с введенными в цепь ротора резисторами. Во втором положении переключателя SAI получает питание электромагнит YA, втя­гивающий свой якорь и освобождающий контакты реле напря­

жения KV1, KV2. В момент включения двигателя э. д. с. ротора максимальная. Реле KV1, KV2 срабатывают и своими контак­тами размыкают цепи питания контакторов КЗ, К4. По мере разгона двигателя э. д. с. уменьшается и достигает значения, при котором реле KV1 отпускает свой якорь. Контакт реле KV1 включает контактор КЗ, шунтирующий первую ступень пуско­вых резисторов R3. При дальнейшем разгоне двигателя анало­гично выводится из цепи ротора вторая ступень пусковых рези­сторов R4. Резисторы R5 остаются постоянно включенными в цепь ротора для некоторого смягчения механической характе­ристики электропривода. При увеличении нагрузки на двига­тель частота вращения его вала уменьшается, э. д. с. ротора увеличивается и в цепь ротора автоматически вводится одна или обе ступени резисторов.

Схема может ограничивать ослабление натяжения троса при опускании рамы на грунт. Для этого она дополняется конечным выключателем SQ3 и реле К5. Ролик рычага конечного выклю­чателя SQ3 при натянутом тросе нажат и катится по нему. За­мыкающий контакт конечного выключателя SQ3 замкнут, реле К5 включено и двигатель можед- работать на спуск рамы. При ослаблении натяжения трос провисает и пружина самовозврата конечного выключателя размыкает контакт SQ3. Опускание ра­мы автоматически прекращается. Конечный выключатель SQ3 и реле Ко включены последовательно с размыкающим контак­том переключателя SA1 для предотвращения самопроизволь­ного включения привода при последующем натяжении троса. Выключателем SA3 шунтируется конечный выключатель SQ3 при необходимости стравливания троса.

Оригинально решена задача ограничения ослабления натя­жения троса в схеме электропривода рамоподъемной лебедкн земснарядов проектов 1519 (рис. 78, а) и Р36. После пуска кноп­кой SB2 электропривода на опускание рамы электродвигатель разгоняется в двигательном режиме по механической характе­ристике в квадранте I (рис. 78,6). Под действием массы рамы частота вращения ротора электродвигателя увеличивается. В момент достижения синхронной частоты вращения п₀ э.д. с, ток и вращающий момент электродвигателя становятся равными нулю. Затем при п>по э.д. с. двигателя становится больше напряжения сети питания — двигатель переходит в генератор­ный режим, создавая тормозной момент М_т, который уравнове­шивается движущим моментом сопротивления рамы. Разгон прекращается и двигатель работает в режиме рекуперации элек­троэнергии (квадрант //) с частотой вращения ротора, соответ­ствующей М_т. В момент касания рамой грунта движущий мо­мент сопротивления рамы становится равным нулю и электро­двигатель из генераторного режима переходит в двигательный, т. е. от выдачи электроэнергии в сеть к ёе потреблению. На изменение знака мощности реагирует реле обратной мощности

К№ — замыкает свой контакт в цепи промежуточного реле К₉ которое, срабатывая, разрывает своим размыкающим контак­том цепь контактора КМ2. Двигатель останавливается. По­скольку при пуске на опускание рамы двигатель начинает рабо­тать в двигательном режиме, то на период его разгона да п^п₀ кнопку 8В2 следует держать нажатой, иначе реле К\У остановит привод. В случае необходимости ослабления натяже­ния троса (например, для его сматывания) кнопку 8В2 также надо держать нажатой. Трансформатор ТУ применен в схеме,, потому что реле обратной мощности выпускается на напряже­ние, отличное от напряжения бортовой сети. На схеме: и 5(2.2— конечные выключатели, ограничивающие крайние верх­нее и нижнее положения рамы; 5Л — аварийный выключатель. Схема рамоподъемного электропривода земснаряда проекта РЗб аналогична рассмотренной, за исключением двигателя. На зем­снарядах проекта Р36 (и 892) применены двигатели с фазным ротором и постоянным параллельным подключением к нему ре­зисторов и реактора (см. рис. 45).

120. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ ОБЩЕСУДОВЫХ МЕХАНИЗМОВ

Помимо механизмов, участвующих непосредственно в техно логическом, процессе или способствующих ему, на земснаряд как на любом судне, имеется еще целый ряд механизмов и устройств, обеспечивающих работу энергетической установки, безопасность плавания и нормальные бытовые условия. К ним от­носятся насосы (противопожарный, осушительный, санитарный, питьевой воды, топливный, топливоподкачивающий, масляный и т. п.), компрессоры пускового воздуха дизелей и сжатого воз­духа для хозяйственных нужд, сепараторы масла и топлива, вен­тиляторы для создания нормальной температуры и обмена воз­духа в машинном и других помещениях и для охлаждения отдельных механизмов, якорно-швартовные механизмы, озона-торные установки и т. п. Электропривод перечисленных меха­низмов осуществляется, как правило, с помощью односкорост-ных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. В якорно-швартовных устройствах применяются и многоскорост-пые асинхронные двигатели.

Электроприводы компрессоров, тоиливоподкачивающего, са­нитарного и некоторых других насосов наряду с ручным имеют и автоматическое управление, по сигналам соответствующих датчиков, например, реле давления, реле уровня и т. п. Схемы автоматических электроприводов весьма разнообразны. На рис. 79 показана одна из возможных схем.

Рис. 79. Схема автоматического элек­тропривода компрессора (насоса)

Дата добавления: 2014-01-04