Релейно-контакторные системы управления

Эти системы применяют для управления нерегулируемыми и регулируемыми элект-

роприводами.

Нерегулируемые электроприводы имеют только одну скорость, регулируемые – две

и более.

Системы управления нерегулируемых электроприводов чаще всего состоят из испол

нительного двига­теля и нереверсивного ( реверсивного ) магнитного пускателя или магнитной станции ( станции управления ).

Снаружи корпуса ( коробки ) нереверсивного пускателя расположены кнопки управления «Пуск» и «Стоп», реверсивного – кнопки «Вперед», «Стоп» и «Назад».

Внутри нереверсивного пускателя находится один контактор, который называ-

ется линейным, т.к. при его включении обмотка статора асинхронного двигателя под

ключается к питающей сети при помощи линии электропередачи – кабеля.

Внутри реверсивного пускателя находятся два контактора, которые называются реверсивными, т.к. при их переключении двигатель реверсирует.

Контактором называется электромагнитный аппарат дистанционного дейст-

вия, предназначенный для коммутации силовых цепей электродвигателей.

К нерегулируемым относятся электроприводы насосов, вентиляторов, компрес-

соров и др. с одной скоростью.

Системы управления регулируемых электроприводов состоят из исполнительного двига­теля, командоконтроллера, станции управления и, при необходимости, ящиков с регулировочными резисторами.

Командоконтроллер – это аппарат управления ручного действия, предназначен-

ный для коммутации ( переключения ) цепей управления. К цепям управления отно-

сятся цепи катушек контакторов и реле.

На судах, как правило, применяют кулачковые командоконтроллеры с рукоят-

кой управления, расположенной сбоку корпуса командоконтроллера.

Командоконтроллеры, так же как и контроллеры, располагают в непосредствен-

ной близости от электропривода, что позволяет оператору осуществлять непрерывный кон-

троль за работой электропривода.

Конструктивно магнитная станция или станция управления – это металличе-

ский ящик с дверцами, внутри которого находятся коммутационно-защитные аппараты – контакторы, электромагнитные реле, автоматические выключатели, предохранители, тепловые реле и др.

Регулировочные резисторы включаются в силовые цепи электродвигателей и мо

гут находиться под током в течение продолжительного времени. Конструктивно сек-

ции регулировочных резисторов собираются в виде т.н. ящиков сопротивлений.

Магнитные станции и ящики сопротивлений размещаются в закрытых служеб-

ных помещениях, например, в электроприводе брашпиля – под палубой полубака ( т.е. на главной палубе ) и имеют закрытое от капежа исполнение ( IP 23 )/

Релейно-контакторные системы применяют для управления электроприводами

грузоподъемных механизмов ( грузовые лебедки и краны ) и якорно-швартовных уст-

ройств ( брашпили, шпили ) и др.

Характерной особенностью этой системы управления является то, что исполнительные двигатели, приводящие в движение механизмы, получают питание непосредственно от судовой сети.

Электромашинные системы управления

Электромашинной называется система управления, в которой между судовой сетью и исполнительным двигателем находится электромашинный преобразователь.

Электромашинным преобразователем называется двухмашинный агрегат, состоящий из приводного двигателя и генератора.

Приводной двигатель получает питание от судовой сети и вращает генератор. напряжение которого далее поступает к исполнительному двигателю.

На судах с электростанциями переменного тока в качестве приводных используют

ся 3-фазные асинхронные двигатели.

В качестве генераторов используют такие типы генераторов:

1. генераторы постоянного тока с независимым возбуждением нормального ( т.е. не специального ) исполнения;

2. синхронные генераторы переменного тока.

Различают следующие виды электромашинных систем управления:

1. система генератор – двигатель ( Г – Д ) ( см. ниже раздел 3. «Автоматизирован

ные электроприводы судовых технических средств» );

2. система Г - Д с питанием цепей возбуждения от электромашинного усилителя

( ЭМУ ), изображена на рис. 2.59, а. Электромашинные усилители ( ЭМУ ) представляют собой генератор постоянного тока независимого возбуждения специального исполнения.

3. система Д – СГ – АД ( приводной двигатель – синхронный генератор – исполнительный асинхронный двигатель ), изображена на рис. 2.59, б.

Рис. 2.59. Система Г- Д с каскадным возбуждением ( а ), система Д – Г – АД

( б ), асинхронно-вентильный каскад ( в ) и система МУ – Д ( г )

Систему генератор- двигатель( Г—Д ) применяют в электроприводах мощно-

стью свыше 70…80 кВт с плавным регулирова­нием скорости в широких пределах – тяже-

ловесные лебедки и краны, брашпили, гребные электрические установки и др.

В этой системе генератор и исполнительный двигатель – это машины постоянного тока, цепи возбуждения которых питаются от возбудителя - генератора постоянного тока смешанного возбуждения нормального исполнения. Мощность возбудителя – не более 10% от мощности генератора..

В системе Г—Д с питанием цепей возбуждения от ЭМУ в качестве возбудителя

или подвозбудителя используется электромашинный усилитель - генератор постоянного тока независимого возбуждения специального исполнения.

Подвозбудителем называют генератор постоянного тока небольшой мощности, предназначенный для питания цепей возбуждения не генератора Г , а возбудителя генера

тора В ( рис. 2.59, а ).

В схеме на рис. 2.59, а якоря электромашинного усилителя ЭМУ, возбудителя генератора В и самого генератора Г сидят на одном валу с приводным асинхронным двигателем ПД.

Суть управления электроприводом в такой системе состоит в следующем: при изменении тока в независимой обмотке возбуждения ЭМУ ( не показана ) напряжение на выходе ЭМУ также изменяется, поэтому изменяется ток в обмотке возбуждения ОВВ воз-

будителя генератора ОВГ. В результате напряжение генератора Г изменяется, что приводит к изменению скорости исполнительного двигателя Д.

Таким образом, в данной схеме используются два возбудителя:

1. подвозбудитель ЭМУ , предназначенный для возбуждения возбудителя генерато-

ра В;

2. возбудитель генератора В, предназначенный для возбуждения непосредственно генератора В.

Подобная двухступенчатая система возбуждения ( сначала возбуждается возбуди

тель, который, в свою очередь, возбуждает генератор ), называется каскадной системой возбуждения.

Она применяется для возбуждения крупных генераторов и двигателей и позволяет уменьшить габаритные размеры аппаратов и облег­чить процесс управления.

На рис. 2.59, а , генератор приводится во вращение приводным асинхронным двигателем. На судах с электродвижением, где мощность генератора составляет сот-

ни – тысячи кВт, причем генератор приводится во вращение дизелем.

Электромашинная система Д – СГ - АД ( двигатель – генератор – асинхрон-

ный двигатель ) применяют для плавного изменения скорости нескольких асинхронных двигателей в многодвигательных приводах с одина­ковым режимом работы двигателей ( рис. 2.59, б ).

Суть управления электроприводом в такой системе состоит в следующем: при изме

нении скорости приводного двигателя постоянного тока Д изменяется частота тока на вы-

ходе синхронного генератора СГ, что, в свою очередь, приводит к изменению скорости исполнительных асинхронных двигателей АД.

Такие системы управления громоздки из-за наличия 2-х электрических машин ( приводной двигатель Д и синхронный генератор СГ ), имеют низкий коэффициент полез-

ного действия из-за двухкратного преобразования энергии ( в приводном двигателе элек-

рическая энергия превращается в механическую, в синхронном генераторе – механическая энергия превращается в электрическую ).

Поэтому настоящее время такие системы вытеснены статическими ( неподвиж-

ными ) бесконтактными системами, в которых используются тиристорные преобразо

ватели частоты.