Выбор электродвигателя брашпиля и шпиля

Нагрузка на электродвигатель в процессе подъема якоря изменяется в широких пределах (см. рис. 23.1, б), поэтому для ускорения процесса снятия с якоря желательно применять электродвигатели с мягкими естественными механическими характеристиками.

При выборе типа электродвигателя следует в первую очередь руководствоваться родом тока, принятым на судне. Если на судне принят постоянный ток, то естественно выбрать двигатель постоянного тока. При переменном токе целесообразнее использовать асинхронные электродвигатели.

Для привода якорно-швартовных устройств применяют следующие типы электродвигателей: двигатели постоянного тока с последовательным и смешанным возбуждением; асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором и переключением числа пар полюсов; асинхронные двигатели с фазным ротором.

Электродвигатели брашпилей должны удовлетворять требованиям Правил Российского Речного Регистра, т. е. поднимать одновременно два якоря, развивать вращающий момент, составляющий 200 % номинального, и выдерживать стоянку под током после 30-минутной работы при указанном моменте в течение 30 с. После режима стоянки превышение температуры должно быть не более 130 %.

Электродвигатель по мощности выбирают после определения его расчетной мощности и частоты вращения по каталогу, затем проверяют на нагревание.

Проверку на нагревание выполняют для двигателей с жесткой механической характеристикой методом среднего квадратичного момента. Для этой цели строят зависимость М = (t) на основании известной зависимости Т = (L). Зависимость М = (t) приведена на рис. 23.2.

На первом этапе момент на валу двигателя остается постоянным:

;

продолжительность этапа, с,

где n₁ — частота вращения электродвигателя, соответствующая моменту M_l получаемая из механической характеристики двигателя.

На втором этапе момент на валу возрастает от значения М₁ до

Можно принять с некоторой погрешностью, что на этом этапе момент также остается постоянным и средним:

Продолжительность этапа в этом случае

где — частота вращения электродвигателя, соответствующая моменту

На третьем этапе происходит отрыв якоря от грунта при моменте сопротивления М₂. Продолжительность отрыва якоря от грунта теоретически определить не представляется возможным, поэтому продолжительность этого этапа считают в соответствии с Правилами Российского Речного Регистра равной стоянке под током: t.₂ = 30 с; М_ст = 2 M_ном.

Четвертый этап определяется средним моментом

и продолжительностью:

Полное время съемки с якоря судна

Эквивалентный момент

.

Для правильно выбранного двигателя

М_ном М_эк

Рис.23.2. Диаграмма изменения нагрузки на валу электродвигателя брашпиля

Вследствие того что электродвигатель брашпиля должен поднимать одновременно два якоря, за расчетный принимается режим одновременного подъема двух якорей с соответствующим увеличением всех массовых нагрузок, причем на этапе отрыва от грунта рассматривается якорь наибольшей массы.

Выбранный электродвигатель должен обеспечить, не перегреваясь, две следующие одна за другой съемки с якоря, поэтому выбирают электродвигатель кратковременного режима работы с расчетным временем 30 мин. Если значение 2t_п окажется более 30 мин, необходимо в значение эквивалентного тока или момента ввести поправку...

.

При удовлетворении всех указанных условий расчет и выбор электродвигателя заканчиваются.

Управления электроприводами якорно – швартовных устройств Для управления электродвигателями якорно-швартовных устройств применяют контроллерные и контакторные схемы.

Общими элементами систем управления шпилей и брашпилей являются пост управления, магнитная станция, электродвигатель с электро- механическим тормозом колодочного, ленточного или дискового типов, ящик резисторов.

Пост управления состоит из контроллера или командоаппарата, помещенных в специальный ящик, защищенный от воздействия внешней среды. На пульте поста управления расположены сигнальная лампа, показывающая наличие напряжения, амперметр для контроля нагрузки электродвигателя и выключатель для отключения цепей управления. Пост управления располагают на палубе вблизи электропривода якорно-швартовного устройства.

Магнитная станция находится рядом с постом управления и имеет реле и контакторы, предусмотренные схемой управления и защиты; у контроллерной схемы управления магнитная станция содержит элементы максимальной, минимальной защиты и нулевую блокировку.

Электромеханические тормоза устанавливают на одном валу с электродвигателем. Их конструкция должна обеспечивать надежную остановку якоря в любом положении при отключении двигателя от питающей сети или исчезновении напряжения в последней. Для этой цели колодки или ленты тормоза прижимают к шкивам с помощью пружины, а растормаживают при помощи тягового электромагнита. Электродвигатели серии МАП снабжают встроенным дисковым тормозом.

В ящике резисторов размещают необходимые для управления и торможения реостаты и установочные резисторы.