Разработка проекта модернизации электрооборудования теплохода

Характеристика энергетической диаграммы асинхронно-вентильного каскада в двигательном режиме. Расчёт мощности и выбор исполнительного электродвигателя для привода шпиля. Методика определения номинального фазного тока вторичной обмотки трансформатора.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 23.02.2018
Размер файла 1,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Для повышения эффективности работы водного транспорта внутреннего плавания важное значение, наряду со строительством наиболее экономичных современных судов, имеет техническое совершенствование судов речного флота, находящихся в эксплуатации. Для этого производится модернизация судов, т.е. внесение в их конструкцию и оборудование таких изменений, которые повышают их технический уровень и повышают их технико-экономические показатели эксплуатации, приближает их к показателям более современных судов.

В дипломном проекте рассмотрен вариант модернизации электрооборудования построенного в 70-х годах буксирного теплохода с силовой установкой мощностью 2000 л.с.

1. Расчёт электропривода шпиля на базе асинхронно-вентильного каскада

1.1 Энергетическая диаграмма асинхронно-вентильного каскада в двигательном режиме

Принцип работы каскадных схем в различных режимах легко объясняются при анализе энергетических диаграмм. Последние определяются режимом работы привода и не зависят от электрической схемы соединений каскада.

На рисунке 1.1 показана диаграмма распределения потоков мощности (энергии) при работе вентильного каскада в двигательном режиме со скоростью ниже синхронной. Мощность (энергия), потребляемая двигателем из сети Рпотр, за исключением потерь в статоре Рст, передаётся ротору двигателя как электромагнитная мощность Рэм. Известно, что в двигательном режиме асинхронная машина работает одновременно как двигатель и как трансформатор. При неподвижном роторе вся электромагнитная мощность трансформируется в ротор в виде электрической и расходуется во вторичной цепи двигателя. При работе асинхронного двигателя с малыми скольжениями почти вся электромагнитная мощность передаётся ротору в виде механической и идёт на совершение полезной работы. При работе двигателя со скольжением 0<S<1 часть мощности Рэм (так называется мощность скольжения) трансформируется в ротор и расходуется в цепи ротора, другая же часть Рэм (1-S) затрачивается на совершение механической работы, асинхронный двигатель всегда потребляет из сети, если речь идёт о двигательном режиме, или отдаёт в сеть, если имеется ввиду генераторный режим, мощность, пропорциональную синхронной скорости вращения. Пренебрегая потерями в статоре и дополнительными, можно записать:

Рпотр = Pэм = M*щ0.

Механическая мощность на валу двигателя пропорциональна скорости привода:

Pмex = M*щ.

Разность между потребляемой и отдаваемой полезной мощностью представляет собой мощность скольжения, которая должна быть израсходована в роторной цепи [8]

Рs = Рпотр - Рмех = M*(щ0 - щ) = РэмS (1.1)

Основным недостатком таких систем регулирования асинхронного привода, как реостатное, дроссельное управление и ряд других, является наличие потерь энергии скольжения, что определяет неэкономичность. Работа привода в каскадных схемах осуществляется путём полезного использования энергии скольжения, за исключением потерь в роторе Ррот, вентилях Рв и трансформаторе Ргр, Энергия возвращается в сеть:

Ррек = РэмS - (Ррот + Рв + Ртр) (1.2)

Таким образом, при работе в схеме вентильного каскада асинхронный двигатель потребляет из сети больше энергии, чем необходимо для совершения полезной работы, и остаток возвращает в сеть. Рекуперация энергии скольжения происходит следующим образом: электрическая энергия переменного тока ротора преобразуется вентилями в энергию постоянного тока, которая затем преобразуется в энергию постоянного тока, которая затем преобразуется работающими в инверторном режиме вентилями в энергию переменного тока с частотой 50 Гц. Эта энергия через трансформатор возвращается в питающую сеть. Затрачиваемая приводом мощность будет меньше, чем потребляемая асинхронным двигателем, на величину Ррек т.е.

Рзатр = Рпотр - Ррек.

Благодаря указанному свойству вентильного каскада КПД асинхронного привода существенно не снижается при работе с пониженными скоростями вращения.

Двигательный режим при скорости ниже синхронной, являющейся основным режимом работы привода, возможен для всех систем вентильного каскада. Характерные условия, определяющие этот режим, следующие. В статорной цепи поток энергии имеет направление от сети к двигателю, в роторной цепи - от двигателя в сеть. Рассматривая схему вентильного каскада (рис. 1.6), то вентили VD1-VD6 работают в выпрямительном режиме, а вентили VSI-VS6 работают в инверторном режиме.

Рисунок 1.1 - Энергетическая диаграмма асинхронно-вентильного каскада

1.2 Расчёт мощности и выбор исполнительного электродвигателя для привода шпиля

Для расчёта мощности электродвигателя используем универсальную формулу, приведённую в [5]

асинхронный трансформатор фазный электродвигатель

(1.3)

где k = 0,6 - коэффициент нагрузки механизма; L = 125 - полная длина цепи, м; d = 43 - калибр цепи, мм; Vц = 12 - скорость выбирания якорной цепи, м/мин; з = 0,76 кпд механизма.

Подставив данные в формулу (2.3) получим: Р = 19,7 кВт

Исходя из полученного числового значения мощности и требуемой частоты вращения двигателя п=935 об/мин, выбираем электродвигатель серии МТF с фазным ротором, техническая характеристика которого сведена в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Техническая характеристика приводного электродвигателя типа МТF411- 6

Р, кВт

n, об/мин

I1, А

cosц

з,%

I2, А

Ер, В

Ммах, Нм

J,кгм2

Масса m,кг

22

965

55

0,73

83,5

60

235

637

19,6

280

1.3 Расчёт мощности и выбор трансформатора

Ориентировочно мощность трансформатора может быть выражена следующим равенством:

(1.4)

где Рдв = 22 - мощность двигателя, кВт;

Smax = 1 - максимальное скольжение;

з = 0,895 кпд двигателя.

Подставив данные в формулу, получим числовое значение мощности трансформатора:

Sтр = 23,7 кВА.

Исходя из полученного числового значения мощности трансформатора и того, что напряжение первичной обмотки должно быть равно напряжению сети, а напряжение первичной обмотки должно быть равно приблизительно напряжению между кольцами ротора из табл. 1.3.5 [4] выбираем трансформатор типа ТСЗМ40-74 0М5 со следующими техническими характеристиками, которые сведены в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 - Технические характеристики трёхфазного трансформатора типа ТСЗМ40-74 0М5, частотой 50 Гц.

Мощность, кВА

Напряжение холостого хода, В

Падение напряжения при номинальной нагрузке, %

Напряжение короткого замыкания UK, %

Ток холостого хода, %

КПД, %

Потери, Вт

Высшее

Низшее

1о,

Холостого хода Р0

Короткого замыкания

40

220

133

8,25

5,0

1,4

96,5

195

1275

1.4 Механические и электромеханические характеристики асинхронно-вентильного каскада в двигательном режиме

В мостовой неуправляемой схеме возможны две области работы в зависимости от величины нагрузки I и связанного с ней угла коммутации. Рост угла коммутации с ростом нагрузки определяемый выражением

(1.5)

где Ер - линейное напряжение на кольцах неподвижного ротора, В;

хр - индуктивное сопротивление фазы двигателя, приведенное к обмотке ротора, Ом, происходит только до значения г = р/3, что ограничивает первую рабочую область трёхфазной мостовой схемы. Дальнейший рост угла коммутации невозможен, так как это означало бы, что в работу одновременно вступят два вентиля одной фазы моста. Поэтому после достижения углом коммутации предельного значения г = р/3 при дальнейшем возрастании тока точка естественного открывания вентилей смещается в сторону запаздывания, т.е. появляется некоторый угол естественного запаздывания бр ? 0 (в отличие от искусственного угла запаздывания открывания, создаваемого системой управления в случае применения управляемых вентилей). Наличие естественного запаздывания открывания вентилей характеризует область II работы мостовой схемы, для которой вместо (2.5) справедливо соотношение

Расчёт механических характеристик асинхронно-вентильного каскада для I области работы. Для расчёта механических характеристик необходимо найти дополнительные данные для двигателя и трансформатора, по следующим формулам: приведённое к ротору индуктивное сопротивление фазы двигателя [8]

,

где Ер = 235 В - линейное напряжение на кольцах неподвижного ротора; щ1 = 104,6 с-1 - угловая скорость электромагнитного поля статора;

Мн = 215 Нм - номинальный момент двигателя.

Активное сопротивление фазы статора при соединении первичных обмоток треугольником

где U1 = 220 В - линейное напряжение сети;

Sн - номинальное скольжение;

I1 = 55 А - номинальный ток статора.

Номинальное скольжение двигателя

Получаем для активного сопротивления фазы статора

Приведённое к ротору активное сопротивление статора [8]

где:

- коэффициент трансформации двигателя.

Активное сопротивление трансформатора

где ДРкз = 1275 Вт - потери короткого замыкания;

- номинальный фазный ток вторичной обмотки трансформатора.

Получаем

Полное сопротивление трансформатора

где ек = 5% - напряжение короткого замыкания трансформатора.

Индуктивное сопротивление трансформатора

Уравнение механической характеристики асинхронно-вентильного каскада

Нм

где Ер = 235 В - линейное напряжение на кольцах неподвижного ротора;

хр = 0,414 Ом - индуктивное сопротивление фазы двигателя, приведенное к обмотке ротора;

где - активное сопротивление фазы ротора;

рп = 3 - число пар полюсов;

- номинальный момент двигателя;

Рн - номинальная мощность двигателя, кВт;

- активное сопротивление сглаживающего дросселя;

хт = 0,0976 Ом - индуктивное сопротивление трансформатора;

хр = 0,414 Ом - приведенное к ротору индуктивное сопротивление фазы статора;

rт = 0,0386 Ом - активное сопротивление трансформатора.

Подставив значение, получаем для коэффициента р:

Скольжение холостого хода

где е - коэффициент эдс;

k2 = 2,34 - коэффициент схемы включения вентилей;

Е2т = 133 В - фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора инвертора;

Ер = 235 В - линейное напряжение на кольцах неподвижного ротора;

л - коэффициент, учитывающий падение напряжения на вентилях;

в - угол опережения отпирания вентилей инвертора (угол управления); во избежание прорыва инвертора угол управления не должен быть меньше 15 градусов. Построение характеристик производим для в = 5 - 90 градусов.

Коэффициент эдс

Коэффициент, учитывающий падение напряжения на вентилях

где ДU - падение напряжения на вентилях роторной и трансформаторной групп. Следует учитывать падение напряжения на четырех вентилях. Величина падения напряжения на одном вентиле принимается в зависимости от его класса в пределах 0,5 - 1 В. В расчетах принимаем ДU = 0,75 В.

После подстановки всех данных в формулу момента получим значение момента и так для каждого значения скольжения и угла управления. Все расчёты сведены в таблице 1.3.

Расчёт механических характеристик асинхронно-вентильного каскада для II области работы

Расчёт механических характеристик асинхронного вентильного каскада для II области работы производим по следующей формуле [8]:

Нм,

где все значения переменных такие же, как и для расчета механических характеристик АВК для I области работы.

Далее все значения моментов при различных скольжениях s и угла управления в рассчитываются и сводятся в таблицу 2.4.

Расчёт второй области механических характеристик начинается с момента, когда момент асинхронно-вентильного каскада при работе в первой области достигнет момента переключения Мпер, который определяется следующим выражением:

где Ер = 235 В - линейное напряжение на кольцах неподвижного ротора;

щ1 = 104,6 с-1 - угловая скорость электромагнитного поля ротора;

хр = 0,414 Ом - приведенное к ротору индуктивное сопротивление фазы статора.

Величина скольжения, при которой характеристики переходят во вторую область, определяется из следующего выражения:

где s0 - скольжение холостого хода, зависящее от угла управления в тиристоров инвертора.

Затем значения snep при различных s0 сводятся в таблицу 1.3.

Для построения механических характеристик необходимо ещё определить величины критического момента Мк и критического скольжения, которые определяются следующим образом:

где Ер = 235 В - линейное напряжение на кольцах неподвижного ротора; щ1 = 104,6 с-1 - угловая скорость электромагнитного поля ротора; r1 - приведенное к ротору активное сопротивление фазы статора; хр = 0,414 Ом - приведенное к ротору индуктивное сопротивление фазы статора.

Подставив данные в формулу, получим величину момента критического момента Мк=526 Нм.

Величина sк при различных углах в определяется из выражения:

Произведя соответствующие подстановки и подсчитав значения критического скольжения, результаты сведём в таблицу 4.4.

1.5 Расчёт электромеханических характеристик асинхронно-вентильного каскада

Для расчёта электромеханических характеристик необходимо определить выпрямленный ток ротора Id, который определяется по следующей формуле[8]:

где Ер = 235 В - линейное напряжение на кольцах неподвижного ротора;

щ1 = 104,6 с-1 - угловая скорость электромагнитного поля ротора;

r1 - приведенное к ротору активное сопротивление фазы статора;

хр = 0,414 Ом - приведенное к ротору индуктивное сопротивление фазы статора;

е = 0,981;

q = 0,268;

л = 0,0094.

Подставляя s и значения в, получим значения Id в зависимости от скольжения и угла управления. Результаты сведены в таблицу 1.3. Зная выпрямленный ток Id, определим ток холостого хода I0 по следующей формуле:

где I1н = 55 А - номинальный ток статора;

cosцн - паспортное значение коэффициента мощности;

sinцн - определяется по паспортному значению cosцн;

хр = 0,414 Ом - приведенное к ротору индуктивное сопротивление фазы статора;

r'1 = 0,053 Ом - приведенное к ротору активное сопротивление фазы статора;

r2 = 0,0738 - активное сопротивление фазы ротора.

Подставив данные в формулу, получим значение тока холостого хода двигателя

I0=29,7 А.

Определим ток статора в зависимости от тока I0, а результаты сведём в таблицу 1.3:

После строим электромеханические характеристики, которые показаны на рисунке 1.4.

Таблица 1.3 - К расчету механических и электромеханических характеристик асинхронно-вентильного каскада

s

в

в = 90°

s о = 0,094

s nep = 0,242

sk = 0,4

Id, А

М, Нм

I1, А

0,1

96

258

57

0,2

173

413

92

0,3

231

497

120

04

276

526

142

0,5

312

515

160

0,6

341

470

174

0,7

366

392

186

0,8

386

268

197

0,9

404

205

1

419

213

s

в

в = 85°

s о = 0,095

s nep = 0,367

sk = 0,56

Id, А

М, Нм

I1, А

0,1

5

16

29,8

0,2

95

256

56

0,3

163

395

87

0,4

216

478

112

0,5

257

519

133

0,6

292

526

150

0,7

320

506

164

0,8

344

462

176

0,9

365

395

186

1

383

295

195

s

в

в = 80°

s о = 0,1797

s nep = 0,491

sk = 0,77

Id, А

М, Нм

иI1, А

0,1

0,2

18

55

31

0,3

95

256

56

0,4

156

381

84

0,5

204

462

107

0,6

243

508

126

0,7

257

526

142

0,-8

303

521

155

0,9

327

497

167

1

347

456

177

s

в

в = 75°

s о = 0,263

s nep = 0,613

sk = 0,93

Id, А

М, Нм

I1, А

0,1

0,2

0,3

29

86

33

0,4

97

259

57

0,5

150

372

81

0,6

195

448

102

0,7

231

497

120

0,8

262

522

135

0,9

289

527

148

1

312

512

160

s

в

в = 70°

s о = 0,3449

s nep = 0,733

sk = 1,07

Id, А

М, Нм

I1, А

0,1

0,2

0,3

0,4

39

112

35

0,5

98

263

57

0,6

147

365

80

0,7

188

437

99

0,8

222

487

116

0,9

252

515

130

1

277

526

143

s

в

в = 60°

s о = 0,5

s nep = 0,733

sk = 1,28

Id, А

М, Нм

I1, А

0,5

0

0

29,7

0,6

57

163

41

0,7

106

279

61

0,8

146

364

79

0,9

181

426

96

1

211

473

110

s

в

в = 50°

s о = 0,6399

s nep = l,16

sk = 1,45

Id, А

М, Нм

I1, А

0,7

31,8

93

33,7

0,8

78

214,0

49

0,9

118

306

66

1

152

375

82

s

в

в = 40°

s о = 7609

s nep = 1,34

sk = 1,58

Id, А

М, Нм

I1, А

0,8

19

56

31

0,9

63

177

43

1

101

268

59

s

в

в = 30°

s о = 0,859

s nep = 1,48

sk = 1,68

Id, A

M, Н*м

Ii, A

0,9

18

55

31

1

59

168

42

Рисунок 1.4

1.6 Схема управления электроприводом шпиля

Схема управления электроприводом шпиля (рисунок 2.6.1, ч.1, ч.2) состоит из схемы управления приводным электродвигателем шпиля Ml, электродвигателя стопора цепи и схемы управления электродвигателем ленточного тормоза.

Принцип работы электропривода шпиля.

Рассмотрим работу схемы в режиме «выбирать». Включаем автоматические выключатели QF1, QF3, QF2, включив автомат QF2, получают питание цепи управления электродвигателями ленточного тормоза и стопора.

Т.к. ленточный тормоз находится в положении «закрыто», то конечный выключатель SQ3 в цепи сигнальной лампы HL3 замкнут и она получает питание, тем самым сигнализирует о том, что ленточный тормоз затянут. Для отдачи винтового стопора возможно 2 варианта: вручную и дистанционно, с поста управления, с помощью кнопки SB7. При нажатии кнопки SB7 получает питание катушка контактора КМ4, который замыкает свои контакты КМ4.1 в силовой цепи двигателя М2, и двигатель начинает вращаться, тем самым растормаживая стопор якорной цепи. Как только стопор будет отдан, разомкнётся контакт SQ1 в цепи КМ4 и она обесточится, тем самым отключив двигатель М2. Одновременно с этим замкнётся контакт конечного выключателя SQ1 в цепи лампы HL1, и она получит питание и будет сигнализировать о том, что стопор отдан. После этого отдаётся ленточный тормоз путём нажатия кнопки SB11 или SB10, после чего получит питание катушка контактора КМ5, который зашунтирует кнопку SB11 контактом КМ5.2, разомкнёт свой контакт КМ5.3, предотвратив тем самым получение питания катушкой КМ6. Одновременно с этим контактор замкнёт свои силовые контакты в цепи питания двигателя МЗ и тот начнёт вращаться, после этого конечный выключатель SQ3 размыкает свой контакт в цепи HL3 и она обесточивается.

После того, как ленточный тормоз будет отдан полностью, конечный выключатель SQ2 разомкнёт свой контакт в цепи катушки КМ5, она обесточится, разомкнутся контакты КМ5.1 и двигатель остановится. Одновременно с этим замкнётся контакт конечного выключателя SQ2 в цепи питания сигнальной лампы HL2, которая, получив питание, будет сигнализировать о том, что ленточный тормоз отдан, и цепь начинает травиться. Для выбирания цепи необходимо нажать кнопку SB4 (SB3), после чего получит питание катушка контактора КМ1, зашунтирует кнопку SB4 (SB3) контактом КМ 1.1, замкнёт контакт КМ 1.6, катушка КМ7 получит питание и разомкнёт контакты КМ7.1, КМ7.2. Одновременно с этим контактор КМ1 разомкнёт контакт КМ1.2., предотвратив срабатывание контактора КМ2, ещё замкнётся контакт КМ 1.7, катушка КМ8 получит питание и замкнёт контакты КМ8.1 подготовив АВК к работе. После замыкания контакта КМ 1.4, через диодный мост получит питание реле времени КТ1, которое в свою очередь замкнёт свой контакт КТ1.1 (выдержка времени на размыкание), но контактор КМ3 не замкнёт свои контакты КМ3.1 в цепи электромагнитного тормоза, т.к. контакт КМ 1.5 разомкнётся. Одновременно с этим разомкнутся контакты КМ 1.3 и двигатель начнёт вращаться. В процессе выбирания якорной цепи на привод действуют различные величины моментов в зависимости от натяжения якорной цепи, что требует регулирования скорости выбирания. Это осуществляется с помощью тиристоров VS1-VS6 путём плавного изменения угла открывания и вследствие чего изменяется скорость вращения привода.

После того как выбирание закончено, после нажатия кнопки SB1 (SB2), катушка КМ1 обесточивается, возвращая свои контакты в прежнее положение. Однако контакт реле времени КТ1.1 некоторое время остаётся замкнут и двигатель затормаживается на некоторое время. В это время путём нажатия кнопки SB13 (SB12) затягивается ленточный тормоз. После окончания работы двигателя МЗ, лампа HL3 получает питание и сигнализирует о том, что ленточный тормоз затянут. Стопор затягивается вручную.

Рисунок 1.6

2. Расчет электропривода рулевого устройства

2.1 Рулевые электроприводы и требования, предъявляемые к ним

Электропривод рулевого устройства является наиболее важным и ответственным из всех судовых механизмов, поскольку он обеспечивает управляемость, устойчивое движение и маневренные качества судов речного и морского флота, тем самым создавая условия для их оптимальной и безаварийной эксплуатации.

Рулевой электропривод следящего действия характеризуется перекладкой пера руля на тот борт и на такой угол, который задается рукояткой поста управления системой электропривода руля.

Следящий электропривод может осуществляться использованием любой системы автоматизированного электропривода: релейно-контакторной, системы Г-Д, различных бесконтактных систем, в том числе с применением тиристорных преобразователей (ТП-Д) с выходом на переменном или постоянном токе.

До настоящего времени системы ТП-Д не нашли применения для привода рулевых устройств серийных судов речного флота, главным образом из-за специфических требований, предъявляемых к ним и невыгодности промышленного производства их в мелкосерийном исполнении. Однако, такие системы могут представлять значительный интерес в случае полной автоматизации работы судовых механизмов, так как могут наилучшим образом сочетаться с применением вычислительной техники и персональных компьютеров для судовых управляющих комплексов.

Согласно Речному Регистру Российской Федерации электропривод рулевого устройства должен удовлетворять ряду условий, основные из которых:

а) Безотказность и надежность действия, что обеспечивается высоким качеством оборудования, а также наибольшей простотой схем.

б) Живучесть и гарантированное резервирование. Рулевое устройство должно иметь основной и запасной привод.

в) Достаточная перегрузочная способность по моменту вращения, обеспечивающая преодоление наибольших возможных моментов сопротивления на баллере руля.

г)1 Обеспечение нормированной скорости перекладки пера руля. Полностью погруженный в воду руль должен перекладываться основным электроприводом с 35° одного борта на 30° другого при максимальной скорости переднего хода не более чем за 30 с. Для судов повышенной маневренности продолжительность перекладки пера руля с борта на борт доводится до 20 и ниже секунд.

д) Двигатели рулевых приводов должны допускать перегрузку по моменту, равному 1,5 расчетного крутящего момента, в течение 1 минуты.

На основании этих требований будут производиться расчет и выбор электропривода рулевого устройства.

2.2 Описание существующей схемы рулевого электропривода

Рулевой электропривод, используемый на модернизируемом судне, представляет из себя систему Г-Д с системой слежения, состоящей из двух потенциометров.

Рисунок 2.1 - Схема рулевого устройства

Данное исполнение рулевого электропривода содержит большое число составляющих, откуда вытекают следующие минусы:

а) Большие масса и габариты.

б) Высокая шумность.

в) Низкий КПД.

г) Высокая стоимость.

Кроме того, все оборудование устарело и непригодно для использования, в связи с чем и предлагается модернизация.

2.3 Гидродинамические расчеты

Для правильного выбора электродвигателя рулевого устройства необходимо знать характер изменения нагрузки на его валу. Момент на баллере руля, а, следовательно, и на валу электродвигателя, зависит от типа руля, площади пера руля и его положения относительно диаметральной плоскости судна, а также от скорости потока, набегающего на перо руля, и определяется по законам гидродинамики.

Расчетные формулы момента сопротивления на баллере балансирных рулей [1]:

где - безразмерные гидродинамические коэффициенты для переднего и заднего ходов судна.

Значения безразмерных гидродинамических коэффициентов в зависимости от угла поворота пера руля даются в учебной и справочной литературе в виде графиков или таблиц [1, 2].

- массовая плотность воды,

- площадь пера руля;

- скорость потока, набегающего на перо руля при переднем и заднем ходе;

b, м - длина пера руля;

- расстояние от оси баллера до передней кромки балансирных рулей;

Для определения площади F пера одного руля можно воспользоваться эмпирической формулой:

где n - количество рулей;

м - коэффициент, определенный по данным однотипных судов, управляемость которых признана хорошей. Уточнённое по сравнению с [2] значение:

м = 0,1ч0,2 - для толкачей;

L и T, м - длина судна по ватерлинии и его осадка.

Для расчета моментов на баллере необходимо определить и ряд других параметров руля. Высота руля l не должна превышать величину осадки судна:

Длина прямоугольного пера руля:

Относительное удлинение пера руля:

Расстояние от передней кромки руля до оси баллера:

где

Скорость потока, набегающего на руль при переднем и заднем ходе судна:

где - скорость судна;

- коэффициент попутного потока;

- коэффициент расширения насадки;

- коэффициент нагрузки по упору движителей в насадках.

Расчет моментов на баллере руля производится для значений угла б от 0 до 35 через 5. При этом угол считается положительным при отклонении пера руля от диаметральной плоскости судна к борту, а от борта к диаметральной плоскости - отрицательным. Момент считается положительным, если он действует против движения пера руля.

Таблица 2.1 - Расчет моментов на баллере руля для значений углов б

Зависимости момента на баллере от угла б изображены на рисунке 2.2.

Для построения нагрузочной характеристики электродвигателя рулевого устройства необходимо установить основные параметры механической передачи: общее передаточное число, общий КПД передачи, с учетом всех звеньев передачи. Значения КПД и передаточных чисел элементов рулевого устройства приведены в [3, 4].

Максимальный момент нагрузки на двигателе:

где - передаточное число рулевой машины.

- к.п.д. рулевой машины.

Рисунок 2.2 - Зависимость при переднем и заднем ходе судна.

Передаточное число рулевой машины

где - передаточное число зубчатой передачи сектора;

- передаточное число червячной передачи редуктора;

- передаточное число цилиндрической передачи редуктора.

Подставив значения, получим

К.п.д. рулевой машины

где - к.п.д. роликов, поддерживающих сектор;

- к.п.д. зубчатой передачи сектора;

- к.п.д. червячного редуктора;

- к.п.д. цилиндрического редуктора.

Подставим значения и в (1.10):

В практике проектирования обычно используют линеаризованные нагрузочные характеристики, для построения которых достаточно определение 2 ? 3 значений моментов и углов.

Момент для покрытия потерь в механических самотормозящихся передачах для балансирных рулей:

При использовании балансирных рулей момент на баллере может принимать положительные значения при переднем ходе судна и при отрицательных углах б. В этом диапазоне углов б допускается момент на валу двигателя считать также равным .

Диаграммы моментов сопротивления на баллере балансирного руля и на валу электродвигателя рулевого устройства при переднем ходе судна изображены на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Диаграммы моментов сопротивления на баллере балансирного руля и на валу электродвигателя рулевого устройства при переднем ходе

2.4 Расчет и выбор электродвигателя

Номинальная мощность электродвигателя определяется по выражению:

где - номинальный момент электродвигателя, Нм;

щн - номинальная угловая скорость, с-1.

Номинальный момент принимается равным максимальному моменту на валу электродвигателя:

Средняя угловая скорость электродвигателя с жесткой характеристикой, обеспечивающего перекладку руля с борта на борт в заданное время:

где - максимальный угол перекладки пера руля, рад;

i - полное передаточное число рулевого устройства;

T - время перекладки пера руля с борта на борт, с. По требованиям Речного Регистра РСФСР это время не должно превышать 30 с. В расчетах это время принимается на 1,5 - 2 с меньше, чтобы учесть разгон двигателя в начальной стадии.

Номинальная угловая скорость двигателя:

.

Подставим значения и в (2.14) и получим для мощности

.

Из таблицы 1.2 выбирается по номинальной мощности и номинальной частоте вращения ближайший больший электродвигатель постоянного тока ДПМ 22. Данные электродвигателей приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Характеристики электродвигателей серии ДПМ

Выбираем электродвигатель ДПМ 22 тихоходного исполнения со следующими паспортными данными:

.

2.5 Расчет и выбор элементов системы управления

При разработке системы управления необходимо учитывать то обстоятельство, что в следящих приводах изменение угловой скорости двигателя вызывается не только изменением нагрузки на его валу (как в электроприводах простого действия), но и изменением напряжения на его якорной обмотке за счет изменения угла рассогласования между задающим органом и пером руля. Найдем выражения для определения основных параметров системы управления, обеспечивающей заданное Правилами Речного Регистра время перекладки пера руля с борта на борт, при изменяющихся нагрузке на валу электродвигателя и напряжения на его якорной обмотке. При выводе выражений примем следующие допущения:

а). Ha входе реверсивного преобразователя включен ограничитель управляющего напряжения так, что напряжение на входе преобразователя (следовательно, и на выходе) будет максимальным, когда угол рассогласования между задающим органом и пером руля будет равен или больше половины угла полной перекладки руля с борта на борт (то есть при углах рассогласования больших бmax). Это позволит нам считать, что при перекладке пера руля с борта на борт скорость электродвигателя на участке движения от борта до диаметрали будет постоянной и максимальной.

б). Будем считать характеристики всех элементов системы линейными;

в). Пренебрегаем временем протекания переходных процессов;

г). Пренебрегаем инерционностью привода. Так как движение привода будет происходить с замедлением, неучтенное отрицательное ускорение пойдет в запас расчета.

Передаточный коэффициент рулевой машины:

.

Конструктивный коэффициент двигателя:

где 1,24 - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивление меди при нагреве;

- номинальный ток якоря, А;

- сопротивление цепи якоря двигателя, Ом;

- номинальная угловая скорость двигателя, рад/с.

Передаточный коэффициент двигателя по каналу управления:

.

Сопротивление якорной цепи системы преобразователь - двигатель:

Передаточный коэффициент двигателя по каналу возмущения:

Величина коэффициента В:

.

Наклон нагрузочной диаграммы двигателя на участке :

.

Расчетный коэффициент разомкнутой системы:

где - время перекладки пера руля с борта на борт (в расчетах tп=28 с);

- угол поворота пера руля, при котором электродвигатель останавливается (бк = 34°).

Подставив полученные ранее значения, получим

.

Основными элементами, обеспечивающими функционирование электропривода рулевого устройства, кроме двигателя и рулевой машины, являются преобразователь и задающий орган, а для электроприводов следящего действия - ещё и измеритель рассогласований. Если в качестве измерителя рассогласований используются сельсины в трансформаторном режиме, то к их выводу необходимо подключение фазочувствительного выпрямителя, обеспечивающего подачу на вход преобразователя выпрямленного напряжения, величина и знак которого зависят от величины и знака угла рассогласования задающего органа и пера руля.

По току якоря электродвигателя, равному 33А, и напряжению питания якорной обмотки, равному 220 В, выбираем реверсивный тиристорный преобразователь ЭПУ 1-2-37-24-П с напряжением питания 220 В переменного трехфазного тока частотой 50 Гц, выпрямленным напряжением до 230 В и выпрямленным током до 50 А.

Силовая схема преобразователя состоит из двух включенных встречно- параллельно трехфазных полностью управляемых мостовых выпрямителей, работающих по принципу раздельного управления.

Задающее напряжение преобразователя в пределах ±10 В.

Передаточный коэффициент тиристорного преобразователя:

где -

- напряжение управления преобразователя, при котором обеспечивается номинальное выпрямленное напряжение при номинальной нагрузке преобразователя.

В качестве измерителя рассогласований принимаем сельсинную пару, работающую в трансформаторном режиме. Выбираем в качестве сельсина- датчика сельсин типа БД-1404А с напряжением питания 110 В переменного тока и током обмотки возбуждения 0,45 А, а в качестве сельсина-приемника сельсин типа БС - 1404 с током обмотки возбуждения 0,45 А.

При угле рассогласования бmax = 35° напряжение на обмотке сельсина - приемника:

.

Передаточный коэффициент измерителя рассогласований (сельсинной пары):

.

Передаточный коэффициент фазочувствительного выпрямителя:

.

Реальный передаточный коэффициент разомкнутой системы:

Реальный передаточный коэффициент разомкнутой системы больше расчетного, значит, спроектированная система обеспечивает заданную статическую точность регулирования и заданное время перекладки пера руля.

Так как в контуре регулирования САР испльзуются только рассмотренные ранее элементы (измеритель рассогласования, ФЧВ, преобразователь, двигатель, рулевая машина), то структурная схема системы будет иметь вид, приведенный на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Структурная схема следящей системы

На рисунке обозначены:

-

- передаточная функция ФЧВ;

- передаточная функция преобразователя;

- передаточная функция двигателя по каналу напряжения;

- передаточная функция рулевой машины.

Необходимо определить устойчивость системы управления электроприводом рулевого устройства, спроектированной ранее, и построить график переходного процесса при скачкообразном изменении угла задатчика на 5°.

Передаточная функция разомкнутой системы имеет вид:

Из полученного уравнения имеем следующее характеристическое уравнение САР:

По алгебраическому критерию Гурвица САР устойчива, если выполняется условие:

Электромагнитная постоянная времени :

где -

Индуктивность якорной цепи :

где

? число пар полюсов двигателя.

Подставим значение в (1.34):

Электромеханическая постоянная времени:

где 1,2 - коэффициент, который учитывает приведенные к валу двигателя моменты инерции рулевой машины;

= 0,13 кгм2 - момент инерции электродвигателя.

.

Подставим значение в (1.36) и получим

.

Подставив полученные значения постоянных времени и коэффициента разомкнутой системы в условие устойчивости, получим:

.

Условие выполняется, следовательно, система устойчива.

С помощью персонального компьютера в программе MathLab 6.5 составлена структурная схема следящего электропривода с рассчитанными ранее значениями коэффициентов и постоянных времени (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 - Структурная схема следящей системы

По структурной схеме строится график переходного процесса изменения угла поворота руля на 5 при постоянном моменте на валу двигателя (Рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 - График переходного процесса

Большое время переходного процесса объясняется малым значением управляющего напряжения на входе тиристорного преобразователя при малых углах рассогласования сельсинной пары (к тому же по мере уменьшения угла рассогласования это напряжение также уменьшается).

Схема модернизированного рулевого устройства представлена на рисунке 2.7.

Рисунок 2.5 - Схема модернизированного электропривода рулевого устройства

Силовая часть электропривода состоит из реверсивного тиристорного преобразователя (ТП), включающего в себя два 3-фазных мостовых выпрямителя VS1-VS6 и VS7-VS12, двигателя постоянного тока М и обмотки возбуждения двигателя LM, которая питается от неуправляемого мостового выпрямителя VD1- VD4.

Основная часть следящего электропривода - это измеритель рассогласований, выполненный на сельсинах ВС (сельсин-датчик) и BE (сельсин-приемник), работающих в трансформаторном режиме. При повороте штурвала и вала BC возникает угол рассогласования. На выходной обмотке ВЕ появится переменное напряжение, величина которого зависит от величины угла рассогласования, а фаза - от его знака. С ВЕ напряжение подается на фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ), который преобразует его в выпрямленное напряжение с полярностью, зависящей от фазы входного напряжения. Затем напряжение усиливается и подается через задающее устройство (ЗУ) на логическое переключающее устройство (ЛПУ), которое в свою очередь подает сигнал на систему импульсно-фазового управления (СИФУ) и напряжение якоря меняется в зависимости от угла отпирания тиристоров, который задается СИФУ. Двигатель начинает вращаться со скоростью, которая становится тем меньше, чем меньше угол рассогласования. Когда он становится равен нулю, то двигатель останавливается, отработав перемещение пера руля на угол поворота штурвала.

Защита силовой части от токов к.з. осуществляется автоматическим выключателем QF, а цепь управления и обмотка возбуждения защищены при помощи предохранителей FU3, FU4 и FU5, FU6. Реле максимального тока КА работает в режиме индикации токовых перегрузок, действуя на световую HL2 и звуковую HA индикацию. Также на световую индикацию HL3 и HL4 действует состояние контактов конечных выключателей SQ1 и SQ2, с помощью них можно определить, на какой борт отклонено перо руля.

3. Безопасность жизнедеятельности

Поскольку демонтаж старого и монтаж нового оборудования рулевого устройства будут происходить в закрытом помещении, в рамках решения вопроса безопасности жизнедеятельности будут рассмотрены правила безопасности при работе в закрытых помещениях.

Согласно СУБ (Система Управления Безопасностью судна), работы в закрытых и плохо вентилируемых помещениях относятся к работам с повышенной опасностью.

К работам в закрытых и плохо вентилируемых помещениях (очистка, правка, покраска, освидетельствование, сварка и т.д.) допускаются лица мужского пола, прошедшие медицинское освидетельствование (в том числе и у судового врача), обученные правилам безопасного производства работ в таких помещениях, получившие инструктаж на рабочем месте, знающие знаковую сигнализацию и умеющие пользоваться средствами защиты.

Все работы в закрытых и плохо вентилируемых помещениях оформляются нарядом - допуском с выдачей его ответственному исполнителю работ. Лицо, выдавшее наряд - допуск, осуществляет контроль за выполнением мероприятий по обеспечению безопасности труда, изложенных в наряде - допуске.

Ответственный исполнитель работ, указанный в наряде - допуске, обеспечивает технологическую последовательность выполнения работ и мер безопасности, определенных в наряде - допуске лицом, выдавшим этот наряд. Ответственными исполнителями работ, назначаемыми старшим механиком, могут быть начальники судовых служб и другие лица комсостава.

Капитан судна:

а) своим приказом (распоряжением) утверждает перечень судовых помещений, относящихся на данном конкретном судне к категории закрытых и плохо вентилируемых. Приказ обновляется ежегодно;

б) издает судовой приказ (распоряжение), определяющий порядок действия личного состава при проведении работ в судовых закрытых и плохо вентилируемых помещениях. Приказ обновляется ежегодно или ежерейсно;

в) запрещает любые виды производства работ в закрытых и плохо вентилируемых помещениях без ведома старшего (главного) механика судна.

Ответственность за подготовку и безопасность проведения работ в закрытых и плохо вентилируемых помещениях возлагается на старшего (главного) механика судна, который обязан:

а) непосредственно руководить работами, обеспечивать исправное состояние и надежность крепления трапов, поручней, подвесок и лееров внутри закрытых помещений, наличие и исправность используемого оборудования и инструмента, средств защиты, освещения, вентиляции, спецодежды, материалов, ограждений проемов и т.п.;

б) обеспечивать выполнение работ в закрытых и плохо вентилируемых помещениях в строгом соответствии с инструкцией судовладельца, настоящих Правил и других действующих на этот период нормативных документов;

в) лично проводить инструктаж на рабочем месте с лицами, привлекаемыми к работе в этих помещениях, с записью в журнале по технике безопасности;

г) лично оформлять наряд - допуск на производство работ в закрытых и плохо вентилируемых помещениях, определяя в нем технологическую последовательность выполнения работы, меры безопасности и ответственного исполнителя работ;

д) обеспечивать до начала работ и периодически в процессе работы взятие проб воздуха в помещении с помощью приборов контроля, контролировать наличие на судне в исправности и своевременность периодической лабораторной проверки УГ-2 или других подобных приборов, а также реактивов к ним и определить после взятия и анализа проб возможность нахождения людей в указанном помещении;

е) лично производить опрос участников работы, определяя уровень знаний или требований правил безопасного производства работ в закрытых и плохо вентилируемых помещениях, умения практического пользования средствами защиты и сигналами связи;

ж) производить работы в закрытых и плохо вентилируемых помещениях только при положительных анализах воздуха, обеспечивая состав бригады не менее трех человек.

Ответственному руководителю работ запрещается оставлять судно на период производства работ в замкнутых и плохо вентилируемых помещениях.

Окраска поверхностей замкнутых и плохо вентилируемых помещений на судне (цистерны, танки, отсеки и др.) может производиться как ручным, так и механизированным способом при обеспечении работающих средствами индивидуальной защиты и принудительной вентиляцией. Для этих целей при окраске краскораспылителями запрещается применять материалы, содержащие соединения сурьмы, свинца, мышьяка, меди, хрома (краски типа КФ и ХС).

Очистка в замкнутых и плохо вентилируемых помещениях судна ручными пневматическими щетками может быть разрешена только при наличии в помещении общеобменной вентиляции, удаляющей не менее 2000 куб. м/ч воздуха на каждую машинку, и при обеспечении работающих средствами индивидуальной защиты.

При производстве каких-либо ремонтных работ в топливных и других емкостях, где опасно искрообразование, необходимо применять инструмент из цветных металлов (медь, алюминий, свинец) и их сплавов, т.е. материалов, исключающих искрообразование.

Разрешается использовать для таких работ инструмент из синтетических материалов.

Ответственный руководитель работ, ответственный исполнитель работ и наблюдающий обязаны постоянно следить за размещением забортных патрубков переносных приточных вентиляторов и заборников шланговых противогазов вне загазованной зоны. При изменении ситуации работающие в закрытых и плохо вентилируемых помещениях должны быть немедленно выведены наружу.

Исполнитель работ в замкнутом и плохо вентилируемом помещении обязан:

а) быть в защитной каске, поясе с лямками и сигнальным концом;

б) подчиняться командам, которые подает наблюдающий или ответственный руководитель работ;

в) использовать в течение периода нахождения в помещении предусмотренные средства защиты;

г) при появлении признаков недомогания немедленно прекратить работу, подать тревожный сигнал и по возможности выйти из помещения. Возобновлять работы следует только после выявления причин, вызвавших недомогание;

д) следить за расположением шланга шлангового противогаза, исключая его повреждение или придавливание;

е) войдя в загазованную зону сделать несколько глубоких вдохов для проверки исправности противогаза.

Рабочие, имеющие повреждение кожи, к очистным и окрасочным работам в цистернах, танках и т.п. не допускаются.

Закрытие замкнутого и плохо вентилируемого помещения должно осуществляться только после тщательной проверки отсутствия в них людей.

Обязанности по непосредственному взятию проб воздуха в закрытых и плохо вентилируемых помещениях возлагаются на второго механика судна, который должен пройти предварительное обучение правилам работы с УГ-2 или другим подобным прибором и иметь об этом соответствующее удостоверение.

МСС судовладельца обязана обеспечить обучение двух механиков работе с УГ-2 или подобными приборами, а также своевременную периодическую лабораторную поверку указанных приборов.

Пробы воздуха должны браться при работающей общеобъемной вентиляции в помещении цистерны (емкости) на высоте 0,75 м от днища емкости либо от уровня подмостей, смотря по тому, где в данный момент находится работающий.

Рекомендуемая последовательность взятия проб:

Первая - через 45 мин. после начала выполнения рабочих операций (очистка щетками, обезжиривание кистью, ветошью, окраска кистями);

Вторая и последующие пробы - через каждые 3 ч работы.

Содержание кислорода в воздухе замкнутых и плохо вентилируемых помещений (танках, цистернах, отсеках и т.п.) должно быть не менее 19%, а предельно допустимые концентрации не более: паров нефтепродуктов - 300 мг/куб. м (0,3 мг/л), окислов азота - 5 мг/куб. м, хлора - 1 мг/куб. м, аммиака - 20 мг/куб. м, сероводорода - 10 мг/куб. м, сероводорода в смеси с углеводородами - 3 мг/куб. м, окиси углерода - 20 мг/куб. м, фосгена - 0,5 мг/куб. м, кислоты серной - 1 мг/куб. м, кислоты соляной - 5 мг/куб. м, бензола - 5 мг/куб. м, ацетона - 200 мг/куб. м, двуокиси углерода - 0,1 объемных %, ксилола - 50 мг/куб. м, уайт-спирита ? 300 мг/куб. м, толуола - 50 мг/куб. м, метана - 300 мг/куб. м. Концентрационные пределы воспламеняемости в смеси метана с воздухом при нормальных условиях 5 - 15 объемных %.

При подготовке к ремонту топливные и жировые цистерны следует полностью очистить от имеющихся остатков нефтепродуктов и жиров и удалить углеводородные газы. Для удаления из цистерн остатков нефтепродуктов, жиров и вредных газов рекомендуется применять химические моющие средства или пропаривание согласно действующим инструкциям по очистке.

После очистки и дегазации цистерн следует произвести лабораторный анализ воздуха в цистернах. Следует иметь в виду, что без полной очистки цистерн от осадков и ржавчины благоприятные результаты анализа воздуха не дают гарантии безопасности работ в них.

При стоянке судна в порту или на заводе наблюдение и контроль за правильной подготовкой цистерн к сварочным работам и безопасностью их проведения ведет прораб и противопожарный надзор порта или завода.

Топливные и масляные цистерны и танки, на наружных поверхностях которых будут производиться огневые работы, должны быть очищены и дегазированы до концентрации паров нефтепродуктов, не превышающей 5% от нижнего концентрационного предела взрываемости, либо заполнены инертными газами для снижения концентрации кислорода в них до безопасного уровня (не более 8% при инертизации двуокисью углерода и не более 6,5% при инертизации азотом и дымовыми газами).

4. Технико-экономический расчёт

В связи с модернизацией рулевого устройства требуется установка нового электродвигателя и тиристорного преобразователя. В экономическом разделе был произведен расчет затрат на проведение модернизации и времени её окупаемости. Данные старого и нового оборудования приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Данные старого и нового оборудования

Наименование показателя:

Еденицы изм.

До модернизации:

После модернизации:

Система исполнения:

Г-Д

ТП-Д

Мощность электродвигателя:

кВт

5,5

6

Расход топлива:

г/кВт•час

260

220

Расход смазочных материалов:

г/кВт•час

3,2

2,2

Электродвигатель:

ЕН-253

ДПМ-22

Стоимость электродвигателя:

руб.

180000

150000

Стоимость генератора:

руб.

50000

-

Стоимость промежуточного элемента:

руб.

70000

-

Стоимость тириторного преобразователя:

руб.

-

46000

Суммарная стоимость системы:

руб.

300000 руб.

196000 руб.

Текущая стоимость судна:

где - коэффициент, учитывающий бассейн эксплуатации судна;

- коэффициент, учитывающий тип флота;

- коэффициент, учитывающий класс судна;

- удельный показатель стоимости одной тонны грузоподъёмности, руб./т;

- регистровая грузоподъёмность, т.

Затраты на проведение модернизации:

где - стоимость нового устанавливаемого оборудования, руб.;

- затраты на монтаж, руб.;

- затраты на демонтаж, руб.;

- прочие траты на проведение модернизации, руб.;

- остаточная стоимость снимаемого оборудования, руб.;

- доход от реализации снимаемого оборудования, руб.

где - норма амортизации, %;

- фактический срок службы, лет;

Следовательно, доход от реализации снимаемого оборудования:

Подставим все значения в (4.2):

Стоимость модернизированного судна:

Расходы на топливо и смазочные материалы до модернизации:

где - мощность двигателя до модернизации, кВт;

- время работы двигателя, сут.;

- удельный расход топлива двигателя до модернизации, г/кВт•час;

- удельный расход смазочных материалов двигателя до модернизации, г/кВт•час;

- стоимость одной тонны топлива, руб./т;

- стоимость одной тонны смазочных материалов, руб./т;

Расходы на топливо и смазочные материалы после модернизации:

где - мощность двигателя после модернизации, кВт;

- удельный расход топлива двигателя после модернизации, г/кВт•час;

- удельный расход смазочных материалов двигателя после модернизации, г/кВт•час;

Расход на амортизацию и ремонт до модернизации:

где a = 2,8 - норма амортизации, %;

- норматив отчислений на текущий ремонт до модернизации, %;

- норматив отчислений на капитальный ремонт до модернизации, %;

Расход на амортизацию и ремонт после модернизации:

где - норматив отчислений на текущий ремонт после модернизации, %;

- норматив отчислений на капитальный ремонт после модернизации, %;

Прочие расходы до модернизации:

Прочие расходы после модернизации:

Сокращение расходов после проведения модернизации:

Срок окупаемости проведённой модернизации:

Итоговые расчеты приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Итоговые технико-экономические расчеты

Наименование показателя:

Единицы изм.

До модернизации:

После модернизации:

Стоимость судна:

руб.

72000000

71960480

Расходы на топливо и смазочные материалы:

руб.

208771

192218

Расходы на амортизацию и ремонт:

руб.

26400

11368

Прочие расходы:

руб.

23921

18773

Суммарные расходы:

руб.

119609

93865

Сокращение расходов:

руб.

-

25740

Затраты на модернизации:

руб.

-

260480

Срок окупаемости:

лет

-

10

Несмотря на большой срок окупаемости, из-за того, что электродвигатель исчерпал свой ресурс, проведение модернизации можно считать эффективным.

Заключение

В данной выпускной квалификационной работе произведен расчёт электропривода шпиля на базе асинхронного вентильного каскада для модернизации теплохода проекта 428. А также рассмотрен вариант модернизации электропривода рулевого устройства. Для привода рулевого устройства выбран более экономичный и надежный тип электропривода, выполненный по системе «тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока».

В разделе безопасность жизнедеятельности был рассмотрен вопрос обеспечения безопасных условий труда при работе в замкнутых помещениях.

Также был произведен технико-экономический расчет проведения модернизации.

Литература

1. Кагановский, М.С. Теория и устройство судов. - Москва: Транспорт, 1968. - 192с.

2. Лесюков, В.А. Теория и устройство судов внутреннего плавания. - Москва: Транспорт, 1974. - 320с.

3. Шмаков, М.Г. Судовые устройства. - Москва: Транспорт, 1977. - 279с.

4. Краковский, И.И. Судовые вспомогательные механизмы. - Москва: Транспорт, 1972. - 380с.

5. Китаенко, Г.И. Справочник судового электротехника 1 том, [Текст] / Г.И. Китаенко. - Л.: Судостроение, 1975.- 428 с.

6. Кузьменков, О.П. Расчёт мощности СЭС, часть I, [Текст]/ О.П. Кузьменков. - Новосибирск: Новосибирская государственная академия водного транспорта, 1978.- 124 с.

7. Краковский, Н.Н. Судовые вспомогательные механизмы [Текст]./ Н.Н. Краковский. - М.; «Речной транспорт», 1961. - 298 с.

8. Онищенко, Г.Б. Асинхронный Вентильный Каскад. [Текст]/ Г.Б. Онишенко.- М.: Энергия, 1967.- 284 с.

9. Правила безопасности труда на судах речного флота. [Текст]-Л.: Транспорт, 1990. - 144 с.

10. Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания. Речной Регистр РФ [Текст]. - Т.4.2.1Х. «Электрическое оборудование». - М.; «Транспорт», 2002. - 122 с.

11. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. Утверждены Приказом Минэнерго РФ от 13.01.2003.№6 [Текст]. - Екатеринбург: Уральское юридическое издательство, 2004.-304с

12. Романов, М.Н. Методические указания по правилам оформления отчётов. [Текст] / М.Н. Романов.- Новосибирск: Новосибирская государственная академия водного транспорта, 1994.- 36 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Металлорежущие станки токарной группы. Движения в токарно-винторезном станке. Расчёт электрооборудования станка. Выбор рода тока и напряжения электрооборудования. Расчёт мощности электродвигателя главного привода. Обработка поверхностей тел вращения.

    курсовая работа [1022,6 K], добавлен 21.05.2015

  • Расчет фазного напряжения, фазного тока и активной мощности цепи. Построение векторных диаграммы напряжений и токов. Определение коэффициента полезного действия трансформатора. Схема двухпериодного выпрямителя. Устройство полупроводникового транзистора.

    контрольная работа [919,9 K], добавлен 30.09.2013

  • Выбор схемы выпрямления, основные параметры выпрямителя. Катушка трансформатора с первичной и вторичной обмотками из изолированного провода. Значения тока тиристора в зависимости от номинального выпрямленного тока. Расчёт КПД сварочного выпрямителя.

    курсовая работа [282,9 K], добавлен 12.03.2011

  • Построение характеристик насоса для скорости. Выбор двигателя и вентильного каскада. Определение показателя степени магистрали. Расчет мощности, потребляемой из сети приводом, при регулировании задвижкой и с помощью асинхронного вентильного каскада.

    курсовая работа [3,6 M], добавлен 30.03.2011

  • Выбор главных размеров турбогенератора. Расчет номинального фазного напряжения при соединении обмотки в звезду. Характеристика холостого хода. Определение индуктивного сопротивления рассеяния Потье. Оценка и расчет напряжений в бандаже и на клине.

    курсовая работа [572,5 K], добавлен 21.06.2011

  • История развития электрического привода. Функции и виды сверлильных станков. Выбор мощности приводного электродвигателя, аппаратуры управления и защиты, питающего кабеля. Разработка схемы электрических соединений. Описание заземления электрооборудования.

    курсовая работа [489,0 K], добавлен 27.03.2014

  • Критерии для выбора типа электродвигателя. Расчёт клиноременной передачи, призматических шпонок, валов, подшипника, зубчатой передачи. Выбор муфты и особенности смазки редуктора. Кинематический и силовой расчет привода согласно мощности электродвигателя.

    контрольная работа [1,9 M], добавлен 01.12.2010

  • Выбор главных размеров обмотки статора. Расчёт размеров зубцовой зоны статора, воздушного зазора. Внешний диаметр ротора. Расчёт магнитной цепи. Магнитное напряжение зубцовой зоны статора. Расчёт параметров асинхронной машины для номинального режима.

    курсовая работа [273,5 K], добавлен 30.11.2010

  • Выбор и проверка электродвигателя. Схема редуктора. Диапазон возможных передаточных чисел для привода. Возможные частоты вращения электродвигателя. Требуемая максимальная мощность. Определение мощности, крутящих моментов на валах и срока службы привода.

    контрольная работа [86,7 K], добавлен 25.04.2012

  • Кинематический расчёт привода и выбор электродвигателя. Расчёт закрытой цилиндрической зубчатой передачи. Конструирование тихоходного вала редуктора. Выбор муфты и расчёт долговечности подшипников. Смазывание зубчатого зацепления, сборка редуктора.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 21.09.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.