Главная страница Случайная лекция
Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика
Мы поможем в написании ваших работ! |
Системы управления вспомогательными механизмамиРежим работы вспомогательных механизмов определяется режимом работы установки или системы, для которой предназначены механизмы. ЭП насосов и вентиляторов в основном работают впродолжительном режиме с неизменной нагрузкой. Небольшая часть насосов общесудового назначения работает эпизодически, в кратковременном режиме. К ним относятся санитарные насосы и насосы пресной воды, обслуживающие гидрофоры, топливо- и маслоперекачивающие насосы, пополняющие расходные цистерны, и др. Электроприводы вспомогательных механизмов в основном выполняют следующие функции: пуск, остановку, защиту и только в редких случаях - к незначительному изменению скорости. В качестве электродвигателей в основном используются асинхронные двигатели. На функциональные особенности схем управления влияет принятый для судна уровень автоматизации. При первом уровне автоматизации автоматическое управление широко применяют для ЭП: - санитарных насосов; - насосов пресной воды, питающих гидрофоры; - насосов, пополняющих различные расходные цистерны; - компрессоров пускового воздуха; - компрессоров и насосов холодильных установок и др. Наиболее просто осуществляется автоматизация центробежных механизмов, поскольку пуск их при закрытой задвижке неопасен. Сложнее обстоит дело при автоматизации поршневых насосов, так как недопустим их пуск при закрытой задвижке. Приходится применять усложняющие схему управления блокировки, которые не дают возможности пустить ЭП, если задвижка закрыта, делать задвижки с дистанционным приводом - электрическим или пневматическим и т.д. Второй уровень автоматизации обеспечивает автоматическое управление по заданным программам совокупностью отдельных механизмов и контроль за их работой. Кроме того, в ЦПУ предусматривается управление рядом ответственных систем. Для повышения надежности при работе механизмов, обслуживающих энергетическую установку судна и ряда ответственных систем, в работе ЭП предусматривается резервирование, что означает автоматическое включение резервного агрегата при выходе из строя основного. Третий уровень автоматизации обеспечивает управление системами по заданным программам, а также корректировку режимов работы системами без участия обслуживающего персонала. Для второго и третьего уровня автоматизации после исчезновения и последующего восстановления напряжения судовой электростанции находящиеся в работе приводы должны автоматически вводиться в действие. Пуск ЭД необходимо производить по специальной временной программе в порядке важности ЭП. При неавтоматизированном управлении ЭП переменного тока в основном используют магнитные пускатели, а при автоматическом управлении - специальные схемы релейно-контакторного типа, позволяющие осуществлять пуск и остановку ЭД в функции давления, уровня температуры и других параметров. В настоящее время применяют системы управления на логических элементах, а на некоторых типах танкеров – тиристорные преобразователи частоты для управления мощными грузовыми насосами.
Схема автоматического управления электроприводом центробежного Насоса
Схема предназначена для автоматического и ручного управления электроприводом центробежного санитарного насоса ( рис. 4.1 ). Насос перекачивает забортную воду, которая подается в душевые, прачечные, гальюны и другие судовые помещения.
Рисунок 4.1. Принципиальная схема автоматического управления электроприводом центробежного санитарного насоса.
Для подготовки схемы к работе не обходимо установить трёхпозиционный переключатель SA в положение «ручное» или «автоматическое» и включить автоматический выключатель ( на схеме не показан ) на вторичном распределительном щите, тем самым подавая питание на схему. В режиме ручного управления - контакты SA переключены вверх. При понижении давления до 2,0 at вахтенный моторист ( механик ) нажимает кнопку SB1 «Пуск» (кнопка нефиксированная). Получает питание катушка линейного контактора КМ. Контактор КМ срабатывает, замыкает главные контакты в цепи обмотки статора, двигатель подключается к сети и начинает вращаться одновременно замыкаются вспомогательные контакты в цепях управления. Верхний вспомогательный контакт КМ шунтирует кнопку SB1 «Пуск», после чего ее можно отпустить. При повышении давления до 4,0 at вахтенный моторист ( механик ) нажимает кнопку SB2 «Стоп». Цепь тока через катушку контактора КМ обрывается, контактор отключается и размыкает главные и вспомогательные контакты. При автоматическом управлении переключатель SA переводится в нижнее положение . При понижении давления до 2,0 at срабатывает датчик минимального давления SР Нижний вспомогательный контакт КМ шунтирует контакты SР При повышении давления до 2,5 at контакты SР тушки КМ остаётся замкнутой через нижний вспомогательный контакт КМ, насос не отключается и продолжает поднимать давление. При повышении давления до 4,0 at контакты SР В схеме предусмотрены следующие виды защиты: 1.Защита от коротких замыканий. При коротком замыкании в обмотке статора двигателя М отключается автоматиче- ский выключатель ( на схеме не показан ). При коротком замыкании в катушке контактора КМ сгорает предохранитель FU ( или оба одновременно ). 2.Защита от перегрузки При увеличении тока в обмотке статора выше номинального тепловое реле КК1 ( или КК2 ) размыкает контакт в цепи катушки КМ. Двигатель отключается. После остывания нагревательного элемента теплового реле контакты КК1 или КК2 в цепи катушки КМ замыкаются, но контактор включиться не может, т.к. в цепи его катушки разомкнут верхний вспомогательный контакт КМ. Для повторного пуска надо: - при ручном управлении нажать кнопку SB1 «Пуск»; - при автоматическом управлении дождаться понижения давления до 2,0 at, при котором замкнутся контакты SР 3.Защита по снижению напряжения В режиме ручного управления при снижении напряжения до 60% и менее ток катушки контактора, по закону Ома, также уменьшается до 60% и менее. При таком токе магнитный поток не может удержать якорь контактора в притянутом состоянии, поэтому якорь отпадает, контактор отключается. При отключении контактора, кроме главных контактов в цепи обмотки статора двигателя, размыкается его вспомогательный контакты в цепи катушки, поэтому ток в катушке пропадает. При восстановлении напряжения до номинального цепь тока в катушке не может восстановиться, т.к. разомкнута кнопка SB1 «Пуск» и вспомогательный КМ, включенный параллельно кнопке SB1. Для повторного включения надо нажать кнопку SB1 «Пуск». В режиме автоматического управления при снижении напряжения до 60% и менее вначале схема работает так же, как и при ручном управлении, т.е. отпадает якорь КМ, двигатель отключается от сети и останавливается. При восстановлении напряжения до номинального цепь тока в катушке не может восстановиться, т.к. разомкнуты контакты SР Таким образом, повторный самозапуск двигателя после восстановления напряжения возможен, если давление воды ниже нормы, т.е. контакты SР 4.4.Принципиальная схема управления электроприводом осушительного насоса
Осушительные насосы предназначены для удаления воды, стекающей в осушительные колодцы машинного отделения с деки – металлической палубы, расположенной выше второго дна. Вода на деку попадает в результате конденсации нагретого воздуха машинного отделения при его соприкосновении с холодными бортами, а также в результате утечек забортной и пресной воды из трубопроводов различных судовых систем – балластной, охлаждения главного и вспомогательных двигателей и т.п. Таким образом, осушительные колодцы не дают стекающей на деку воде свободно перемещаться по деке и вызывать опасный крен судна. В машинном отделении любого судна таких колодцев – 4, по 2 в носу и корме. Такое расположение обеспечивает накопление воды в колодцах при любом положении корпуса судна, например, при крене на любой из бортов или дифференте ( наклоне ) на нос или на корму.
Рисунок 4.2 - Принципиальная схема автоматического управления электроприводом осушительного насоса Назначение отдельных элементов схемы: -кнопки SB1 и SB2 «Пуск», для ручного пуска насоса с двух постов ( один пост рядом с насосом в машинном отделении, второй – в коридоре вне шахты машинного отделения – используется для пуска, если нельзя попасть в машинное отделение, например, при пожаре ); - кнопка SB3 «Стоп» в машинном отделении для остановки насоса; - SL1, SL2 – контакты реле уровня воды в колодцах; замыкаются при повышении уровня воды в колодце; - YV1, YV2 – катушки электромагнитных клапанов на всасывании из колодца ЛБ и ПБ; - YV3 – катушка электромагнитного клапана на сливе; - SP – контакты реле давления; при нормальном давлении воды на сливе разомкнуты, при понижении давления до минимально допустимого замыкаются; - КТ1 – реле времени с таймером, выдержка времени – 50 мин, для сигнализации о том, что насос работает дольше 50 мин; - КТ2 - реле времени с таймером, выдержка времени – 5-8 с, для сигназации об отключении насоса тепловым реле КК или о недопустимом снижении давления воды на сливе; - КТ3, КТ4 – реле времени с таймером, выдержка времени – 6-8 с, для исключения ложных включений насоса при кратковременном повышении воды в колодцах, например, при качке;
Подготовка схемы к работе Переключатель видов управления SA устанавливается в положение «ручное» или «автоматическое»; включают на распределительном щите автоматический выключатель при этом на схему подаётся напряжение 380 В, которое через тран- сформатор TV и выпрямитель UZ и подается на катушку сливного клапана YV3, который открывается. вне зависимости от режима работы насоса – «ручное» или «автоматическое». При ручном управлении уровень воды в колодцах контролируется вахтой в машинном отделении. В случае повышения уровня воды в колодце, например, левого борта, замыкаются контакты реле уровня SL1в цепи катушки реле времени КТ3. Реле КТ3 через 6-8 с замыкает два своих контакта – верхний в цепи катушки контактора КМ и нижний в цепи катушки электромагнитного клапана YV1. Замыкание верхнего контакта КТ3 не приводит к включению насоса, т.к. контакты переключателя SA находятся в положении «ручное». Замыкание нижнего контакта включает катушку электромагнитного клапана YV1 на всасывании, последний открывается. При нажатии кнопки SB1 ( или SB2 ) через контакты кнопки образуется цепь тока катушки контактора КМ: Контактор КМ включается, замыкает главные контакты в цепи обмотки статора двигателя, а также два вспомогательных – один шунтирует кнопку SB1 ( SB2 ), после чего ее можно отпустить, а второй включает промежуточное реле KV. Это реле замыкает свой контакт в цепи катушки реле времени КТ1 с выдержкой времени 50 мин. В результате работы насоса уровень воды понижается, контакт реле уровня SL1 размыкается, отключая катушку реле времени КТ3. Реле размыкает оба своих контакта, размыкание верхнего не влияет на работу схемы, а при размыкании нижнего отключается электромагнитный клапан YV1, который закрывается. В этот момент времени вахтенный должен остановить насос нажатием кнопки SB3. Если сделать это с запозданием, насос может выйти из строя, т.к. вода через него не идет ( клапан YV1 уже закрыт ). При автоматическом управлении схема работает так. При повышении уровня воды в колодце, например, левого борта, реле уровня SL1 замыкает свой контакт, включая реле времени КТ3. Реле КТ3 через 6-8 с замыкает два своих контакта – верхний в цепи катушки контактора КМ – контактор срабатывает и нижний в цепи катушки электромагнитного клапана YV1 - клапан открывается. Контактор КМ замыкает главные контакты в цепи обмотки статора двигателя, а также два вспомогательных – один шунтирует кнопку SB1 ( SB2 ), но это не влияет на работу схемы, т.к. верхний контакт переключателя SA находится в нижнем положении, а второй включает промежуточное реле KV. Это реле замыкает свой контакт в цепи катушки реле времени КТ1 с выдержкой времени 50 мин. В результате работы насоса уровень воды понижается, контакт реле уровня SL1 размыкается, отключая катушку реле времени КТ3. Реле размыкает оба своих контакта, размыкание верхнего приводит к размыканию цепи катушки контактора КМ, насос останавливается, а при размыкании нижнего отключается электромагнитный клапан YV1, который закрывается. Таким образом, при работе в автоматическом режиме включение или отключение насоса вызывается замыканием или размыканием контакта реле уровня SL1 ( SL2 ). Сигнализацию и защиту в схеме обеспечивают сигнальных реле: КТ1 и КТ2. Реле КТ1 включается одновременно с контактором КМ и остается включенным, пока включен этот контактор. Если насос работает более 50 мин, реле КТ1 на 51-й минуте замыкает свой контакт КТ1 в цепи сигнала «Насос работает очень долго», тем самым привлекая внимание вахты в МО к продолжительной работе насоса. Это реле работает одинаково как в ручном, так и в автоматическом режиме. Реле КТ2 включается в двух случаях: - при срабатывании теплового реле КК. В этом случае реле КК размыкает один свой контакт в цепи катушки линейного контактора КМ, насос останавливается, и замыкает второй контакт в цепи катушки реле времени КТ2. Реле через 5-8 с замыкает контакт в цепи сигнала «Насос неисправен». Этот сигнал появляется при перегрузке насоса при работе как в ручном, так и в автоматическом режиме; - в автоматическом режиме при срабатывании реле давления SP, которое установлено на сливе и замыкает свой контакт при недопустимом снижении давления воды на сливе, например, в случае, если своевременно не разомкнулся контакт реле уровня SLl ( SL2 ), т.е. насос откатал всю воду из колодца и продолжает работать «всухую». Для защиты от токов короткого замыкания в силовой части схемы ( т.е. в обмотке статора двигателя ) служит автоматический выключатель. Для защиты от токов короткого замыкания в цепях управления служат предохранители FU с плавкой вставкой. Для защиты от токов перегрузки служит тепловое реле КК. При перегрузке это реле размыкает контакт в цепи катушки контактора КМ, насос останавливается. Второй, контакт КК замыкается в цепи реле времени КТ2, которое включает сигнал «Насос неисправен». Защита по снижению напряжения срабатывает при снижении напряжения до 60% и менее якорь контактора КМ отпадает, насос останавливается. При восстановлении напряжения защита работает по разному, в зависимости от режима работы насоса, а именно: - при ручном управлении контактор КМ не включается, т.к. после отпадания якоря контактора КМ его вспомогательный контакт, включенный параллельно кнопкам SB1 ( SB2 ) «Пуск» остается разомкнутым. Иначе говоря, в этом режиме защита по снижению напряжения работает как нулевая, т.е. для повторного включения насоса надо нажать кнопку SB1 ( SB2 ); - при автоматическом управлении контактор КМ включается повторно, т.к. в цепи катушки КМ повторно замыкается ( после восстановления напряжения ) контакт КТ3 ( КТ4 ). Иначе говоря, в этом режиме защита по снижению напряжения работает как минимальная, т.е. обеспечивает повторное самопроизвольное ( без участия человека ) включение насоса. Схема автоматического управления компрессором пускового воздуха Компрессор – механизм для получения сжатого воздуха или газа . На судах сжатый воздух применяют в следующих основных случаях: - для пуска главных и вспомогательных дизелей; при этом давление составляет 20…30 at;. - для управления работой пневмоэлементов систем судовой пневмоавтоматики; при этом давление воздуха не более 2 at; - для удаления пыли и грязи, например, при продувке электрических машин и аппаратов, удаления остатков ржавчины после обивки палубы и т.п.; при этом давление воздуха составляет 1,6…2 at ( 0,16…0,2 МПа ); Компрессоры разделяют ( классифицируют ) по таким признакам: - по принципу действия – на центробежные, осевые и поршневые. Центробежные и осевые применяют с целью получения больших подач ( объёмов ) воздуха или газа, поршневые – для получения больших давлений. На судах чаще применяются поршневые компрессоры; по устройству – на компрессоры вертикального или горизонтального типа; одно-, двух- и многоступенчатые; простого или двойного действия. Принцип действия поршневого компрессора такой же, как и поршневого насоса. В одноступенчатом компрессоре простого действия в качестве рабочего используется только одно из двух движений поршня в цилиндре. Такие компрессоры применяют для получения небольших давлений. В компрессорах двойного действия ( двухступенчатых ) используются как рабочие оба движения поршня – прямое и обратное. При прямом движении воздух из атмосферы сжимается в первой ступени компрессора до 5…6 at, при обратном – этот воздух подается во вторую ступень, в которой дополнительно сжимается до 25…30 at. Поскольку при сжатии выделяется тепло, цилиндры компрессора снаружи охлаждаются водой. Для смазки трущихся частей внутрь цилиндров подают масло. Перед каждым пуском компрессора, а также периодически при его работе обе ступени компрессора продувают от конденсата и остатков масла. При этом сжатый воздух не поступает в баллоны, а стравливается непосредственно в машинное отделение. При пуске компрессора давление воды и масла на 3…6 с понижается, поскольку вода и масло начинают заполнять рабочие полости компрессора. Поэтому для предотвращения отключения компрессора действие защит по давлению масла и воды блокируют ( исключают ) при помощи реле времени ( в схеме – КТ3 ) с выдержкой 8…10 с.
Рисунок 4.3 - Принципиальная схема автоматического управления электроприводом компрессора пускового воздуха: расположение клапанов на компрессоре ( а ); схема управления ( б ) ; ЭМ1 – разгрузочный клапан; ЭМ2 и ЭМ3 – продувочные клапаны; ЭМ4 – клапан охлаждающей воды В схеме управления отсутствует кнопочный пост управления с кнопками «Пуск» и «Стоп», т.е. ручное управление схема не предусматривает. Данная схема полностью автоматизирована, причём предусмотрены 2 автоматических режима работы: - ходовой режим. На ходу воздух для пусков не расходуется, поэтому его давление понижается лишь из-за утечек , компрессор включается редко; - режим манёвров, например, при выходе судна из порта. В таком режиме расход воздуха большой из-за частых пусков главного двигателя. Чтобы при маневрах не пускать так же часто двигатель компрессора, схема переводит его в непрерывный режим работы. В этом режиме, при повышении давления до 32 at воздух автоматически стравливается в машинное отделение, а при понижении давления до 27 at, стравливание прекращается. Двигатель же работает непрерывно. Элементы схемы: - переключатели SA1 и SA2 для выбора необходимого режима работы. Пере- ключатель SA1 расположен рядом с компрессором , переключатель SA2 находится в ЦПУ; - аварийный выключатель SA3 для остановки компрессора; находится рядом с компрессором; - электромагнитный клапан ЭМ1 ( YV1 ), соединяющий нагнетательную по- лость 1( рис. 4.3, а ) с атмосферой, при этом воздух стравливается непосредственно в МО. Предназначен для разгрузки компрессора. В ходовом режиме включается редко, только при пуске компрессора, в режиме манёвров включается часто; - электромагнитные клапана ЭМ2 (YV2 ) и ЭМ3 (YV3), соединяющие цилинд- ры низкого и высокого давления 2 и 3 ( рис. 4.3, а ) с атмосферой. Предназначены для продувки цилиндров. Если клапана включены, продувочные отверстия закрыты, и наоборот. В ходовом режиме клапана постоянно закрыты, продувка невозможна. Это является серьёзным недостатком схемы управления. В режиме манёвров, когда двигатель работает непрерывно, клапана периодически открываются. При этом очищаются цилиндры, а двигатель частично разгружается; - электромагнитный клапан ЭМ4 (YV4 ) для доступа охлаждающей воды к нагретым частям компрессора; - реле давления воздуха SP1 для управления работой компрессора в ходовом режиме ; его контакт замыкается при понижении давления воздуха до 26 at и размыкается при повышении давления до 30 at; - реле давления воздуха SP1' для управления работой компрессора в режиме манёвров; его контакт замыкается при повышении давления воздуха до 32 кгс at и размыкается при понижении давления до 28 at; - аварийный датчик температуры охлаждающей воды SК; установлен на выхо де воды из компрессора, При повышении температуры до 60º С переключает свой контакт в нижнее положение, при этом отключается двигатель компрессора и включается сигнализация; - аварийный датчик давления охлаждающей воды SР2; при понижении давле- ния до 0,8 at переключает свой контакт в верхнее положение, при этом отключается двигатель компрессора и включается сигнализация; - аварийный датчик давления масла SР3, при понижении давления масла до 0,6 at переключает свой контакт в верхнее положение, при этом отключается двигатель компрессора и включается сигнализация; - промежуточное реле KV1 для управления продувкой цилиндров в режиме манёвров; при повышении давления воздуха до 32 at контакт реле давления SP1' замыкается и включает это реле; - реле времени КТ1 с выдержкой в 10 с для контроля времени разгрузки ком- прессора в режиме манёвров; при повышении давления воздуха до 32 at контакт реле давления SP1' замыкается и включает это реле; - сигнальные реле КV6, KV5 и KV4, включаются при критических значениях соответственно температуры и давления охлаждающей воды, а также давления масла; - сигнальное реле KV2 «работа», включается после окончания пуска компресссора; - реле времени КТ2 с выдержкой времени 6 с, для управления продолжитель- ностью разгрузки компрессора в ходовом режиме; - реле времени КТ3, с выдержкой времени 8 с, для блокировки отключения компрессора во время пуска при кратковременном понижении давления воды и масла; - разгрузочное реле KV3 для непосредственного управления разгрузочным клапаном YV1; в ходовом режиме включается через контакты реле времени КТ2, в режиме манёвров – через контакты реле времени КТ1. Для подготовки схемы к работе включают на ГРЩ автоматический выключатель электропривода компрессора и при помощи переключателей SA1 и SA2 выбирают нужный режим работы . Для выбора ходового режима переключатель SA1 устанавливают в положение 2, а переключатель SA2 – в положение 1. Положение выключателя SA3 роли не играет, он отключён. Предположим, что до начала работы контакты датчиков температуры воды SK , давления воды SP2 и давления масла SP3 находятся в положении, указанном на схеме, т.е. температура воды в норме, а давление воды и масла ниже нормы. Работой схемы в ходовом режиме управляет реле давления SP1. При понижении давления до 26 кгс/см Происходит пуск двигателя в режиме холостого хода, т.к. реле КV3 своим контактом включило разгрузочный клапан YV1. Кроме того, через контакт КМ включаются клапаны YV2, YV3 YV4, при этом закрываются продувочные окна обеих ступеней давления и начинает поступать вода к нагревающимся узлам компрессора. Через 6 с с момента пуска реле КТ2 размыкает свой контакт в цепи катушки разгрузочного реле КV3. При этом отключается разгрузочный клапан YV1, двигатель переходит из режима холостого хода в режим нагрузки. При пуске реле времени КТ3 блокирует датчики температуры и давления воды SK и SP2 и давления масла SP3, шунтируя своим контактом их последовательно соединенные контакты в цепи катушки КМ. Если с момента пуска за 8 с давление воды и масла поднимется до нормы, контакты SP2 и SP3 переключатся в нижнее положение, и через них образуется вторая, параллельная по отношению к контакту КТ3, цепь питания катушки КМ. Поэтому на 9-й секунде, когда контакт КТ3 разомкнётся, контактор КМ и реле КТ2 не отключатся. Если же за 8 с давление воды или масла не достигнет нормы, т. е. контакт SP2 или SP3 останется разомкнутым, на 9-й секунде, после размыкания контакта КТ3 , контактор КМ и реле КТ2 отключатся, пуск прекратится. При достижении давления 30 at контакт SP1 размыкается , компрессор отключает- ся. Далее работа схемы повторяется. Отметим особенности ходового режима работы: - при пуске реле времени КТ3 блокирует датчики давления воды и масла, что позволяет избежать ложных отключений компрессора в процессе пуска ; - пуск компрессора происходит без нагрузки; компрессор включает под на- грузку реле времени реле КТ2; - на ходу продувка компрессора невозможна, т.к. постоянно включены кла- паны YV1 и YV2. Для выбора режима манёвра переключатель SA1 устанавливают в положение 1, а переключатель SA2 – в положение 2. Выключатель SA3 должен быть включён. Работой схемы управляет реле давления SP'. Пуск двигателя начинается с момента подачи питания ( в ходовом режиме пуск начинался с момента замыкания контактов реле SP1 ) и далее протекает так, как в предыдущем случае. При повышении давления воздуха до 32 at контакт SP1' замыкается, включаются реле продувки KV1 и реле времени КТ1. Реле продувки отключает продувочные клапана YV2 и YV3, начинается продувка обеих ступеней давления. Через 12 с реле КТ1 включает разгрузочное реле KV3, которое, в свою очередь включит разгрузочный клапан YV1. Давление начинает понижаться, и при 27 at реле давления SP1' размыкает свой контакт, реле KV1 и КТ1 отключаются. Тем самым прекращаются продувка и разгрузка компрессора. Давление воздуха вновь повышается до 32 at , далее работа схемы повторяется. Особенности режима манёвров: - компрессор работает непрерывно; - при повышении давления до максимального ( 32 кгс/см
Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 2521; Нарушение авторских прав
Мы поможем в написании ваших работ! |