Компетенции в соответствии с разделом Кодекса ПДНВ (А – III/6)

Судовые электроприводы

Практикум

по выполнению лабораторных работ для курсантов

специальности 26.05.07 «Эксплуатация судового электрооборудования

и средств автоматики»

очной и заочной форм обучения

Керчь, 2016 г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение
Тематический план лабораторных занятий
Лабораторная работа №1. Исследование схемы управления рулевого электрогидравлического привода.
Лабораторная работа №2. Исследование авторулевого «АИСТ».
Лабораторная работа №3. Анализ схем электроприводов ЯШУ.
Лабораторная работа №4. Исследование электропривода траловой лебедки.
Лабораторная работа №5. Исследование механизма подъема груза.
Лабораторная работа №6. Исследование схемы электропривода грузовой лебедки.
Лабораторная работа №7. Анализ схемы электропривода механизма поворота крана.
Лабораторная работа №8. Анализ схемы механизма электропривода передвижения крана.
Лабораторная работа №9. Анализ схемы автоматического управления котлоагрегатами.
Лабораторная работа №10. Анализ схемы системы контроля раскрытия трала.
Лабораторная работа №11. Анализ схемы винта регулируемого шага.
Лабораторная работа №12. Анализ схемы подруливающего устройства с ВРШ.
Лабораторная работа №13. Анализ схемы бесконтакторного управления винтовым компрессором.
Лабораторная работа №14. Исследование электропривода поршневого компрессора.
Список использованной и рекомендованной литературы

 

Введение

 

Лабораторные работы ориентированы на закрепление теоретических знаний по дисциплине «Судовые электроприводы» и получение практических навыков направленных на получения знаний, самостоятельно осуществлять расчеты и измерения и уметь их систематизировать, овладеть навыками работы с контрольно-измерительными приборами и лабораторным оборудованием. Во время выполнения лабораторных работ студенты: изучают и анализируют схемы управления судовыми автоматизированными электроприводами, находят и устраняют неисправности на тренажерах.

Согласно учебному плану на проведение лабораторных работ отведено 32 академических часа.

Перед проведением занятий студенты, руководствуясь указаниями для подготовки к работе, должны изучить или повторить соответствующий теоретический материал, пользуясь конспектом лекций и литературой. При необходимости должны быть выполнены предварительные расчеты. Результаты подготовки предъявляются преподавателю при допуске к работе. Студенты, не предъявившие требуемые материалы, к работе не допускаются. Неотъемлемой частью подготовки является ознакомление с ходом предстоящей работы, так как это ускорит ее выполнение в лаборатории.

Перед лабораторными занятиями преподаватель дает пояснения об особенностях выполнения работы и содержанию отчета. Структура отчета приведена в методических указаниях к каждой лабораторной работе.

После предъявления оформленного отчета в рамках времени, отведенного на лабораторные работы, производится защита работы.

Выполнение лабораторных работ направлено на формирование следующих компетенций, предусмотренных ФГОСВО и ПДНВ-78:

Профессиональные компетенции (ПК):

№ компетенции	Содержание компетенции
ПК – 1	способностью генерировать новые идеи, выявлять проблемы, связанные с реализацией профессиональных функций, формулировать задачи и намечать пути исследования
ПК – 2	способностью и готовностью к самостоятельному обучению в новых условиях производственной деятельности с умением установления приоритетов для достижения цели в разумное время
ПК – 7	способностью и готовностью осуществлять безопасное техническое использование, техническое обслуживание судового электрооборудования и средств автоматики в соответствии с требованиями международных и национальных нормативно-технических документов
ПК – 8	способностью и готовностью выполнять диагностирование, техническое обслуживание и ремонт судового электрооборудования и средств автоматики
ПК – 9	способностью и готовностью осуществлять выбор электрооборудования и элементов систем автоматики для замены в процессе эксплуатации судового оборудования
ПК – 10	способностью и готовностью осуществлять разработку и оформление эксплуатационной документации
ПК – 11	способностью осуществлять техническое наблюдение за безопасной эксплуатацией судового электрооборудования и средств автоматики, проведения экспертиз, сертификации судового электрооборудования и средств автоматики и услуг
ПК – 12	способностью и готовностью устанавливать причины отказов судового электрооборудования и средств автоматики, определять и осуществлять мероприятия по их предотвращению
ПК –15	способностью применять базовые знания фундаментальных и профессиональных дисциплин, проводить технико-экономический анализ, обосновывать принимаемые решения по использованию судового электрооборудования и средств автоматики, решать на их основе практические задачи профессиональной деятельности
ПК –16	способностью и готовностью выбрать и, при необходимости, разработать рациональные нормативы эксплуатации, технического обслуживания, ремонта и хранения судового электрооборудования и средств автоматики
ПК –17	способностью и готовностью находить компромисс между различными требованиями (стоимости, качества, безопасности и сроками исполнения) при долгосрочном и краткосрочном планировании эксплуатации судового электрооборудования и средств автоматики
ПК –18	способностью и готовностью осуществлять технический контроль и управление качеством изделий, продукции и услуг
ПК –21	способностью осуществлять обучение и аттестацию обслуживающего персонала и специалистов
ПК –25	способностью определять производственную программу по техническому обслуживанию, ремонту и другим услугам при эксплуатации судового электрооборудования и средств автоматики в соответствии с существующими требованиями
ПК –26	способностью и готовностью эффективно использовать материалы, электрооборудование, соответствующие алгоритмы и программы для расчетов параметров технологических процессов
ПК –28	способностью и готовностью обеспечить экологическую безопасность эксплуатации, хранения, обслуживания и ремонта судового электрооборудования и средств автоматики, безопасные условия труда персонала в соответствии с системой национальных и международных требований

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Материалы и оборудование

 

Лабораторная установка состоит из следующих основных элементов: основной схемы расположенной с правой стороны стенда для курсантов, линии тумблеров для обучающего режима, линии тумблеров для рабочего режима.

Схема электрическая принципиальная рулевого электрогидравлического привода изображена на рисунке 1.1 и на лицевой панели лабораторного стенда, где также расположены светодиоды для индикации подачи питания на обмотки электродвигателя и индикации неисправностей в соответствующих цепях схемы. В нижней части учебного пульта размещены тумблеры для ввода неисправности в обучающем режиме и устранения их в рабочем режиме. Тумблеры для рабочего режима и ввода неисправностей преподавателем, находятся в левой части стенда за отдельной дверцей. Тумблер Operative служит для переключения режимов работы стенда.

Для имитации запуска двигателя на стенде включают установочный автомат QF1. Предварительно необходимо убедиться в том, что сигнальная лампа HL1, сигнализирующая о подаче питания на шины от ГРЩ, работает. Пуск двигателя можно осуществить, установив выключатель SA в положение St местный пуск. Получает питание катушка линейного контактора КМ3 и происходит пуск в работу двигателя насоса. После пуска двигателя включаются в работу схемы сигнализации и схема авторулевого. Через замкнутый контакт теплового реле КК1, получают питание катушки реле КМ5.

Последние срабатывают и контактом КМ5.1 обрывают цепь питания реле времени КТ1, а контактом КМ5.2 - цепь питания ревуна Horn. Под напряжением находится и катушка реле KM6, которые замкнет свой контакт, подготавливая цепь катушки реле КМ8 и ревуна Horn к работе. В связи с тем что реле КТ1 обесточена, её контакты в цепи лампы HL3. Лампы работают, сигнализируя о нормальной работе двигателей. В случае возникновения небольших по величине, но длительных по времени перегрузок, например одного из двигателя, контакты тепловых реле оборвут цепь питания реле КМ5. Контакт КМ5.1 замкнется и подаст напряжение на катушку реле КТ1. Контакт КМ6.1 также замкнется, и через контакт КМ8 получит питание и начнет работать ревун Horn. Для снятия звукового сигнала нажимают на кнопку SB, подавая напряжение на катушку реле КМ8. Последнее зашунтирует SB и отключит ревун. Размыкающие с выдержкой времени при замыкании контакты KT1.1 и KT1.2 обеспечат работу KT1 и лампы HL3 в прерывистом режиме. Мигание лампы HL3 будет продолжаться до тех пор, пока не исчезнет перегрузка двигателя. Защиту двигателя от коротких замыканий обеспечивает автомат QF1, а цепи управления защищаются предохранителями.

Все процессы, описанные выше, аналогичны для описания работы правой части схемы.

 

 

Рисунок 1.1 – Принципиальная схема управления электрогидравлическим рулевым приводом

 

Диаграмма срабатывания элементов в штатном режиме работы приведена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Диаграмма коммутации элементов схемы

 

Задание для курсантов

 

Научиться пользоваться мультиметром, правильно определять характер неисправности и находить её. В отчете представить схему электрическую принципиальную и диаграмму коммутации элементов схемы при заданной неисправности.

 

Методика выполнения

1. Изучите устройство и принцип действия лабораторной установки-тренажера рулевого электрогидравлического привода.

2. Изучите работу рулевого привода в режиме "Обучение" для чего:

а) Получите разрешение преподавателя и переключите тумблером Operative тренажер в режиме "Обучение".

б) Подайте питание на схему тренажера при помощи отведенного для этого автомата стенда.

в) Изучите работу схемы при неисправностях, для чего последовательно включайте тумблеры на внешней панели.

г) Выполните поиск и устранение заданной неисправности.

3. Составьте диаграмму коммутации элементов работы привода при заданных неисправностях.

Вопросы для самоконтроля

 

1. Перечислите требования Регистра к рулевым приводам?

2. В каких режимах работают авторулевые?

3. Как выбирается электродвигатель рулевого привода?

4. Какие существуют разновидности рулевых приводов?

5. Объясните работу схемы в штатном режиме?

5. Объясните работу схемы привода при выходе из строя основного ДГ?

6. Какие виды защит применяются в изучаемой схеме?

7. Объясните работу схемы при заданной неисправности?

Рекомендуемая литература: [9,15,18].

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОРУЛЕВОГО «АИСТ»

 

Цель работы:

1. Изучить законы управления, реализованные в авторулевом АИСТ, режимы работы "Простой", "Следящий", "Автомат".

2. Освоить методику подготовки системы к работе и обслуживания авторулевого во время работы.

Материалы и оборудование

Лабораторная установка состоит из стенда, на лицевой панели которого нанесена принципиальная схема авторулевого АИСТ, пульта управления, рулевого датчика РД, исполнительного механизма ИМ, макета рулевой машины.

Пульт управления является основным прибором системы, с которого осуществляются все виды дистанционного управления рулем.

Корпус прибора литой, брызгозащищенного исполнения. К палубе прибор крепится четырьмя болтами без амортизаторов. В приборе ПУ имеются три основных крышки: верхняя, средняя и нижняя. Верхняя и средняя крышки поворачиваются на петлях, причем верхняя может фиксироваться в откинутом положении, нижняя - съемная. Для обеспечения брызгозащищенности крышки затягиваются специальными болтами.

В средней крышке имеется небольшая быстрооткрывающаяся крышка для удобства доступа к предохранителям.

На верхней крышке расположены: окно для шкал репитера гирокомпаса и положения руля; гнездо для согласования шкал курса, закрытое специальной крышкой; рукоятка переключателя видов управления; рукоятка переключателя К0С; рукоятка потенциометра регулировки сигнала производной; окна сигнальных ламп с надписями "Автомат", "Следящий" и "Простой"; деревянный поручень и педали простого вида управления.

На передней панели пульта расположен штурвал и рукоятка механического стопора штурвала. Под передней панелью расположены рукоятки потенциометров регулировки освещения шкал и сигнальных ламп видов управления, переключатель чувствительности.

На средней крышке находятся: рукоятки переключателей запуска электродвигателей насосов, и окна сигнальных ламп запуска и перегрузки электродвигателей насосов. При наличии в комплектации системы только одного ИМ, вторая рукоятка является рукояткой переключателя усилителей рукоятка переключателя сигнала ухода судна с курса; кнопка для снятия звукового сигнала.

Задания для курсантов

1. Привести функциональную схему авторулевого АИСТ в режимах работы "Простой", "Следящий" и "Автомат".

2. Привести графики (например, из [14]), поясняющие влияние настроек КОС и "Производная" на показатели качества процесса регулирования в режиме "Автомат".

Методика выполнения

При выполнении нижеприведенной последовательности действий и операций следует иметь в виду, что это методика подготовки реального авторулевого к работе. В лабораторной установке отсутствуют насосы, поэтому пункты 3…6 в разделе подготовки опускаются.

Подготовка авторулевого к работе

Системы управления одним насосом.

1) Произвести внешний осмотр.

2) Подать питание в схему рулевых указателей (при этом должен сработать блинкер) и убедиться, что при включении схемы рулевых указателей разность между показанием по шкале рулевой машины и стрелки "И" не превышает 1^°.

3) Произвести запуск насоса от местного выключателя.

4) С помощью рукоятки ручного управления насосом переложить руль на 300 вправо или влево, а затем вернуть руль в диаметральную плоскость.

5) Переключить управление запуском насоса на пульт системы управления.

6) При наличии нескольких постов поставить переключатель пультов в положение, соответствующее проверяемому пульту управления.

7) Переключатель видов управления в подключенном пульте поставить в положение "Простой".

8) Переключатель усилителей перевести в положение, соответствующее усилителю 1.

9) Выключателем запуска насоса на пульте запустить насос; при этом загорается лампа сигнализации запуска насоса, лампы освещения шкал и лампа вида управления "Простой".

10) Проверить синхронную связь сельсина-датчика гирокомпаса и принимающего в пульте, согласовав их положения по шкалам. Согласование осуществляется с помощью рукоятки согласования шкал курса на пульте.

11) Нажать клавишу (правую) и не отпускать до остановки руля в положении, соответствующем показанию стрелки истинного положения руля 350 ±10 право.

12) Нажать клавишу (левую) и не отпускать до остановки руля в положении, соответствующем показанию стрелки истинного положения руля 350 ±10 лево.

13) Вернуть руль в диаметральную плоскость и убедиться, что при отпускании клавиши руль останавливается у нулевого положения с выбегом не более 10-20.

14) Переключатель усилителей перевести в положение, соответствующее усилителю 2 и проверить работу системы согласно пунктам 11¸13 настоящей инструкции.

15). Поставить переключатель видов управления в положение «Следящий», при этом должна загореться сигнальная лампа «Следящий».

16) Поворотом штурвала вправо задать угол перекладки руля 300 и убедиться по показанию стрелки истинного положения руля, что отработка происходит с точностью порядка ±20.

17) Поворотом штурвала на еще больший угол убедиться в обеспечении пределов перекладки ±350 + 10.

18) Поворотом штурвала влево вернуть руль в диаметральную плоскость. Проверить работу фиксатора штурвала.

19) Аналогично пунктам 16–17 настоящей инструкции проверить перекладку руля на левый борт.

20) Переключатель усилителей поставить в положение, соответствующее усилителю 1 и проверить работу системы согласно пунктам 1.16–1.19 настоящей инструкции.

21) Поставить переключатель видов управления в положение "Автомат", при этом должна загореться сигнальная лампа "Автомат".

22) Установить КОС равным 0,5.

23) Проверить работу электрических ограничителей перекладки руля. Для этого медленно вращать штурвал до прекращения перекладки руля влево, затем вправо.

Пределы перекладки должны быть ± 350 + 10.

24) Убедиться в наличии сигнала производной. Для этого установить вид управления "Автомат", КОС=1, переключатель чувствительности в положение "Точно", рукоятку "Регулировка производной" в положение "1", в нижней части пульта на платах Х14 и Х15 закоротить клеммы 5 и 6. Вращением штурвала задать скорость перемещения индекса равную 1 градусу в секунду. При этом стрелка "И" должна опережать при синхронном движении стрелку "3" на угол 100.

При проверке возможны колебания стрелки "И" относительно достигнутого значения из-за неравномерности вращения. После проверки восстановить монтаж.

25) Проверить работу интегрирующего устройства. Для этого установить КОС=1, поставить рукоятку "Регулировка производной" в положение "0" и сместить штурвалом подвижный индекс на 20 курса в какую-либо сторону. Руль должен переложиться на этот же угол. Интегрирующее устройство должно медленно смещать руль в ту же сторону, что можно заметить по стрелке "И".

Убедившись в работе интегрирующего устройства, необходимо перевести переключатель видов управления в положение "Простой", "Следящий" и проверить сброс интегрирующего устройства по возвращению стрелки "И" к 20 курса.

26) Поставить переключатель усилителей в положение, соответствующее усилителю 2 и проверить работу системы по п.п. 23-25. настоящей инструкции.

Обслуживание во время работы

1) При следовании прямым курсом длительное время рекомендуется использовать вид управления "Автомат", освобождающий рулевого от необходимости непрерывно управлять перекладкой руля.

2) Коэффициент обратной связи (КОС) и величина сигнала производной подбираются в зависимости от состояния моря, скорости хода и водоизмещения судна так, чтобы величина рыскания судна была наименьшей при наименьшем числе кладок руля.

При малых волнениях моря и длительных переходах с малой скоростью КОС следует уменьшать, а ручку "Регулировка производной" вводить к положению 1,0. При больших волнениях моря КОС следует увеличивать, а сигнал производной уменьшать.

3) В штормовую погоду, в целях уменьшения износа рулевой машины, переключатель чувствительности следует поставить в положение "Грубо" и изменением КОС постараться уменьшить нагрузку на рулевую машину, уменьшив число кладок.

4) Рекомендуется при работе на одном насосе через каждые 12 часов переходить на другой насос, для более равномерной эксплуатации оборудования.

5) При следовании в узкостях, швартовке и выходе из порта рекомендуется использовать вид управления "Следящий", как наиболее удобный и экономичный.

6) В случае наличия неисправностей в следящих системах следует перейти на вид управления "Простой", который является резервным и позволяет выполнить все необходимые операции по маневрированию судна.

7) При сложных маневрах судна для обеспечения надежности управления рекомендуется запускать оба насоса, что при виде управления "Следящий" и "Простой" увеличивает скорость перекладки.

8) При переходе на вид управления "Автомат" рекомендуется предварительно вывести судно на заданный курс при виде управления "Следящий" или "Простой".

Если поправка к старому курсу не превышает 10^°, то после перехода на вид управления "Автомат" нужно подвижный индекс поставить на "Заданный" и система сама выведет судно на заданный курс.

Отключение

1) Привести руль в нулевое положение, пользуясь видом управления "Простой" или "Следящий".

2) Установить переключатель видов управления в положение «Простой».

3) Переключатели запуска насосов поставить в положение "Отключено".

Вопросы для самоконтроля

1. Назвать закон управления, реализуемый авторулевым АИСТ и пояснить вклад каждой из его составляющих?

2. Объяснить принцип действия авторулевого по схеме, изображенной на рис. 2.1 и лицевой панели стенда?

3. Произвести подготовку авторулевого к работе и его тестирование?

4. Как производится настройка авторулевого?

5. В чем отличие авторулевого АИСТ от других авторулевых?

Рекомендуемая литература: [14,15].

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Материалы и оборудование

Схемы и их описания приведены на стр.280 и стр.282 [18] соответственно.

Задания для курсантов

На этом практическом занятии курсантам предлагается изучить принципиальные схемы релейно-контакторной схемы управления электроприводом брашпиля на постоянном токе и командо-контроллерного управления брашпилем на переменном токе. В отчете привести схему электрическую принципиальную и диаграмму коммутации элементов схемы при заданных неисправности.

Методика выполнения

Для лучшего понимания работы схем курсант составляет временную диаграмму, на которой отображает последовательность срабатывания элементов схемы. После изучения схем он рассказывает принцип их работы преподавателю без использования литературного описания. Курсант обсуждает с преподавателем возможные неисправности изучаемых механизмов с использованием принципиальной схемы и предлагает способы их устранения. После этого курсант отмечает на построенной временной диаграмме изменения в работе схемы, вызванные обсуждаемыми неисправностями.

Вопросы для самоконтроля

1. Объясните работу схем электроприводов при номинальном режиме работы?

2. Какие виды защит применяются в изучаемых схемах?

3. Схема управления брашпилем на переменном токе: поясните назначение реле РГ и ВУ2?

4. Схема управления электроприводом брашпиля на постоянном токе: поясните, как происходит регулирование оборотов исполнительного двигателя ДИ?

Рекомендуемая литература: [15, 18].

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ТРАЛОВОЙ ЛЕБЕДКИ

Цель работы:

1.Изучить функциональную схему автоматизации траловой лебедки, освоить методику составления структурной схемы автоматизации.

2.Освоить методику экспериментального определе­ния параметров электропривода, первичных преобразователей (датчиков) как элементов САУ.

3. Изучить работу схемы электропривода траловой лебедки БКРТ «Наталья Ковшова».

4. Изучить работу схемы электропривода траловой лебедки РТМ «Атлантик».

 

Материалы и оборудования

Лабораторная установка состоит из силового оборудования (двигателей М1, М2 и генераторов G1 и G2, причем последний служит для создания нагрузки, имитирующей момент сопротивления траловой лебедки) и устройства управления. Конструктивно органы управления и настроек вынесены на две панели.

На первой панели изображена мнемосхема, соответствующая рис.4.1, где также установлены измерительные приборы, органы пуска (ключ SA5 и кнопки "Пуск" - "Стоп") схемы в работу и регулировки момента сопротивления лебедки. Указанные регулировки осуществляются как реостатом, изменяя ток возбуждения генератора G2, так и ступенчатым изменением переключателем SA1 величины сопротивления нагрузки этого генератора.

На второй панели нанесена мнемосхема устройства управления.

В схему управления также встроено устройство защиты, отключающее стенд при токе якоря двигателя более 15 А и скорости двигателя более 2000 об/мин.

Данные обмоток генератора G1 и двигателя М2: R_ВГ =306 Ом, R_ЯГ =0,49 Ом, L_ВГ=22,6 Гн, L_ЯГ =7,3 мГн, R_ВД =315 Ом, R_ЯД=1,32 Ом, L_ВД =22,6 Гн, L_ЯД =35 мГн.

Схемы и их описание приведены на стр.335 и стр.341 [18] соответственно.

Задание для курсантов

1. Привести функциональную, структурную и принципиальные схемы САУ

2. Выполнить линеаризацию уравнений (4.1)...(4.5) и получить в итоге уравнения системы (4.6).

3. Из уравнений (4.10)...(4.12) получить формулы для расчета k_Ф и J.

4. Записать уравнение цепи якоря генератора и вывести формулу для расчета k_ВГ.

Методика выполнения

1. Подготовить установку к снятию параметров, для чего при отключенном питании установки выполнить:

1.1 Ввести в САУ ПД-регуляторы тока и скорости с максимальной демпфирующей способностью, включив тумблеры S4 и S7 (для всех тумблеров "включено" соответствует верхнему положению ручки тумблера), поставив переключатели SA2 и SA3 в положение 3, а резисторы R18 и R22 в крайнее положение по часовой стрелке.

1.2 Включить тумблеры S3 и S1 и отключить тумблер S2.

1.3 Поставить потенциометр R1 в среднее положение, а переключатели SA4 и SA1 в нулевое.

2. Подать ключом SA5 питание на стенд и кнопкой "Пуск" включить асинхронный двигатель М1.

3. Регулируя задание тока якоря, а также изменяя положение резистора R40, снять показания, необходимые для расчета k_ВГ.

4. Установить ток якоря на уровне 10 - 12 А.

5. Переключателем SA4, а также изменением положения резистора R43, снять показания, необходимые для расчетов k_С и k_Т.

6. Отключая установку с разных начальных скоростей и наблюдая момент остановки двигателя М2, снять показания, необходимые для расчета J. (Выполнить 5 отключений, результаты расчетов усреднить).

7. Изучить работу схемы электропривода траловой лебедки БКРТ «Наталья Ковшова» и траловой лебедки РТМ «Атлантик». Схемы и их описания приведены на стр.335 - 345 [18].

 

Вопросы для самоконтроля

1. Объяснить принцип составления структурной схемы САУ?

2. Объяснить работу автоматизированной траловой лебедки?

3. Как экспериментально определить параметры силового оборудования и системы управления автоматизированного электропривода?

4. Объяснить принцип работы схемы электропривода траловой лебедки БКРТ «Наталья Ковшова»?

5. Объяснить принцип работы схемы электропривода траловой лебедки РТМ «Атлантик»?

Рекомендуемая литература: [9;15;17;18].

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5.

Материалы и оборудование

Лабораторная установка состоит из: силового оборудования (асинхронный двигатель М1), устройства управления подъемного механизма, стенда, на котором размещены измерительный прибор DMK 30, однополюсный автоматический выключатель. На передней панели расположены тумблер «сеть» с сигнальной лампочкой, лицевая панель мультиметра DMK 30 и вынесена принципиальная схема.

Структурная и принципиальная схемы для исследования электропривода механизма подъема грузов приведены на рисунках 5.1 и 5.2.

 

 

Рисунок 5.1 – Структурная схема электропривода механизма подъема грузов

Рисунок 5.2 – Принципиальная схема электропривода механизма подъема грузов

 

Каркас лабораторной установки состоит из сваренных уголков высотой 2.4 метра. В верхней части установки расположен подъемник Уралмаш ЭП-150/300, в нижней части размещаются груза на деревянной подложке.

В соответствии с требованиями инженера безопасности основание стенда прикреплен к полу четырьмя болт-дюбель 10*100 мм и к стене через раму четырьмя болт-дюбель 10*100 мм, что обеспечивает жесткость стенда.

Также стенд запирается на дверь, на которой расположен концевой выключатель для обесточивания лабораторной установки. К раме стенда приварена металлическая сеть для предотвращения проникновения в рабочую область стенда. Рама стенда заземлена лентой плетенка.

Безопасность эксплуатации грузоподъемных машин обеспечивается надежностью и прочностью их конструктивных элементов, а также канатов, грузозахватных органов. Большое значение имеет оснащение грузоподъемных машин предохранительными и блокировочными устройствами.

Концевые выключатели отключают электродвигатель привода при подходе грузозахватного устройства к крайнему положению.

Стенд относится к категории учебный.

 

Задания для курсантов

Отчет о работе должен содержать формулировку цели, схему электрическую принципиальную, расчет механических и скоростных характеристик электродвигателя, необходимо рассчитать моменты электродвигателя и построить нагрузочные диаграммы.

 

Методика выполнения

1. Изучите устройство и принцип действия лабораторной установки.

2. Произвести расчет при заданных теоретических данных механических и электромеханических характеристик, построить нагрузочную диаграмму.

3. Выполнить замер необходимых измерений (ток, мощность, линейную скорость), для этого необходимо.

3.1. С разрешения преподавателя открыть дверь стенда, подвесить груз к грузозахватному устройству.

3.2. Закрыть дверь, подать кнопкой QF2 питание на схему стенда.

3.3. С пульта управления произвести подъем и спуск груза, замерив ток, мощность время подъема и спуска и расстояние пройденное грузом.

4. Выполнить необходимое количество опытов, опустить груз в крайнее нижнее положение, отсоединить грузозахватывающее устройство, обесточить стенд.

5. Выполнить расчет механических и электромеханических характеристик.

6. Построить нагрузочную диаграмму.

7. Сравнить теоретические и практические расчеты нагрузочных диаграмм, определить абсолютную и приведенную погрешности.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Какие механизмы подъема вы знаете?

2. Что такое механическая и электромеханическая характеристика?

3. Что такое нагрузочные диаграммы, для чего их строят?

4. На основании чего выбирается электродвигатель механизма подъема?

5. Перечислите требования Регистра к электроприводам грузовых лебедок и кранов?

Рекомендуемая литература: [9;15;17;18].

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6.

ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ГРУЗОВОЙ ЛЕБЕДКИ

Цель работы:

1. Изучить устройство и принцип действия электропривода грузовой лебедки переменного тока.

2. Отработать навыки поиска неисправностей в схеме управления электроприводом.

3. Изучить работу схемы управления грузовой лебедкой с двигателем переменного тока.

 

Материалы и оборудование

Лабораторная установка состоит из следующих основных элементов исполнительного двигателя, магнитного контроллера, командоконтроллера и учебного пульта.

В качестве исполнительного двигателя применен трехскоростной асинхронный двигатель М1 с электромагнитным тормозом постоянного тока YB и принудительной вентиляцией от автономного электродвигателя М2.

В лобовых частях статорных обмоток электродвигателя М1 встроены датчики температурного реле КК1 для защиты обмоток от перегрева.

Схема электрическая принципиальная электропривода грузовой лебедки изображена на рисунке 6.1 и на лицевой панели учебного пульта, где также расположены светодиоды для индикации подачи питания на обмотки электродвигателей и индикации неисправностей в соответствующих цепях схемы. В нижней части учебного пульта размещены тумблеры для ввода неисправности (внутри стенда) и тумблеры для их устранения (на лицевой панели). Тумблер ПР служит для переключения тренажера в режим обучения или режим поиска неисправностей.

В нулевом положении командоконтроллера МК и открытой крышке вентилятора (выключатель SB4 замкнут), а также замкнутых контактах аварийного выключателя SB3, выключателя магнитного контроллера SB5 и многопозиционного переключателя постов управления b5 загорается лампа EL, получает питание катушка контроллера S4, который срабатывает и подключает к сети электровентилятор М2. Находится под током катушка нулевого реле KH1, через один из замкнувшихся контактов которого получают питание катушки реле времени KT1 и KT2 для плавного разгона двигателя М1, а также температурное реле KK1, замыкающее свой контакт.

Если командоконтроллер поставить в первое положение "Подъем" или "Спуск" срабатывает реверсивный контактор S1 или S2, затем контактор первой скорости S11 и реле времени для плавного торможения KT3, после чего через один из замкнувшихся блок-контактов контактора S11 получает питание контактор тормоза S14. В результате срабатывания контактора S14, происходит растормаживание при помощи катушки YB электродвигателя М1 и одновременно обеcточивается катушка реле времени KT1. Один из контактов реле KT1 продолжает шунтировать экономическое сопротивление тормоза R_YB, обеспечивая в течение времени выдержки форсировку напряжения питания тормоза YB и практически одновременное растормаживание и включение обмотки малой скорости двигателя М1.

При переводе командоконтроллера во второе положение "Подъем" или "Спуск" после выдержки времени реле KT1, если она не закончилась в первом положении командоконтроллера, срабатывает контактор второй скорости S12, обесточивая катушки контактора S11 и реле времени KT2, а также одновременно подавая питание на катушку реле времени KT4.

Если перевести командоконтроллер в третье положение "Подъем" или "Спуск", то после выдержки времени реле KT2, если она не закончилась, когда командоконтроллер находился во втором положении, срабатывает промежуточное реле KH2 и одновременно отключит контактор S12 и подключит контактор третьей скорости S13. Реле времени KT4 своим контактом обеспечит бесперебойное питание контактора тормоза S14.

При обратной перекладке командоконтроллера из третьего положения во второе произойдет отключение реле KH2 и последовательное переключение контакторов S13 и S12.

При переключении из второго положения в первое одновременно получает питание контактор S11, отключается контактор S12 и реле времени KT3, после чего одним из блокконтактов S12 подключается реле времени KT2, а другим - отключается реле времени KT4.

Если перевести командоконтроллер в нулевое положение, то отключается контактор тормоза S14 и в течении времени отработки обеспечивается одновременное рекупер