Автоматические швартовные лебедки

Рис. 1.4. Силовая часть релейно – контакторного электропривода АШЛ.

С точки зрения повышения надежности, ресурса, безопасности работы автоматической швартовной лебедки более справедливым оказывается применение коммутационных аппаратов на базе управляемых вентилей (тиристоров). По сравнению с контактными аппаратами тирис

торные коммутаторы имеют следующие преимущества:

ü Практически неограниченный ресурс по количеству циклов ВО;

ü Высокое быстродействие;

ü Большой коэффициент усилия по мощности, обусловленный тем, что для включения тиристоров достаточно короткого маломощного импульса;

ü Легкость введения автоматизации;

Рис. 1.5. Механические характеристики релейно – контакторного электропривода АШЛ

ü Высокая надежность работы при упрощении обслуживания; большие возможности управления пуском, торможением и другими переходными режимами электропривода.

К недостаткам тиристорных коммутаторов следует отнести:

ü Значительно меньшая по сравнению с контактными перегрузочная способность по току;

ü Ограниченное количество коммутируемых цепей;

ü Большие потери, выделяемые в тиристорах при протекании переменного тока;

ü Несколько большие, чем у электромагнитных контакторов габариты, масса и стоимость.

Наиболее полно проявляются преимущества тиристорных коммутаторов (в отношении надежности, ресурса, срока службы и др.) в системах электроприводов с многоскоростными короткозамкнутыми двигателями, в которых осуществляется замена всех силовых контактных коммутационных аппаратов бесконтактными. Применение бесконтактных контроллеров в этих системах позволяет помимо характеристик, свойственных системам релейно – контакторного типа, реализовать и новые. Так, представляется возможным без существенного усложнения схемы электропривода получить режим динамического торможения, а также режим противовключения. Открывается возможность изменять по требуемому закону момент двигателя в режимах пуска и торможения. Однако формирование таких пусковых и тормозных характеристик требует регулирование подводимого к нему напряжения, что сопряжено с некоторым усложнением системы управления.

Принципиальная схема электропривода автоматической швартовной лебедки с трехскоростным двигателем и с контроллером КБТ приведена на Рис.1.6. Здесь предусматривается ступенчатый пуск и торможение. Управление тиристорами в контроллерах КБТ осуществляется анодным напряжением, прикладываемым к тиристорам. Принципиальная схема тиристорного коммутатора (в одной фазе) с таким управлением показана на Рис.1.7.

Коммутация управляющих цепей тиристоров производится здесь с помощью герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов), которые из – за своей высокочувствительности хорошо сочетаются с полупроводниковыми элементами. В контроллерах предусмотрены нулевые и тепловые защиты тиристоров от перенапряжений (БЗП). Защита тиристоров от токов короткого замыкания осуществляется с помощью автоматического выключателя. Контроль включения тиристорных коммутаторов производится с помощью реле РК1 – РК3. Конструктивно контроллеры выполняются в виде съемных блоков, размещенных в шкафах. По габаритам контроллеры в 1,3 – 1,5 раза превышают соответствующие исполнения магнитных контроллеров с релейно – контакторной аппаратурой.

Серия КТБ построена на применении тиристоров ВКДУ 150. Она рассчитана на управление двигателями мощностью 20 – 30 кВт. С целью расширения диапазона мощностей предполагается использовать в контроллерах таблеточные тиристоры Т320.

При автоматическом режиме работы сигнал на травление или выбирание каната поступает от механического взвешивающего устройства в систему управления тиристорными блоками.

Рис. 1.6. Силовая часть электропривода АШЛ с бесконтактной коммутацией (сконтроллером КБТ).

Рис. 1.7. Принципиальная схема тиристорного коммутатора (в одной фазе).

Системы с бестоковой коммутацией обладают наиболее высокими надежностными показателями. Однако характерным для этих является значительное увеличение габаритов станций управления, особенно с ростом мощности привода. Это ограничивает область применения систем с бестоковой коммутацией.

В судовых электроприводах все более широкое распрастранение находят контроллеры с совместным применением как контактной, так и бесконтактной аппаратуры. Такое совмещение аппаратов позволяет получить более простые системы, приближающиеся по своему построению к обычным релейно – контакторным структурам, но отличающиеся от них гораздо большим уровнем электрической износоустойчивости коммутационных аппаратов.

В настоящее время разработано несколько схемных решений электропривода автоматической швартовной лебедки с бестоковой коммутацией. Построение таких систем для электроприводов с трехскоростными короткозамкнутыми двигателями возможно на основе двух решений:

1. Шунтирование главных контактов контактора цепочками состоящими из встречно – параллельно включенных тиристоров;

2. Включение последовательно с главными контактами цепочек из встречно – параллельно включенных тиристоров.

В обоих случаях коммутацию тока в цепи двигателя можно осуществлять тиристорами, а все переключения без тока – контактными элементами контакторов или других коммутационных, например, кулачковых контроллеров. Тем самым электрическая износоустойчивость контактных аппаратов, используемых в электроприводе, приближается к уровню их механической износоустойчивости.

Бестоковая коммутация в первом случае получается за счет применения для обычных контакторов специальных блоков бестоковой коммутации. Такой блок для одной фазы (Рис.1.8) состоит из двух встречно - параллельно включенных тиристоров Т1 и Т2, шунтирующих главный контакт ГК контактора и блоков управления БУ1 и БУ2 с трансформатором тока Тр. Бестоковая коммутация достигается за счет шунтирования главного контакта ГК, что исключает дуговой разряд на контактном промежутке. В момент замыкания главного контакта через первичную обмотку трансформатора Тр начинает протекать ток, благодаря чему на тиристоры поступают сигналы управления. Тиристоры открываются и шунтируют цепь главного контакта. Закрывание тиристоров осуществляется или при переходе тока через нуль, или при достижении нормального контактного нажатия на главных контактах, когда тиристоры оказываются зашунтированными. В промежутках между коммутациями при любом токе нагрузки, в пределах рабочих токов, тиристоры находятся в открытом состоянии по цепи управления, но зашунтированы главными контактами. При размыкании главного контакта коммутация тока происходит через тиристоры, которые запираются при переходе тока через нуль. Тиристорные блоки крепятся непосредственно на контакторах. Электрическая износостойкость контакторов приближается к 1 млн. циклов.

 Скачать реферат