Proiect de diplom

Vinciul de ancor

Elev: ANGHEL FlorinCoordonator:PETRACHE Aleus Iulian Vinciul de ancor

1. Schema electricn figura 1 se prezint schema electric de comand a acionrii cabestanului de ancor prin sistemul generator-motor.

Elementele componente ale schemei din figura 1 sunt:m1 - motor asincron n scurtcircuit;m2 - generator de curent continuu cu excitaie mixt diferenial;m3 - motor de curent continuu cu excitaie independent;m4 - generator auxiliar de curent continuu care alimenteaz circuitele de comand;ES(m2), EI(m2) - excitaiile serie i independent ale generatorului m2;EI(m3) - excitaia independent a motorului m3;ED(m4), ES(m4) - excitaiile derivaie i serie ale generatorului auxiliar;C1 - contactor pentru cuplarea alimentrii motorului m1;C2 - contactor pentru scurtcircuitarea rezistenelor de pornire;b1, b2 - butoane pentru comanda pornirii i opririi motorului m1;h1 - lamp de semnalizare cu lumin galben;h2 - lamp de semnalizare cu lumin aib;R1-R3 - rezistene de pornire pentru motorul m1;R4-R8 - rezistene pentru reglajul tensiunii generatorului m2;R9 - rezisten pentru limitarea curentului prin excitaia motorului m3;FE - bobina frnei electromagnetice;b(1-1')-b(12-12') - contactele controlerului de comand.

Schema din figura 1 corespunde unei aplicaii practice pentru acionarea unei ancore de 4 tone. n acest caz motorul de execuie, are puterea de 50kW, generatorul principal, m2, care alimenteaz motorul de execuie are puterea 60kW, iar motorul primar de tip asincron n scurtcircuit, m1, care acioneaz pe axul su, generatorul principal m2 i generatorul auxiliar m4 are puterea 75kW. n figura 1 sunt prezentate caracteristicile mecanice ale acestei acionri.Pregtirea pentru funcionare a schemei din figura 1 se face prin pornirea motorului primar m1 care antreneaz pe axul su generatoarele de curent continuu m2 i m4.Pornirea motorului primar m1 este posibil cnd controlerul de comand este pe poziia zero i contactul b(12-12') este nchis. Pentru pornire se apas butonul b1. Este alimentat contactorul C1 care conecteaz nfurarea statorului motorului m1 la reea avnd nseriate rezistenele de pornire R1 - R3. Se aprinde lampa hi de culoare galben, n acelai timp se alimenteaz i releul de timp d care cu ntrziere va nchide contactul d(2-4). ntrzierea la acionare a releului d corespunde duratei regimului tranzitoriu de accelerare a motorului conectat cu rezistenele de pornire. Prin nchiderea contactului d(2-4) se alimenteaz contactorul C2 care scurtcircuiteaz rezistenele de pornire. Se stinge lampa hi i se aprinde lampa h2, lumin aib, care indic terminarea pornirii motorului asincron m1. n modul prezentat se asigur pornirea automat n funcie de timp a motorului asincron n scurtcircuit.

Motorul asincron antreneaz pe axul su generatorul principal de curent continuu m2 care n aceast situaie pregtitoare nu produce tensiune ntruct circuitul excitaiei independente este ntrerupt i de asemenea antreneaz generatorul auxiliar m4 care produce tensiune la valoarea nominal i alimenteaz schema de comand. Este parcurs de curent excitaia independent a motorului de execuie conectat n serie cu rezistena R9 de limitare a curentului.Motorul de execuie m3, care antreneaz mecanismul de ancorare, este n repaus, curentul prin indusul su fiind nul. Funcionarea. Se pune controlerul pe poziia 1 "VIRA". Se nchid contactele b(1-1'), b(2-2'), b(4-4') i b(6-6'). Este alimentat bobina frnei electromagnetice i se elibereaz axul motorului de execuie m3 de sub aciunea frnei mecanice, nfurarea de excitaie a motorului E1(m3) este parcurs de curentul nominal prin scurtcircuitarea rezistenei R9. Este conectat alimentarea excitaiei generatorului principal E1 (m2) n serie cu rezistenele R4 - R8. Curentul prin excitaie se stabilete la valoarea minim i ca urmare tensiunea produs de generatorul m2 are valoarea minim. Motorul de execuie m3 se rotete cu turaia I minim n sensul de virare a lanului de ancor la bordul navei.Pe poziiile 2, 3, 4, 5 i 6 se nchid n ordine contactele b(7-T), b(8-8'), b(9- 9'), b( 10-10') i b( 11-11') i sunt scoase pe rnd treptele de rezisten de la R4 la R8. Prin scoaterea treptelor de rezisten se mrete n trepte curentul prin excitaia generatorului, tensiunea generatorului i turaia motorului de execuie. Pe ultima poziie 6 se obine turaia maxim a motorului de execuie.Schema fiind simetric funcionarea pe poziiile "FILA" este aceeai cu deosebirea c se inverseaz sensul curentului prin excitaia generatorului E1 (m2), avnd ca rezultat inversarea polaritii tensiunii generatorului i a sensului de rotire pentru motorul de execuie.Din prezentarea caracteristicilor mecanice se observ c excitaia serie anticompound asigur limitarea automat a momentului de repaus sub curent dezvoltat de motorul de execuie i ca urmare o protecie special la suprasarcin a motorului m3 nu este necesar.La revenirea controlerului pe poziia zero, motorul de execuie m3 este conectat n regim de frnare dinamic. Rezistena de frnare dinamic n acest caz este constituit de rezistena indusului generatorului.Schema electric de comand cu tiristoare a acionrii cabestanului de ancor Comanda cu tiristoare a electromotoarelor de curent continuu reprezint una din direciile moderne importante de dezvoltare a acionrilor electrice. Prin acest sistem de comand se obin caracteristici mecanice asemntoare cu cele obinute prin sistemul generator-motor, n condiiile n care n locul grupului de maini electrice se folosete numai motorul de execuie.Sistemele de comand cu tiristoare se vor extinde n acionrile electrice navale n msura n care se vor rezolva urmtoarele probleme mai importante care limiteaz aplicarea lor: sigurana n funcionare n condiiile de mediu de la bordul navei i eliminarea perturbaiilor asupra sistemului de radiocomunicaii al navei.

n figura 2 se prezint o schem de comand cu tiristoare a acionrii cabestanului de ancor realizat i aplicat experimental la bordul unei nave.

Motorul de execuie utilizat este un motor de curent continuu cu excitaie mixt avnd urmtoarele caracteristici tehnice: Pn=16kW; Un = 220V; n, = 1000rot/min.

Principalele elemente ale schemei din figura 2 i funciunile lor sunt:m1 - transformator trifazat cobortor de tensiune;m2 - motor de curent continuu cu excitaie mixt pentru acionarea cabestanului de ancor;EO, ES - nfurrile de excitaie derivaie i serie ale motorului;m3, m4, m5 - amplificatoare magnetice pentru comand, nfurrile amplificatoarelor magnetice sunt notate astfel:W - nfurarea de sarcin;Wc - nfurarea de comand;Wr - nfurarea de reacie negativ;m6, m7, m8 - transformatoare pentru alimentarea generatoarelor de relaxare;GR - generator de relaxare pentru distribuirea impulsuri lor pozitive de comand a tiristoarelor.n absena semnalului de comand aplicat nfurrii We, reactana nfurrii de sarcin W este maxim. Ca urmare, ampliudinea curentului prin nfurarea W1 este minim i unghiul a de comand a tiristoarelor are valoarea maxim ceea ce corespunde valorii minime a tensiunii aplicate motorului de execuie.Odat cu aplicarea semnalului de comand n nfurarea We, n msura n care crete semnalul de comand se reduce inductana nfurrii Wc i crete amplitudinea curentului prin nfurarea W1. Prin aceasta se obine micorarea unghiului a i creterea tensiunii aplicate motorului corespunztor expresiei:

(4.1)

n care Ud = 1,35Ulinie reprezint tensiunea maxim dat de redresorul comandat pentru a = 0.n fiecare generator de relaxare tensiunea din nfurarea secundar W2 se aplic condensatorului de acumulare C1. Timpul de ncrcare al condensatorului se regleaz cu rezistena R1. Cnd condensatorul s-a ncrcat pn la valoarea pragului de deschidere a tiristorului ti acesta se deschide i condensatorul se descarc pe nfurarea primar a transformatorului de impuls W3.

m9, m10, m11 - transformatoare de impuls; la aplicarea impulsului pe nfurarea primar W3, din nfurarea secundar W4, se obine impulsul de deschidere a tiristoarelor de putere t2;n2 - redresor comandat de putere pentru alimentarea motorului de execuie;n3, n4 - redresoare n punte pentru redresarea tensiunii de comand a amplificatoarelor magnetice i pentru alimentarea schemei de comand;m13 - selsin de comand conectat pentru funcionarea ca selsin transformator.

Prin mutarea manetei de comand pe poziiile de la 1 la 10 tensiunea de ieire a seismului crete liniar. Aceast tensiune este redresat de puntea redresoare n3 i se aplic nfurrii de comand Wc a amplificatorului magnetic. La creterea tensiunii de comand U, se reduce inductana nfurrii W, crete amplitudinea curentului prin nfurarea W1 i se micoreaz unghiul a de deschidere a tiristoarelor. Ca urmare, crete tensiunea aplicat motorului de execuie avnd ca rezultat creterea turaiei acestuia. Prin acest procedeu reglarea tensiunii aplicate motorului se face n limitele 1:25.St-stabilitron. Este montat pe circuitul nfurrii de reacie negativ Wr, a amplificatorului magnetic i are rolul de a limita curentul prin indusul motorului de curent continuu.La suprasarcini Is = 1,75 In stabilitronul se strpunge i se aplic pe nfurarea de reacie negativ Wr un semnal proporional cu valoarea curentului de sarcin care creeaz un flux de sens opus fluxului dat de nfurarea de comand obinndu-se scderea brusc a tensiunii aplicat motorului de execuie i ca urmare, limitarea curentului prin indusul acestuia, nclinarea pantei cztoare a caracteristicii mecanice poate fi reglat cu rezistena R4.Tensiunea pe circuitul legturii inverse, de reacie negativ, se obine de la bornele untului R3 i este proporional cu valoarea curentului de sarcin.

C1, C2 - contactoare pentru cuplarea motorului i inversarea sensului de rotaie;C3 - contactor pentru alimentarea bobinei frnei electromagnetice FE;b( 1-1 ')+b( 5-5') - contactele controlerului de comand;a1, a2 - ntreruptoare automate pentru protecia transformatorului m1 i a motorului m2.2. Funcionaren poziia zero a controlerului schema este deconectat. Motorul de execuie m2 este n repaus i are axul frnat de frna mecanic.Pe poziia 1 "VIRA" se nchid contactele b(1-1'), b(2-2') i b(3-3'). Sunt alimentate selsinul de comand, releul de tensiune minim d care nchide contactul d(2-4) i contactorul C3 care realizeaz circuitul de alimentare al bobinei frnei electromagnetice.Este de asemenea alimentat nfurarea derivaie a motorului. Motorul se afl n repaus i este conectat pentru regimul de frnare dinamic.Pe poziia 2 "VIRA" se nchide n plus contactul b(4-4') i este alimentat contactorul C2. Indusul motorului este conectat la tensiune minim i viteza motorului este minim.n poziiile de la 3 la 10 tensiunea de ieire a selsinului de comand crete liniar i se obine n final creterea turaiei motorului de execuie. Schema este simetric, funcionarea pe poziiile "FILA" fiind aceeai. Caracteristicile mecanice ale acionrii cu tiristoare sunt asemntoare cu caracteristicile mecanice ale acionrii prin sistemul generator-motor reprezentate n figura 2.14.