Электродвижение судов и элетропривод судовых механизмов

В книге изложены теория и методы расчета автоматизированного электропривода гребных винтов и вспомогательных судовых механизмов. Большое внимание уделено графическим и аналитическим методам исследования переходных процессов. Подробно рассматриваются гребные электрические установки постоянного и переменного тока, рулевые электроприводы, электроприводы якорных, грузовых и буксирных устройств, насосов, вентиляторов и компрессоров. Приведены типовые схемы управления электроприводами. Изложению теоретических вопросов предшествуют краткая история развития, а также описание современного состояния и перспектив развития электрооборудования и электроприводов судов. Книга является учебным пособием для студентов вузов и курсантов высших мореходных училищ, специализирующихся в области судового электрооборудования, а также будет полезна инженерно-техническим работникам конструкторских бюро судостроительной промышленности.

Оглавление
Предисловие
Введение
I. Общие вопросы работы судового электрооборудования
Глава 1. Условия работы и основные характеристики судового электрооборудования
§ 1.1. Род тока, величина напряжения и частота
§ 1.2. Судовое электрооборудование, его исполнение и конструкция
§ 1.3. Характеристики электродвигателей постоянного тока
§ 1.4. Характеристики системы генератор-двигатель
1. Механическая характеристика электродвигателя
2. Система генератор-двигатель с двухобмоточным возбудителем
3. Система генератор-двигатель с трехобмоточным возбудителем
§ 1.5. Характеристики асинхронных двигателей
§ 1.6. Асинхронная машина при различных значениях напряжения и частоты
§ 1.7. Аналитический метод расчёта установившихся режимов работы судовых электроприводов
1. Предварительные замечания
2. Уравнение движения привода
3. Основания для выбора механической характеристики двигателя и его номинальной скорости вращения
§ 1.8. Общие сведения о защите автоматизированных судовых электроприводов и ГЭУ
1. Защита судовых электроприводов
2. Зашита ГЭУ постоянного тока
3. Защита ГЭУ переменного тока
Глава 2. Переходные процессы в судовых электроприводах
§ 2.1. Предварительные замечания
§ 2.2. Применение операторного метода для определения переходного процесса в электроприводе с двигателем независимого возбуждения
§ 2.3. Применение метода конечных приращений для расчета переходных процессов
§ 2.4. Графический метод расчета переходных процессов
1. Графическое решение уравнения движения элементарного звена
2. Определение нарастания э. д. с. генератора постоянного тока при наличии обратной связи по напряжению
3. Определение нарастания э. д. с. генератора постоянного тока при наличии трансформаторной обратной связи
4. Расчет переходных процессов электродвигателя при постоянном потоке возбуждения его и изменении величины э. д. с. генератора
§ 2.5. Метод математического моделирования для исследования переходных процессов
1. Общие сведения
2. Основные блоки электрической моделирующей машины
3. Электронные модели типа МН-7 и ИПТ-5
II. Гребные электрические установки (ГЭУ)
Глава 3. Энергетические установки движения судна
§ 3.1. Назначение и типы гребных установок
§ 3.2. Судовые движители и их характеристики
1. Сопротивление воды движению судна
2. Типы судовых движителей
3. Характеристики винта
4. Изменение рабочих характеристик винта
5. Реверсивная характеристика винта
§ 3.3. Особенности ГЭУ
1. Назначение ГЭУ
2. Классификация ГЭУ
3. Сравнение гребных установок
§ 3.4. Первичные тепловые двигатели ГЭУ
1. Дизели
2. Работа дизеля при непосредственном соединении с винтом
3. Паровые турбины
4. Газовые турбины
5. Использование атомной энергии для движения судов
6. Новые источники электроэнергии и перспективы их использования на судах
Глава 4. Гребные электрические установки постоянного тока
§ 4.1. Мощность электродвигателей и генераторов и схемы цепи первичной коммутации
1. Выбор мощности электродвигателя и генератора
2. Выбор схемы
3. Аппараты цепи первичной коммутации
§ 4.2. Напряжение и системы возбуждения генераторов и электродвигателей
§ 4.3. Режим экономического хода и аварийный режим
§ 4.4. Система генератор-двигатель с обратной связью по току главной цепи и обычным возбудителем
1. Характеристики генераторов и электродвигателей
2. Внешняя характеристика генератора
3. Последовательность построения характеристик электродвигателя и генератора
4. Выбор режима работы электродвигателя
5. Выбор трехобмоточного возбудителя для ГЭУ
6. Изменение механических характеристик гребных электродвигателей при неполном числе генераторов в режимах экономического хода
7. Изменение магнитного потока электродвигателя при отклонении режима работы от номинального
8. Внешняя характеристика генератора с учетом изменения скорости вращения дизеля
§ 4.5. Системы генератор-двигатель с автоматическим регулированием мощности
1. Требования, предъявляемые к системам с автоматическим регулированием мощности
2. Системы регулирования мощности изменением напряжения генератора
3. Система регулирования мощности изменением магнитного потока электродвигателя
§ 4.6. Выбор системы регулирования мощности в зависимости от назначения судна
§ 4.7. Комбинированные гребные установки
1. Назначение и устройство комбинированных установок
2. Комбинированные установки постоянного тока
§ 4.8. Схема защиты ГЭУ постоянного тока
Глава 5. Переходные процессы в гребных электрических установках постоянного тока
§ 5.1. Пуск и реверс гребного электродвигателя
§ 5.2. Расчет переходных процессов в ГЭУ постоянного тока
§ 5.3. Применение моделирующих устройств
§ 5.4. Устойчивость и качество переходного процесса ГЭУ с МУ-возбудителем генератора
Глава 6. Гребные электрические установки переменною тока
§ 6.1. Обоснования выбора ГЭУ
§ 6.2. Турбоэлектрические гребные установки (ДЭГУ)
§ 6.3. Дизель-электрические гребные установки (ДЭГУ)
§ 6.4. Аппараты, применяемые в цепях первичной коммутации
§ 6.5. Параллельная работа генераторов
1. Способы синхронизации
2. Распределение нагрузки
§ 6.6. Типы гребных электродвигателей
§ 6.7. Режимы работы ГЭУ переменного тока
1. Изменение частоты
2. Зависимость между напряжением и частотой при уменьшении скорости вращения синхронного двигателя
3. Режимы экономического хода и аварийные режимы
4. Определение изменения напряжения генератора в установившихся режимах
5. Совместная работа первичного двигателя и системы генератор-двигатель переменного тока
§ 6.8. ГЭУ с системой прямого амплитудно-фазового компаундирования
§ 6.9. Комбинированные гребные установки переменного тока
§ 6.10. Виды защиты, применяемые в ГЭУ
1. Максимальная токовая защита
2. Дифференциальная защита
3. Защита от замыканий одной фазы обмотки статора на корпус
4. Защита обмотки возбуждения от замыкания на корпус
5. Защита гребных электродвигателей
6. Виды защиты, рекомендуемые Правилами Регистра СССР
7. Бесконтактные устройства в схемах защиты
Глава 7. Процесс пуска и реверса гребного электродвигателя переменного тока
§ 7.1. Пуск гребного электродвигателя
§ 7.2. Реверс гребного электродвигателя
§ 7.3. Расчет пуска и реверса гребного электродвигателя
1. Назначение расчета и метод расчета
2. Определение параметров двигателя в зависимости от частоты ротора
3. Определение н. с. возбуждения генератора (кратности тока возбуждения) при пуске и реверсе гребного электродвигателя
4. Расчет кривой момента сопротивления электродвигателя в режиме динамического торможения
5. Примерный расчет пуска синхронного двигателя
III. Электропривод судовых вспомогательных механизмов
Глава 8. Электрифицированные вспомогательные механизмы судовых систем
§ 8.1. Предварительные замечания
§ 8.2. Назначение и характеристики судовых систем
§ 8.3. Классификация и основные характеристики вспомогательных ме-ханизмов
1. Классификация вспомогательных механизмов и их назначение
2. Объемные насосы
3. Лопастные центробежные насосы
4. Электромагнитные насосы
5. Вентиляторы, воздуходувки, компрессоры
§ 8.4. Основания для определения мощности и выбора типа электродвигателя
§ 8.5. Схемы управления электроприводом вспомогательных механизмов
1. Способы пуска электроприводов с двигателями постоянного тока
2. Способы пуска электроприводов с асинхронными короткозамкнутыми двигателями
3. Схемы автоматического пуска электроприводов вспомогательных механизмов
Глава 9. Электропривод механизмов рулевого устройства
§ 9.1. Назначение и классификация рулевых устройств. Режимы работы электропривода
1. Назначение и классификация рулевых устройств
2. Рули и моменты на баллере
3. Передаточные механизмы
4. Режимы плавания судна и требования к электроприводу рулевого устройства
§ 9.2. Схемы дистанционного управления электроприводом рулевого устройства
1. Схема управления по системе генератор двигатель
2. Схема управления релейно-контакторного типа
§ 9.3. Схемы систем управления рулевым приводом с гидравлической передачей
§ 9.4. Бесконтактные схемы управления электроприводом рулевого устройства
1. Предварительные замечания
2. Схема системы управления с промежуточным МУ
3. Управление электродвигателями с помощью дросселей насыщения
§ 9.5. Системы автоматического управления курсом судна
1. Предварительные замечания
2. Системы дискретного автоматического управления
3. Системы непрерывного автоматического управления
§ 9.6. Основания для расчета электропривода рулевого устройства с механической передачей
1. Основные вопросы расчета электропривода
2. Моменты сопротивления на валу электродвигателя и определение его мощности
3. Проверка соответствия выбранного двигателя заданной продолжительности перекладки
4. Проверка выбранного двигателя на нагрев
5. Применение метода моделирования с помощью математических машин для расчета переходного процесса в электроприводе рулевого устройства
§ 9.7. Расчет электропривода рулевого устройства с гидравлической передачей
1. Основные параметры гидравлического привода
2. Уравнение движения гидравлического привода при постоянном пере-даточном числе
3. Уравнение движения гидравлического привода в переходном режиме
4. Выбор насоса и электродвигателя
§ 9.8. Анализ системы автоматического управления курсом судна
1. Предварительные замечания
2. Математическая формулировка задачи
3. Исследование устойчивости системы
4. Исследование качества переходных процессов
Глава 10. Электропривод механизмов якорно-швартовного устройства
§ 10.1. Назначение, основные элементы и режим работы якорно-швартовного устройства
1. Назначение и основные элементы якорно-швартовного устройства
2. Режим работы и основные требования при постановке судна на якорь, снятии с якоря и швартовании
§ 10.2. Схемы управления электроприводом якорно-швартовного устройства
1. Контроллерные схемы управления
2. Релейно-контакторные схемы управления
3. Система генератор-двигатель
4. Схема управления с дросселями насыщения
§ 10.3. Расчет электропривода механизмов якорно-швартовного устройства
1. Силы, действующие при снятии с якоря
2. Определение мощности электродвигателя
Глава 11. Электропривод судовых лебедок и кранов
§ 11.1. Классификация подъемных механизмов и режим работы электропривода
§ 11.2. Основания для выбора типа электродвигателя и механической характеристики электропривода
§ 11.3. Схемы управления электроприводами судовых подъемных ме-ханизмов
1. Контроллерная схема управления
2. Релейно-контакторные схемы управления
§ 11.4. Расчет мощности и выбор электродвигателя грузовой лебедки
1. Определение мощности электродвигателя по заданной грузоподъемности
2. Определение мощности электродвигателя по заданной производительности
§ 11.5. Буксирные лебедки
1. Лебедка с устройством для контроля тягового усилия
2. Лебедка с контролем усилия, осуществляемым двигателем
3. Недостатки буксирных лебедок с устройством для контроля тягового усилия и с контролем усилия, осуществляемым двигателем, и задачи их дальнейшего совершенствования
4. Буксирная лебедка по системе генератор-двигатель с применением в качестве генератора ЭМУ
§ 11.6. Расчет мощности и выбор исполнительного электродвигателя буксирной лебедки
§ 11.7. Основания для расчета электропривода кранов
1. Особенности и режим работы
2. Расчет мощности электродвигателей механизмов судовых кранов
§ 11.8. Пример динамического расчета системы автоматического регулирования натяжения троса
1. Определение передаточных функций
2. Исходные данные для расчета
3. Исследование системы
Приложение
Литература