Крім загальних вимог, що пред'являються ГОСТом, суднові електродвигуни повинні задовольняти спеціальним вимогам, що випливають з умов роботи їх на судні. До цих умов перш за все відноситься здатність машин надійно працювати при періодичному крен до 45 °, виникає при хитавиці судна.
Крім періодичної качки, суднові машини повинні без шкоди для їх роботи витримувати тривалий крен і диферент до 7 °.
Ізоляція машин повинна виконуватися з вологостійких і теплостійких ізолюючих матеріалів.
Всі суднові машини повинні бути забезпечені вбудованими фільтрами для придушення перешкод радіоприйому. За способом захисту від шкідливих впливів навколишнього середовища електродвигуни бувають у відкритому, бризгозащищенном, водозахищеного, герметичному і вибухонебезпечному виконанні.
У електродвигуна у відкритому виконанні. або, коротше, у відкритого електродвигуна все обертаються і струмопровідні частини відкриті, т. е. немає будь-яких спеціальних захисних пристосувань.
Подання про відкрите електродвигуні дає рис. 1, на якому зображена відкрита машина типу МП-550. Такі машини зазвичай встановлюються з козирками над колектором.
Мал. 1. Відкритий електродвигун
Бризкоозахищеним називаються електродвигуни, що мають захисні пристосування проти водяних крапель, що падають згори під кутом до 45 ° до вертикалі. На рис. 2 зображена бризкоозахищеним машина типу ПН.
Водозахищеного називаються електродвигуни, що мають захисні пристосування, що не допускають попадання всередину води при обливанні їх водою під тиском 2 атм з відстані 5 м в будь-якому напрямку протягом 5 хв.
Мал. 2. бризкоозахищеним електродвигун
Герметичними називаються електродвигуни, що мають щільно закритий корпус, який не допускає проникнення води всередину при роботі в зануреному стані в воду на глибину 10 м протягом 30 хв.
Вибухобезпечними називаються електродвигуни, які внаслідок вибуху в середині їх газу або пилу не допускають передачі вогню назовні або конструкція яких попереджає можливість виникнення вибуху всередині.
Різновидом закритих машин є закриті вентильовані і закриті обдуваються машини. перші - із спеціальними патрубками для підведення і відведення (по трубах) повітря, необхідного для вентиляції машини, і другі - з додатковим вентилятором, що проганяє повітря по зовнішній поверхні машини ( «обдуває» її).
На рис. 3 зображена закрита обдуваемая машина типу ПН.
При виборі перерахованих виконань електродвигунів керуються такими міркуваннями:
а) електродвигуни, що встановлюються в місцях, де вони піддаються потрапляння води, масла і т. п. тільки в вертикальному напрямку (зверху), можуть бути відкритими, але повинні при цьому забезпечуватися спеціальними захисними козирками;
б) електродвигуни, що встановлюються в місцях, де вони піддаються потрапляння бризок води від будь-яких джерел, повинні бути бризкоозахищеним;
Мал. 3. Закритий обдувається електродвигун
в) електродвигуни, що встановлюються на верхніх палубах або в місцях, де вони можуть опинитися під впливом потоку води, повинні бути водозахищеного;
г) електродвигуни, що встановлюються в приміщеннях, де є займисті гази або пил, повинні бути вибухобезпечними.
Найбільшого поширення на судах отримали бризгозахищеність і водозахищені електродвигуни.
По розташуванню вала розрізняють горизонтальні і вертикальні електродвигуни. Останні займають меншу площу, ніж горизонтальні, тому знайшли широке застосування для приводів різних насосів, що встановлюються в машинному відділенні.
Часто на судах використовують фланцеві електродвигуни. У цих двигунів кришки з боку приводу забезпечені фланцем, до якого і кріпиться фланець корпусу механізму (найчастіше вентилятора або відцентрового насоса). Крилатка вентилятора або насоса в цьому випадку насаджується на вал електродвигуна. Фланцеві електродвигуни бувають як горизонтальні, так і вертикальні.
Режими роботи суднових електродвигунів
При роботі електродвигуна частина споживаної ним з мережі енергії перетворюється всередині його в тепло. Якби при цьому не стати жертвою віддачі тепла електродвигуном в навколишній простір, то нагрів електродвигуна досяг би неприпустимо великий величини, при якій постраждали б обмотки і інші його частини. Тому електродвигуни розраховуються таким чином, щоб при тому чи іншому режимі їх роботи після закінчення деякого часу встановлювалося теплова рівновага. при якому кількість що утворюється в електродвигуні тепла було б дорівнює кількості тепла, що віддається електродвигуном в простір, а сам електродвигун був би нагрітий лише до певної, допустимої нормами, температури.
Для електродвигунів встановлені три режими роботи. а) тривалий, б) короткочасний і в) повторно-короткочасний.
Електродвигун, розрахований на тривалий режим роботи. т. е. на тривале навантаження, може працювати без зупинки протягом будь-якого за тривалістю часу (за умови, що навантаження не буде перевищувати номінальної величини, про яку йдеться на його паспортному щитку).
Електродвигун, розрахований на короткочасний режим роботи. т. е. на короткочасне навантаження, може працювати без зупинки лише протягом того проміжку часу, який вказується на щитку електродвигуна (наприклад, півгодини, годину, півтора чи два години), після чого повинен зупинятися і запускатися знову не раніше, ніж він охолоне до температури навколишнього середовища. Навантаження при цьому не повинна перевищувати номінальної величини, яка вказується на паспортному щитку електродвигуна.
Електродвигун, розрахований на повторно-короткочасний режим роботи. при якому робота весь час чергується з зупинками, може працювати протягом будь-якого інтервалу часу за умови, що при цьому витримується зазначена на паспортному щитку електродвигуна так звана відносна тривалість включення (позначається ПВ). Якщо позначити tраб - період роботи двигуна і toст - тривалість наступної за ним зупинки двигуна, то відносна тривалість включення, що виражається звичайно у відсотках, представить собою наступне співвідношення:
Наприклад, якщо tраб = 2 хв і tост = 6 хв, то
Нормальними величинами відносної тривалості включення ПВ вважаються 15, 25 і 40%. Очевидно, що найбільш легкими умовами роботи електродвигуна будуть такі, коли ПВ - 15% і найбільш важкими, - коли ПВ = 40%.
При розрахунку електродвигуна, призначеного для повторно-короткочасного режиму роботи, передбачається, що тривалість короткочасного періоду роботи tраб і наступного за ним короткочасного періоду зупинки tост практично не буде перевищувати 10 хв, т. Е. Tраб + tост = 10 хв.
Для кожного з цих трьох режимів роботи температура нагріву частин електродвигуна не повинна перевищувати величини, що допускається нормами Регістру. Температура навколишнього середовища приймається для судів рівної + 40 ° С. Допустиме перевищення температури електродвигуна над температурою навколишнього середовища встановлено нормами Регістру для різних частин двигуна в межах від 55 до 80 ° С з урахуванням роду ізоляції, застосованої при виготовленні двигуна.
Вибір електродвигуна. розрахованого на той чи інший режим роботи, проводиться в залежності від умов роботи приводиться ним у рух механізму. Так, наприклад, для вантажних лебідок вибираються електродвигуни, розраховані на повторно-короткочасний режим роботи, що відповідає характеру роботи лебідки; для значної частини суднових допоміжних механізмів, що працюють тривалий час, вибираються електродвигуни, розраховані на тривалий режим роботи.
Способи управління електродвигунами
Управління електродвигуном зводиться до пуску, реверсу, зупинці, гальмування і зміни швидкості його обертання.
Залежно від способу впливу на пускорегулюючі апаратуру розрізняють ручне, напівавтоматичне і автоматичне керування електродвигунів.
За родом застосовуваної апаратури управління може бути реостатним, контролерну, контакторних і по системі генератор-двигун.
При ручному управлінні всі операції зі зміни стану електродвигуна здійснюються безпосереднім впливом на пускорегулюючі апаратуру електродвигуна: рубильники, пакетні вимикачі і магнітні пускачі (при прямому пуску), пускові, що регулюють або пускорегулирующие реостати та контролери.
При електродвигунах значних потужностей апаратура ручного управління (реостати та контролери) стає важкою і громіздкою, а маніпуляції з нею вимагають значних фізичних зусиль, що ускладнює управління.
Ручне управління електродвигунами вимагає від оператора певних навичок. При неправильних маніпуляціях можливі знеструмлення установки через спрацювання автомата генератора (внаслідок неприпустимого поштовху пускового струму при занадто швидкому пуску), перегрів пускових опорів (при занадто повільному пуску), підвищений динамічний удар (при різкому гальмуванні) і т. П. Тому при ручному управлінні знижується надійність роботи електродвигунів, і в даний час воно застосовується в основному для електродвигунів невеликої потужності з порівняно рідкісними пусками і зупинками.
Напівавтоматичне управління електродвигуном здійснюється за допомогою релейно-контакторной апаратури. Вплив на цю апаратуру (для відповідного замикання і розмикання ланцюгів харчування котушок контакторів і реле) виробляє оператор за допомогою ручних апаратів: кнопок управління або командоконтролерів. Весь же процес зміни стану електродвигуна відбувається автоматично в потрібній послідовності і з потрібними витримками часу незалежно від оператора.
Для напівавтоматичного управління від персоналу не потрібна висока кваліфікація. Для маніпуляції з КОМАНДОКОНТРОЛЛЕР і кнопками управління не потрібно великих фізичних зусиль; крім того, ці зусилля абсолютно не залежать від потужності електродвигуна. При такому способі управління підвищується надійність роботи електродвигунів, полегшується їх блокування, стає можливим дистанційне керування, а також одночасне керування кількома електродвигунами з одного місця (наприклад, управління двома вантажними лебідками одним лебідчики).
Переваги напівавтоматичного управління зумовили його значне поширення на судах.
При автоматичному управлінні обслуговуючий персонал не бере участі в управлінні електродвигуном. Роль оператора зводиться до первісної налагодження системи і подальшого періодичного спостереження за її станом. Початкові імпульси для пуску або зупинки електродвигуна подаються спеціальними апаратами, так званими датчиками. Такими датчиками можуть служити реле. реагують на зміну тиску, температури будь-якої середовища, рівня рідини в посудині або відсіку судна і т. д.
За останні роки автоматичне керування електродвигунами на судах набуває все більшого поширення. Автоматизується управління насосами водопостачання, кліматичними установками, компресорами, холодильними установками, механізмами, що обслуговують роботу парових котлів і т. Д.
Автоматичне управління значно полегшує роботу суднового персоналу, звільняючи його від необхідності безперервно спостерігати за роботою механізмів.