Историческая справка о развитии колоснрго флота

М_р=(Р_рл-Р_рп) *L/2 +(Р_тл-Р_тп)*В/3 (1)

где L - длина судна, В - ширина судна.

      Под действием этого рулевого момента  кормовая оконечность будет смещаться  влево, а все судно поворачиваться направо. 

3. РА СЧЕТ УПРАВЛЯЕМОСТИ И ИНЕРЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
1. Расчет управляемости

Определение диаметра циркуляции производится по формулам, указанным в [I] Диаметр  циркуляции определяется по формуле:

2-К_ч-р-и;-У

                                        шм

Ру

где р = 102 кгс/м — массовая плотность воды;

Uо - скорость хода судна до выхода на циркуляцию;

• - объемное водоизмещение судна;

Р_у — рулевая сила;

К_ц - экспериментальный коэффициент, который находится по рис.31 [1]. Экспериментальный коэффициент К_ц является функцией выражения:

к„=/

где W — 34,2 м² - площадь подводной части ДП; L — длина судна.

• 80

0,0935

                                        W-L 34,2-25,0 тогда К_ц = 0,45.

       Скорость  хода состава перед выходом на циркуляцию принимается 1,5 м/с (5,4 км/ч). Упор, развиваемый одним колесом на этих скоростях, будет равен (см. гидродинамические расчеты):

       Рулевая сила Р_у находится по формуле

Р_У = Р_Л • sin 15° + (b /2) • Р_л • cos 15° / (х_с+хк),

где 15° - угол разворота плиц относительно оси гребного колеса.

Ру=Р_л- 0,259 + 3,85■ Р_л ■ 0,966/15,1■

       Тогда диаметр циркуляции по центру тяжести  судна равен

скоростях D₄ = 2-0,45-102- U_o²-80 /Р_у;

D,

 

 

3.2. Расчет инерционных  характеристик

        Если на судне, движущемуся  с определенной скоростью вперед, застопорить гребные колеса и  дать им задний ход, то оно остановится  не сразу, а пройдет еще некоторое  расстояние.

        В виду нестандартной  конструкции судна оценить время  и путь разгона, торможения и выбега по существующим методикам, основанных на результатах натурных испытаний  винтовых судов, не представляется возможным. Но так как площадь гидравлического  сечения колесного движителя  существенно больше, чем гидравлическое сечение гребного винта, то и его  влияние на разгон, торможение и  выбег значительно выше. Поэтому  можно предположить (что подтверждается имеющимися натурными конструкциями  колесных судов), что параметры разгона, торможения и выбега будут лучше, или как минимум не хуже, чем  у подобных винтовых судов.

4. УПРАВЛЯЕМОСТЬ ПО ИНЕРЦИИ

        Если застопорить  оба гребных колеса, судно будет  продолжать двигаться по инерции. В  этом случае поток воды, набегающий на погруженные плицы, будет создавать  дополнительное сопротивление движению судна. Эту силу сопротивления, возникающую  на каждом колесе, можно представить  как векторную сумму двух сил: одна параллельно ДП, другая - перпендикулярно  ДП.

        Силы Ррл и Ррп (см. рис. 2) равны и противоположно напрвлены, следовательно, они уравновешивают друг друга.

        Силы Ртп и Ртл равны и направлены в одну сторону, следовательно они включаются в общее сопротивление воды движению судна.

        Если же отпустить  тормоз одного из колес, то на нем не будет возникать сила сопротивления  движению. На противоположном колесе неуравновешенная сила Ррп будет стремиться повернуть судно в сторону расторможенного колеса. Таким образом можно управлять судном до полного его останова.

Рисунок 2

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Обоснование системы электропривода

      В течение последних десятилетий  произошел переход от электромашинных  преобразователей частоты к статическим  тиристорным. Проведено большое  количество теоретических и экспериментальных  работ по созданию тиристорных преобразователей частоты и тиристорных приводов и найдены основные технические  _а решения в этой новой области. Основные из них относятся к методам принудительной коммутации тиристоров в схемах автономных инверторов, способам формирования и регулирования напряжения, структуре преобразователей частоты. Проведены исследования переходных процессов в системах привода, влияния искажений формы напряжения и тока и т. д. Важнейшей работой, выполненной в истекшие десятилетия, была проработка конструктивных, технологических и эксплуатационных вопросов создания промышленных серий частотно-управляемого привода общего назначения, проведенная научно-исследовательскими и учебными институтами и заводами. К i

настоящему  времени электропривод с частотным  управлением асинхронными двигателями  прочно занял свое место в качестве одного из важнейших видов регулируемого  автоматизированного электропривода. Применение устройств плавного регулирования  частоты вращения двигателей помимо экономии

электроэнергии, дает ряд дополнительных преимуществ, а именно:

• плавный пуск и останов двигателя исключает вредное воздействие переходных процессов (типа гидравлический удар);
• пуск двигателя осуществляется при токах, ограниченных на уровне номинального значения, что повышает долговечность двигателя, снижает требования к мощности питающей сети и мощности коммутирующей аппаратуры;
• возможна модернизация действующих технологических агрегатов без замены оборудования и практически без перерывов в его работе. Системы управления на базе частотных преобразователей могут иметь любые технологически требуемые функции, реализация которых возможна как за счет встроенных в преобразователи программируемых контроллеров, так и дополнительных контроллеров, функционирующих совместно с преобразователями.

   Преимущества  использования частотных  преобразователей 

       Частотные преобразователи для регулирования  скорости вращения асинхронных двигателей. Частотные преобразователи реализованы  на базе современных IGBT- транзисторных инверторов напряжения с ШИМ-управлением и многофункциональных микропроцессорных контроллеров. Частотные преобразователи сочетают в себе уникальные качества, высокий технический уровень, надежность и невысокую цену. На базе преобразователей можно создавать гибкие системы электропривода и регулирования технологических параметров. Преобразователи легко встраиваются в существующие системы практически без останова управляемого технологического процесса, легко модифицируются и адаптируются в соответствии со всеми аспектами их применения. Широкий диапазон мощностей и различные варианты систем управления позволяют подобрать решение для многих задач управления. Преобразователи имеют стандартный интерфейс и входные и выходные унифицированные сигналы для возможности их включения внешним управляющим системам более высокого уровня и подключения устройств дистанционного управления и отображения информации Преобразователи обладают электромагнитной совместимостью с питающей сетью.

    Преимущества  применения частотных  преобразователей

    Плавное регулирование скорости вращения электродвигателя позволяет в большинстве случаев  отказаться от использования редукторов, вариаторов, дросселей и другой регулирующей аппаратуры, что значительно упрощает управляемую механическую (технологическую) систему, повышает ее надежность и снижает  эксплуатационные расходы. Частотный  пуск управляемого двигателя обеспечивает его плавный без повышенных пусковых токов и механических ударов разгон, что снижает нагрузку на двигатель  и связанные с ним передаточные механизмы, увеличивает срок их эксплуатации. При этом появляется возможность  по условиям пуска снижения мощности приводных двигателей нагруженных  механизмов. Применение обратной связи  системы с частотным преобразователем обеспечивает качественное поддержание  скорости двигателя или регулируемого  технологического параметра при  переменных нагрузках и других возмущающих  воздействиях. Частотный преобразователь  в комплекте с асинхронным  электродвигателем может применяться  для замены приводов постоянного  тока. Частотный преобразователь  в комплекте с программируемым  микропроцессорным контроллером может  применяться для создания многофункциональных  систем управления электроприводами, в том числе с резервированием  механических агрегатов.

Применение регулируемого  частотного электропривода позволяет  сберегать электроэнергию устранением неоправданных ее затрат, которые имеют место при альтернативных методах регулирования с технологических потоков дросселированием, с помощью гидромуфт и других механических регулирующих устройств. При этом фирмы предлагают различные типы преобразователей частоты для асинхронных двигателей.

    Основные  возможности:

    I Частотные преобразователи позволяют регулировать частоту трехфазного напряжения питания управляемого двигателя в пределах от нуля до 400 Гц.

• Разгон и торможение двигателя осуществляется плавно, при необходимости по линейному закону от времени. Время разгона и (или) время торможения от 0,01 с до 50 мин.

• Реверс двигателя, при необходимости с плавным торможением и плавным разгоном до заданной скорости противоположного направления.

• При разгоне преобразователи могут обеспечивать до 150 % увеличение пусковых и динамических моментов.

• В преобразователях предусмотрены настраиваемые электронные самозащиты и защиты двигателей от перегрузки по току, перегревах, утечках на землю и обрывах линий питания двигателей.

• Преобразователи позволяют отслеживать с отображением на цифровом индикаторе и формированием соответствующего выходного сигнала о заданном основном параметре системы - частоте питающего двигатель напряжения, скорости двигателя, ток или напряжение двигателя, состояние преобразователя и т.п.

• В зависимости от вида нагрузки двигателей в преобразователях можно формировать требуемые вольт-частотные выходные характеристики.

• В наиболее совершенных преобразователях реализовано векторное управление, позволяющее работать с полным моментом двигателя в области нулевых частот, поддерживать скорость при переменной нагрузке без датчиков обратной связи, точно контролировать момент на валу двигателя.

    Выбор преобразователя  частоты

    11ри  выборе модели преобразователя  частоты следует исходить из  конкретной задачи, которую должен  решать электропривод, типа и  мощности подключаемого электродвигателя, точности и диапазона регулирования  скорости, точности поддержания момента вращения на валу двигателя. $₀