Место дисциплины в структуре образовательной программы




Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины «Судовые электроприводы» заключается в формировании теоретических знаний, умений и практических навыков при проектировании, эксплуатации и определении работоспособности судового автоматизированного электропривода в соответствии с требованиями нормативно-технических документов;

Задачами дисциплины являются:

- изучение законов движения электропривода и основных уравнений, описывающих его работу;

- изучение механических характеристик электроприводов постоянного и переменного тока, способов регулирования скорости вращения, физических процессов, протекающие в автоматизированных электроприводах при динамических режимах работы,

- определение мощности исполнительных двигателей с учетом конкретных рабочих машин основных судовых механизмов и устройств;

- изучение принципов автоматического регулирования координат электропривода;

- изучение схем управления судовыми автоматизированными электроприводами.

- приобретение опыта расчета и выбора основных элементов электропривода.

Результаты освоения дисциплины

2.1 Результатами освоения дисциплины «Судовые электропривода» должны быть следующие этапы формирования у обучающегося профессиональных компетенций (ПК), предусмотренные ОП ВО:

- способностью и готовностью осуществлять безопасное техническое использование, техническое обслуживание судового электрооборудования и средств автоматики в соответствии с требованиями международных и национальных нормативно-технических документов (ПК – 7);

- способностью и готовностью сформировать цели проекта (программы), разработать обобщенные варианты ее решения, выполнить анализ этих вариантов, прогнозирования последствий, нахождения компромиссных решений (ПК – 22);

- способностью и готовностью разработать проекты объектов профессиональной деятельности с учетом физико-технических, механико-технологических, эстетических, эргономических, экологических и экономических требований (ПК – 23);

- способностью и готовностью принять участие в разработке и оформлении проектной, нормативной и технологической документации для ремонта, модернизации и модификации судового электрооборудования и средств автоматики (ПК – 24);

- способностью участвовать в фундаментальных и прикладных исследованиях в области судового электрооборудования и средств автоматики (ПК – 30);

В результате освоения дисциплины студент должен:

- знать устройство машин судового электропривода, режимы пуска, торможения и регулирования оборотов электродвигателей в составе судового электропривода, структурную схему электропривода; механическую часть силового канала; физические процессы в электроприводах с машинами постоянного тока, асинхронными и синхронными машинами; электрическую часть силового канала; принципы управления; элементную базу информационного канала; синтез структур и параметров

- иметь представление об основных направлениях развития судового электропривода, расчетах механических узлов и элементов, режимах работы и их оптимизации, методах обоснованного выбора различных элементов автоматизированного электропривода;

- уметь анализировать информацию, технические данные, показатели и результаты использования судового электрооборудования, обобщать и систематизировать их, производить необходимые расчеты, используя современную электронно-вычислительную технику;

- иметь навыки по эксплуатации и определению работоспособности установленного, эксплуатируемого и ремонтируемого судового электрооборудования; в соответствии с требованиями нормативно-технических документов

Место дисциплины в структуре образовательной программы

Дисциплина «Судовые электроприводы» входит в состав базовой части профессионального цикла ОП и изучается в седьмом и восьмом семестрах.

При изучении дисциплины используются знания и навыки, полученные при освоении курсов и дисциплин «Математика», «Физика», «Теоретические основы электротехники», «Судовые электрические машины», «Информатика», «Судовая электроника», «Судовая силовая преобразовательная техника», «Элементы и функциональные устройства судовой автоматики».

Результаты освоения дисциплины используются при параллельном и последующем изучении дисциплин профессионального цикла ОП, обеспечивающих дальнейшую подготовку в указанной области: «Микропроцессорные системы управления», «Судовые автоматизированные электроэнергетические системы», «Гребные электрические установки»,
«Системы автоматического управления электроприводами».

Знания, умения и навыки, полученные в результате освоения дисциплины, используются и углубляются при выполнении выпускной квалификационной работы, а также в дальнейшей профессиональной деятельности.

Структура дисциплины

Дисциплина «Судовые электроприводы» изучается в седьмом и восьмом семестрах. Общая трудоемкость составляет 9 зачетных единиц, т. е. 324 академических часа, в т.ч. аудиторные занятия (АЗ) – 168 часов, самостоятельная работа студента (СРС) – 156 часов.

В седьмом семестре трудоемкость 3 зачетные единицы, т.е. 108 часов (АЗ – 60 часов, СРС- 48 часов), в восьмом семестре трудоемкость 6 зачетных единиц т.е. 216 часов

(АЗ – 108 часов, СРС- 108 часов). Предусмотрено выполнение курсовой работы в седьмом и курсового проекта в восьмом семестрах. Аттестация по дисциплине проводится в форме зачета в седьмом и экзамена в восьмом семестрах. При заочной форме обучения дисциплина «Cудовые электроприводы» изучается в восьмом, девятом и десятом семестрах. Трудоемкость АЗ составляет 50 часов, СРС – 274 часа.

Более подробные сведения о структуре дисциплины, видах, трудоемкости и формах контроля учебной работы студентов для очной и заочной форм обучения приведены в нижерасположенных таблицах.

Лекционные занятия

№ п/п Тема дисциплины Содержание Кол-во часов
       
Седьмой семестр
  Электропривод как система. Структурная схема, механическая часть силового канала электропривода. Силы и моменты, движущие и сопротивления. Уравнение движения привода. Момент инерции и маховой момент, приведение их к валу двигателя.  
  Физические процессы в электроприводах. Механические и электромеханические характеристики электроприводов постоянного тока. Способы пуска, реверса, торможения, регулирования частоты вращения изменением напряжения, магнитного потока. Механические характеристики электроприводов с асинхронными двигателями. Способы пуска, реверса, торможения, регулирования частоты вращения изменением подводимого напряжения, частоты, сопротивления в цепи ротора, переключением пар полюсов. Механическая и угловая характеристики синхронного двигателя. Способы пуска, торможения, регулирования частоты вращения. Электропривод системы генератор – двигатель. Механические характеристики, регулирование частоты вращения, область применения. Вентильный электропривод в системе Тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока, Тиристорный преобразователь частоты - асинхронный двигатель. Механические характеристики и способы регулирования скорости. Сравнительный анализ различных электроприводов с точки зрения вида регулировочных характеристик, плавности, диапазона регулирования, допустимых нагрузок и экономических показателей    
  Переходные процессы в электроприводах. Общая характеристика, сущность, методы исследования переходных процессов. Механические переходные процессы при пуске, реверсе и торможении электроприводов постоянного и переменного тока. Электромеханическая постоянная времени и ее физический смысл, характер изменения скорости и тока, моментов в этих режимах. Электромеханические переходные процессы. Электромагнитная постоянная времени якорной цепи в цепях возбуждения. Форсирование переходных процессов. Переходные процессы в сложных системах электропривода. Особенности расчета переходных процессов в вентильном электроприводе. Понятие о физическом и математическом моделировании электропривода.    
  Энергетика переходных процессов. Потери энергии при пуске и торможении электроприводов с двигателями постоянного и переменного тока. Способы уменьшения потерь энергии. Выбор электродвигателей для электроприводов. Общие сведения по проектированию электроприводов. Режимы работы и нагрузочные диаграммы, нагрев электродвигателей, постоянная времени нагрева. Определение мощности и выбор двигателей для различных режимов методами средних потерь, среднеквадратичных значений тока, момента и мощности.    
  Аппаратура и схемы управления электроприводом. Пускорегулирующая аппаратура. Магнитные и тиристорные пускатели. Принципы автоматического управления пуском электродвигателей. Типовые схемы управления. Бесконтактное управление электродвигателями постоянного и переменного тока. Элементная база информационного канала. Синтез структур и параметров. Микропроцессорные системы управления. Их структура, состав, методы управления.  
Восьмой семестр
  Электроприводы средств управления судами Рулевые электроприводы и их общая характеристика. Основные требо­вания, предъявляемые к ним. Силы, действующие на руль. Активный момент поворота судна и нагрузочный момент на баллере руля. Элементы циркуляции, влияющие на гидромеханические нагрузки. Угол Дрейфа. Угол атаки руля. Явление опорного момента. Оптимальный угол поворота руля. Геометрические характеристики профильных крыльев. Гидродинами­ческие нагрузки на баллере профильного руля различной формы. Влияние угла атаки на характер нагрузки на баллере при отклонении углах руля, Передаточные звенья рулевых приводов. Механические передачи, их особенности. Потери и КПД при прямой и обратной перекладке руля. Гидравлические передачи. Принцип действия плунжерных, лопастных машин. Насосы постоянной и переменной подачи. Целесообразные механи­ческие характеристики ИД и типы применяемых двигателей. Нагрузочная характеристика ИД РЭГ-приводов. Потери, КПД гидрав­лической передачи. Оптимальные параметры элементов гидропередачи. Ха­рактеристики рабочих параметров насоса и их изменение при перекладке руля. Нагрузочные моменты на валу ИД. Особенность оценки нагрузки двигателя на холостом ходу агрегата. Кинематические схемы управления в РЭГ-приводах. Системы с насо­сами постоянной подачи. Системы с насосами переменной подачи. Системы и элементы схем рулевого управления простого действия. Элементы защиты и автоматики. Способы и средства торможения серво­двигателей РЭГ-привода. Системы рулевого управления следящего действия. Средства согла­сования рулевого управления на электрической стороне приводов. Элек­трическая дифференциальная система управления, сельсинная связь, ме­ханические дифференциалы, магнитный золотник. Средства согласования рулевого управления на гидравлической стороне приводов; Механизмы с кулачковым и рычажным дифференциалами. Общие функциональные схемы управления РЭГ-приводами. Современные схемы рулевого управления следящего действия. Пуск ИД, защита и сигнализация. Основные элементы системы управления: усилители, сумматоры, преобразователи, корректирующие устройства. Схемы управления РЭГ-приводом. Особенности работы ИД. Вопросы торможения и защиты. Принципиальные схемы простого и следящего дей­ствия. Режимные характеристики ИД для РЭГ-привода, диаграмма действи­тельной подачи насоса и энергетическая характеристика двигателя. Определение продолжительности перекладки руля при работе РЭГ-приводов. Проверка рулевых ИД на обеспечение перегрузок по моментам: опор­ному, заднего хода. Проверка рулевых электродвигателей по условиям отсутствия перегрева. Возможные случаи повышенных тепловых нагрузок и требования Правил Регистра СССР. Особенности работы электродвигателей в РЭГ-приводах. Методы тепловых расчетов. Определение отдельных составляющих потерь. Исполнительные потери и особенности их определения для РЭГ-приводов. Рулевые электроприводы автоматического действия (ЭАР). Развитие АР. Принципы действия системы и основные регуляторы для настройки ре­жима. Уравнение сигнала управления. Функциональная схема, назначение в ней элементов автоматики и принцип построения системы. Особенности современных систем АР. Автономный адаптивный АР. Изучение особеннос­тей элементной базы, постоянный контроль состояния рулевых электропри­водов - залог успешной безаварийной эксплуатации рулевого устройства. Основные правила технической эксплуатации рулевых электроприводов. Специальные электроприводы. Судовые электроприводы успокоитель­ной качки. Методы успокоения качки. Динамика судна при бортовой кач­ке. Стабилизация положения судна посредством активных успокоителей качки. Электроприводы бортовых рулей. Принцип действия кинематической схемы. Расчет исполнительных двигателей. Основные способы автоматичес­кого управления бортовыми рулями, типовая функциональная схема стаби­лизатора качки. Назначение и действие элементов схемы. Электроприводы поворота лопастей винтов регулируемого шага (ВРШ). Применение на транспортных судах ВРШ. Нагрузочные характеристики. Мощ­ность ИД. Системы управления приводов изменения шага. Автоматизация управления приводов ВРШ гребных установок. Электроприводы подруливающих устройств (ПУ). ПУ как вспомогатель­ное навигационное средство. Конструкции ПУ. ПУ с винтами фиксированно­го шага (ВФШ) и с винтами регулируемого шага. Нагрузочные характерис­тики электропривода. Мощность ИД. Системы управления электроприводов ПУ. Основные положения по правилам технической эксплуатации специаль­ных электроприводов.    
  Электроприводы якорно-швартовных устройств (ЯШУ) Краткая характеристика якорных и швартовных механизмов и режимов работы. Требования, предъявляемые к якорным электроприводам. Величина и факторы, определяющие нагрузку якорного электроприво­да. Якорное вооружение судов. Правила и нормы Морского Регистра. Отдача якоря при неразобщенном приводе. Стадии работы якорного электропривода при съемке судна с якоря. Силы и их соотношение при равновесном состоянии якорной цепи. Условие стоянки судна на якоре. Целесообразные механические характеристики ИД якорно-швартовных устройств и типы применяемых электродвигателей. Общая характеристика систем управления якорных электроприводов: контроллерной, контакторной, системы Г-Д и тиристорной. Особенности асинхронного короткозамкнутого электродвигателя с ЯШУ. Средства бесконтактной и бестоковой коммутации. Определение необходимых номинальных параметров ИД якорных и швар­товных устройств. Расчет мощности методом последовательного приближе­ния. Обеспечение перегрузочной способности ИД по моменту вращения. Величина внешней силы, действующей на судно в процессе съемки с якоря. Скорость подтягивания на первой стадии при поднятии цепи, лежа­щей на грунте. Характеристика состояния якорной цепи в процессе съемки судна с якоря. Рабочая диаграмма якорного электропривода. Вза­имосвязь механической характеристики электродвигателя и его нагрузоч­ной характеристики. Проверка обеспечения электроприводом нормированной продолжитель­ности съемки судна с якоря и скорости выбирания цепи при расчетной нагрузке. Определение теплового состояния якорного электродвигателя и про­верка его перегрева. Методы теплового расчета. Способы приближенного установления тепловых параметров электродвигателей. Построение кривой нагрева двигателя для всего процесса съемки судна с якоря. Автоматизация якорных и швартовных электроприводов. Примеры ха­рактерных схем электроприводов шпилей и брашпилей. Системы управления на основе бесконтактных элементов, элементов логики и силовой полупро­водниковой техники. Системы дистанционного управления якорными элект­роприводами. Автоматические швартовные лебедки (АШЛ). Назначение и принцип управления. Системы с датчиками тяговой силы и без них. Основные пра­вила по технической эксплуатации ЯШУ.  
  Электроприводы лебедок и кранов Общая характеристика грузовых устройств. Разделение судовых элек­трических лебедок и кранов по характерным признакам. Основные требова­ния к электроприводам судовых приемников: обеспечение высокой произво­дительности и сохранность грузов. Целесообразные характеристики грузоподъемных электроприводов и типы применяемых электродвигателей. Некоторые характерные схемные воз­можности, обеспечивающие необходимые рабочие характеристики. Механи­ческое торможение электроприводов грузоподъемников и ограничение об­ласти его использования. Методы расчета мощности и выбора ИД грузовых лебедок и механизмов подъема кранов. Построение нагрузочной диаграммы электродвигателя грузовой ле­бедки или механизма подъема крана. Моменты сопротивления на валу и продолжительность периодов при установившихся и переходных режимах. Проверка соответствия параметров подъемного ИД требованиям эксплуа­тации. Особенности электроприводов лифтов. Особенности работы поворотных ИД судовых кранов. Построение на­грузочных характеристик для прямого и обратного поворота крана. Рас­чет мощности и выбор поворотного ИД. Построение нагрузочной диаграм­мы поворотногоИД крана и проверка соответствия его параметров требо­ваниям эксплуатации. Понятие о расчете нагрузок, определение мощности двигателя изменения вылета стрелы крана. Современные автоматизированные системы электроприводов грузо­подъемников. Применение ИД различных типов и различных систем управ­ления: тиристорных преобразователей частоты инверторного типа (ТПЧИ), тиристорных преобразователей частоты с непосредственной связью (ТПЧН), совмещенного электромашинно-частотного регулирования (ЭЧР). Полупро­водниковые бесконтактные и бестоковые коммутаторы - средства повыше­ния надежности эксплуатации судовых электроприводов. Особенности эле­ктрогидравлических кранов. Разновидности системы Г-Д особых исполне­ний. Понятие о программном и дистанционном управлении кранов и других подъмеников с использованием интегральных микросхем и микропроцессор­ной техники. Электроприводы для подъема катеров и шлюпок с волны (волновых подъемников), особенности их работы. Принцип действия двухдвигатель­ных электроприводов. Построение нагрузочной характеристики скорост­ного электродвигателя (СД). Определение его необходимой механической характеристики. Расчет мощности и выбор скоростного электродвигателя. Автоматические буксирные лебедки (АБЛ). Силы сопротивления в буксирном тросе. Амортизация дополнительных сил за счет троса. Прин­цип автоматизации. Нагрузочная характеристика буксирного электродви­гателя. Целесообразная механическая характеристика ИД и его номиналь­ная мощность. Основные системы автоматических буксирных лебедок. Проверка действия и регулировка тормозной системы электродвига­телей. Основные положения по правилам технической эксплуатации судовых лебедок и кранов.    
  Электроприводы вспомогательных механизмов и судовых систем Общая характеристика судовых нагнетателей: насосов, вентиляторов, воздуходувок и компрессоров. Основные параметры, характеризующие работу и нагрузочные режимы нагнетателей. Центробежные нагнетатели и их свойства. Рабочие характеристики центробежных нагнетателей. Особенности пропеллерных двигателей. Характеристика сопротивления трубопроводной системы. Мощность ИД нагнетателя и работа нагнетателя на сеть. Определение механических характеристик ИД. Типы электродвигателей, применяемых для привода нагнетателей. Регулирование подачи центробежных нагнетателей. Регулирование подачи пропеллерных нагнетателей изменением шага винта. Регулирование элект­роприводов переменного тока нагнетателей, работающих на сеть с квад­ратичным сопротивлением. Совместная работа центробежных нагнетателей. Целесообразные спо­собы их соединений. Устойчивость работы центробежных нагнетателей. Особенности поршневых насосов и работы их электроприводов. Рабо­чие характеристики поршневых насосов. Регулирование подачи. Электрокомпрессоры. Процесс сжатия воздуха и параметры, опреде­ляющие нагрузку ИД компрессора. Расчет мощности электродвигателя на, основании индикаторного КЦ, и удельной работы сжатия воздуха. Типы применяемых электродвигателей. Способы и средства регулиро­вания подачи компрессоров. Автоматизация поддержания на необходимом уровне давления сжатого воздуха. Система управления электроприводами судовых нагнетателей. Основ­ные элементы автоматики, применяемые в электрических схемах. Совре­менные бесконтактные тиристорные пускатели с использованием типовых логических элементов. Примеры наиболее характерных схем управления. Автоматизация электроприводов нагнетателей. Программная групповая автоматизация при обеспечении силовых электрических установок. Автома­тическое включение резерва. Автоматизированные электроприводы общесу­довых систем. Правила техники безопасности при эксплуатации электроприводов.  
  Электроприводы промысловых механизмов и технологических установок Режимы работы электроприводов промысловых механизмов. Оптималь­ные характеристики ваерных лебедок, Расчет электропривода ваерной лебедки с учетом скорости траления и сопротивления трала. Построение схем управления электроприводов промысловых механизмов: ваерных, гиневых, кабельных, сейнерных лебедок и лебедки зонда. Электропривод судовых рыбообрабатывающих установок: ленточных транспортеров, рыбонасосов, моечных машин, рыборазделочных установок. Электропривод компрессоров рефрижераторных установок. Эксплуатация электроприводов промысловых механизмов и технологических установок.    
  Итого    

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-01 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: