Тренажеры гребных электрических установок с пре…


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ГОСУДАРСТВЕННАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ
имени адмирала С.О.
МАКАРОВА
________________________________
________________
______________
КАФЕДРА ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ И АВТОМАТИКИ СУДОВ
В.В. Романовский,
Л.А. Малышев
В.И.
Паришкура
Тренажеры гребных
электрических установок
с преобразователями частоты
Учебное пособие
Санкт
Петербург
Издательство ГМА им. адм.
О. Макарова
��2 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;УДК 629.12.037.4
Р69
Романовский В.В., Малышев Л.А., Паришк
ра В.И.
Р69
Тренажеры гребных электрических установок с
преобразователями частоты:
учеб.
пособие
СПб.: Изд
во ГМА им.
адм.
С.О.
Макар
ва, 20
Приведены сведен
ия о современных гребных электрических установках с пр
образователями частоты, основные положения о построении тренажеров с преобр
зователями частоты и методика проведения занятий на трен
жере.
Для курсантов 5
го курса электромеханического факультета
спец
альности
180404
«Эксплуатация судового электрооборудования и средств автом
тики»
Рекомендовано к изданию на заседании кафедры электродвижения и автомат
ки судов. Протокол №
585
31 мая 20
11 г.
© ГМА им. адм. С.О. Макарова,
2011
© Романовский В.В., Малышев Л.А., П
ришкура В.И., 2011
��3 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;Введение
Сокращение численности отечественного торгового флота и переход
пароходств от государственной собственности к судовладельцам
обуслов
трудност
обеспеч
плавательной практики курс
антов на должности
практикантов. При этом требования качественной подготовк
специалистов
флота для выполнения
ими
сложных функциональных обязанностей
не
уменьшились
Этим вызвана необходимость
более широко
внедрени
учебный процесс тренажерной техники
для усиления знаний по специал
ным судовым электромехан
ческим дисциплинам.
Наилучшим подходом в
данном случае
является комплексная система
тренажерной подготовки на протяжении выполнения всего учебного плана
специальности,
состо
щая
из трех уровней.
На
первом уровне
для обучения курсантов 2
курсов
цел
соо
разно использовать видеотерминальные тренажеры, которые обладают
высокой потенциальной эффективностью и позволяют индивидуально пр
вивать навыки мышления по отдельным структурным детерминальны
м оп
рациям или по отдельным элементам динамич
ских операций.
На
втором уровне
(для
курсант
курсов
обучен
ие может
проводиться
на специализированных тренажерах операторов для получения
твердых знаний и навыков
управления структурой судовых элек
троэнерг
тических си
тем в нормальных и аварийных режимах.
На
третьем уровне
(для
курсант
курсов
подгот
овка
осуществляе
тся на физических тренажерах, представляющих реальные си
стемы управления судовой электростанцией и приводов ответственных
требителей [1], к которым
безусловно
относятся гребные электрические
тановки.
В настоящее время в движительном комплексе судов
отечественно
фло
эксплуатируются все известные типы гребных электрических устан
вок (ГЭУ): постоянного тока по системе
генератор
двигатель
и неизме
ного тока, двойного рода тока с управляемыми и неуправляемыми выпрям
телями в главной цепи, переменного тока с си
хронными и асинхронными
двигателями и преобразователями частоты
как
непосредственными
, так
и со
звеном постоянн
ого тока.
В современных ГЭУ используются разворачиваю
щиеся на 360°
гружные гондолы с гребным электродвигателем, расположенным внутри нее
��4 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;(типа
Азипод
а также механические винторулевые колонки с приводом
от гре
ных электродвигателей, расположенны
в к
ормовой части корпуса
судна.
Поэтому важной составляющей
современной
готовки будущих
инженеров
электромехаников является использование современных трен
жеров ГЭУ.
ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ТР
ЕНАЖЕРОВ
ГЭУ
ГЭУ
переменного тока с преобразователями
частоты
Современные
ГЭУ
используют в своем составе генераторы и двигатели
переменного тока, причем регулирование частоты вращения двигателей
производится с помощью преобразов
телей частоты.
В схемах
ГЭУ переменного тока использу
тся дв
а вида преобразоват
лей част
оты
непосредственный
(циклоконверто
р) и
со звеном постоянного
тока
. В последнее время в связи с развитием силовой преобразовательной
техники
наи
более часто используются преобразователи частоты со звеном
постоянного тока
В качестве гребного электродвигат
еля (ГЭД) используются три типа
двигателей переменного тока:
синхронный
для мощных ледоколов и судов
ледового плавания,
асинхронный
для танкеров, газовозов, судов
снаб
женцев
а также
двигатели с постоянными магнитами
для гребных прив
дов небольшой мо
щности
, используемые
для судов ограниченн
го района
плавания, рыболовных и прогулочных судов. ГЭД могут приводить во вр
щение непосредственно винты фиксированного или регулируемого шага
механ
ческие винторулевые колонки (МВРК).
Гребные асинхронные двигат
ели
приводящие во вращение МВРК
пользованы на л
«Москва»
и «Санкт
Петербург»,
построенных
на Балти
ском заводе в 2009 г
На ледоколе предусмотрена единая электроэнергетическая система
(ЕЭЭС) с ди
ель
генераторами для питания гребных электродвигателей
(ГЭД) и общесудовых по
требителей
(рис.
Состав э
лектроэнергетич
ой
установк

Рис. 1
��6 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;– четыре главных дизель
генератор
, вырабатывающих переменный ток
тотой
50 Гц и
напряжением 6,3 кВ. Суммарная мощность
дизелей главных
дизель
генераторов (двух 12V
32 по 6000 кВт и двух 9L32 по 4500 кВт) с
ставляет 21000 кВт;
стояночных дизель
генераторов 4L20 мощностью 670 кВт ка
дый. Питание судовых потребителей при стоянке судна обеспечивается о
ним дизель
генератором;
н аварийн
дизель
генератор
с радиаторным охлажден
мощностью 160 кВт, обеспечивающ
питание потребителей в соответс
вии с требованиями Правил Р
оссийского морского регистра судоходс
Для отбора мощности от главных генераторов для питания потребит
лей электроэнергией 50 Гц, 38
0 В и 220 В на судне установлены:
два трехфазных трансформатора
TRAFOTEK
(один
основной, вт
рой
резервный)
мощностью по 1800 кВ
А, напряжением 6,3/0,4 кВ для п
редачи электроэнергии от шин
главного распределительного устройства
ГРУ
В на ш
ны Г
РЩ 400 В
два трехфазных трансформатора
ET
250 мощностью по 250 кВ
А,
напряжением
400/230 В для питания потребителей ГРЩ напряжением 220 В;
два трехфазных трансформатора
ET
63 мощностью 63 кВ
А, н
пряжением 400/230В для питания аварийного освещен
ия и других потреб
телей АРЩ напряжением 220 В
Для питания гребных электродвигателей на судне установлены четыре
транс
форматора мощностью 4600 кВ
напряжением 6300/4
690 В.
Для питания электродвигателя подруливающего устройства на судне
установ
лен транс
форматор
TRAFOTEK
мощностью по 1200 кВ
А, н
пряжением 6300/2
690
Для приема берегового питания на судне установлен щит питания
берега.
Для распределения электроэнергии и контроля работы генераторов
трансформаторов 6,3/0,4 кВ на судне установлены:
в помещении ГРУ
ГРУ
6,3 кВ;
в помещении ГРЩ
ГРЩ
400/230
в помещении
АДГ
аварийный распределительный щит
400/230
помещения
судна
щиты вторичные силовые, вентиляции, осв
щения.
��7 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;На судне принимается трехпроводная система распредел
ения элек
троэнергии с нейтралью, соединенной с корпусом через высокоомный рез
стор для сети 6,3 кВ
и трехпроводная изолированная система для сети
Основным на судне принимается трехфазный переменный ток частотой
50 Гц и
напряжением:
6,3
для
гребной электрической установки (ГЭУ), носового по
руливающего устройства и пожарных насосов тушения пожара на других
ектах;
для ГРЩ, АРЩ, берегового питания и силовых потребителей;
для основного и аварийного освещения, сигнально
личи
тельных огней, потребителей систем автоматики и сигнализации, радиосв
зи, радионавигации, телефонии, камбузного и бытового оборудов
ния;
В и 24
для переносного инструмента;
для переносных светильников.
Посто
янный ток напряжением 24
В принимается для питания систем
автоматики, связи, навигационного оборудования и сигнализаций.
В ряде случаев электродвигатели помещаются в гондолы, находящиеся
вне корпуса судна. Такая схема главного тока
с синхронными ГЭД и движ
телями типа
«Азипод»
исп
ользуетс
я на танкерах ледового класса
Состав е
дин
электроэнерг
етическ
ой установки:
главны
бес
еточны
синхронны
генератор
, из них
два генер
тора мощностью 13
177 кВ
напряжение
6600 В,
имеющие
ток 1153 А,
коэффициент мощности 0,85
, частота 60 Гц, частота вращения 600 об/мин,
щитное исполнение
44, класс изоляции
охлаждение воздушное;
один
генератор мощностью 4941 кВ
напряжение
6600 В,
имеющие
ток
432 А,
коэффициент мощности 0,85, частота 60 Гц, частота вращения 600
/ми
н,
защитное исполнение
44, класс изоляции
, охлаждение возду
ное;
главн
ый распределительный
щит
(мощность
6,6 кВ,
частота
60 Гц
четыре понижающих трансформатор
мощностью 2000 кВ
6,6
кВ/440 В и
мощностью 3500 кВ
6 кВ/ 690 В;
трансформатор
для системы электродвижения с двумя втори
ными обмотками со схемой соединения
треугольник
треугольник
звезда
мощностью 11700
А,
6,6 кВ / 2
1725 В;

Рис. 1
��9 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;– два 12-пульсных преобразовател
частоты со звеном постоянного т
ка типа
ACS
гребны
электродвигател
напряжением 3,1 кВ, мощностью
10000 кВ
с частотой вращения 0
120
/мин системы
типа
Азипод
подруливающе
устройств
с системой мягкого пуска.
Обычно в работе
участвуют
два или три
главных генератора.
В системе использов
аны две сети вспомогательного напряжения:
110 В
постоянного тока для
управления реле и выключателям и
230 В переменного
тока для нагревателей воздуха и внешнего освещ
ния.
На ГРЩ установлены газонаполненные автоматические выключатели
вакуумные контакторы
Предусмотрено три
различных
способа
регулирования
напряжения,
бира
емых
с помощью селекторного переключателя:
автоматическ
(дистанционн
ручн
локальн
На судне принимается трехпроводная система распределения электр
энергии с изолированн
ой нейтралью.
Для судов меньшей мощности применяются системы типа «Азипод
Компакт» с двигателями переменного тока и постоянными магнитами. Такие
системы устанавливаются на судах
снабженцах плавбуровых установок, п
ромах, научно
исследовательских и рыбопром
ысловых судах. Схема главного
тока парома с системой типа «Азипод
Компакт» приведена на рис.
3.
остав ГЭУ парома:
три главных генератора мощностью 1600 кВ
А, 400 В, 50 Гц, коэфф
циент мощности 0,85, частота вращения 500 об/мин, защитное исполнение
44, класс изоляции
, охлаждение воздушное;
один стояночный генератор мощностью 550 кВ
А, 400 В, 1000
/мин,
50 Гц, коэффициент мощности 0,85,
защитное исполнение
44, класс из
ляции
, охлаждение воздушное;
два трансформатора собственных нужд мощн
остью 1250 кВ
А, 400 В/
220 В;
два преобразователя частоты типа
ACS
600 мощностью 500 кВт;
две установки типа
Азипод
Компакт
» мощностью 500 кВт
, 0
/мин.

Рис.
Функциональная схема ГЭУ с движителями
типа «
Азипод
Компакт
В работе обычно
используются два дизель
генератора.
Общая структура построения тренажера ГЭУ
Современные тренажеры ГЭУ включают персональный компьютер
(ПЭВМ) со специальным
программным обеспечением (СПО), шкаф с пр
образователями частоты и системой управления и стенд
с электрическ
ми
машинами, которые позволяют воспроизводить желаемые механические
нагрузочные характеристики.
После подачи на ПЭВМ тренажера питания происходит загрузка СПО.
Для предотвращения несанкционированного входа в систему предусматр
вается паро
ль. После ввода пароля
происходит
окончательн
загру
зка
СПО
и автоматическая загрузка комплекса программ тренажера.
Если при загрузке или запуске программ обнаружена ошибка в работе
программ, ПЭВМ или оборудования стенда, на экран монитора выдается
сообще
ние об ошибке загрузки информации и о возможном месте локализ
ции ошибки.
��11 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;При успешном завершении загрузки и запуске программ на
экран
нитор
выводится гла
ное окно диалоговой подсистемы для выбора
режима
работы
тренажера.
После подготовки тренажера к ра
боте, загрузки и запуска программ
тренажера производится задание характеристик двигателя ГЭУ и нагрузки.
Панель управления используется для выбора команд при помощи «м
ши». В рабочей области по выбору руководителя обучения выводятся ра
личные формы задания
стационарных и динамических режимов, а также
информационные формы экранного представления
, которые
служат для
отображения значений моделируемых параметров.
В тренажерах ГЭУ обычно предусматривается статусная строка, в к
торой отражается текущее состояние
тренажера
то же время текущие
цифровые параметры можно получить и на мониторе вызвав мнемосхему
нажера. Е
сли в ПЭВМ не загружен файл СПО
, то должна высвечиваться
мигающая надпись «Выключен».
При работе тренажера обычно используются
следующие режимы
ункционировани
задание режима
функционирования тренаж
ра;
«Тренировка»
задание ре
жима тренировки. Данная команда
перев
дит тренажер
из состояния «Стоянка» в состояние «Тренировка», которое
характеризуется выпо
нением не только системных програм
м и программ
управления пульта руководства обучением, но и моделирующих программ
тренажера в реальном масштабе времени
ри первоначальной загрузке у
танавливается режим стоянки;
«Стоянка
задание режима
при котором производится перевод тр
нажера из
состояния «Тренировка» в состояние «Стоянка»,
котор
ый
характ
ризуется исключением из состава выполняемых программ всех моделиру
щих программ
сохран
ением
выполнени
ими
только системных пр
грамм
обеспечивающих обмен и отображение информации на рабочих ме
тах;
«Ввод начальных характеристик»
задание режима
выбора введе
ных характеристик нагрузочного устройства;
«Запись выходных параметров»
сохранение текущего состояния
стенда, которое в дальнейшем может быть использовано как новое задание
раметров
«Вводные»
задание или сброс одной или нескольких вводных, опр
деляющих аварийные состояние технических средств системы управл
ния;
��12 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;– «Информация»
вывод в рабочую область информаци
с возможн
стью распечатывания, получ
ение
информаци
в виде таблиц
параметров или
графиков на соотве
ствующих информационных страницах;
«Выход»
выб
р режим
завершения работы.
На экран монитора выводятся текущая дата и время.
В любой момент времени функционирования тренажера могут быть п
лучены мгновенные значения изм
еряемых параметров. Предусматривается
также возможность получения диагностических параметров преобразоват
лей частоты и системы управления тренажера в виде структурной схемы
переменным изображением линий связи в функции от состояния аппарат
ры и режима о
тображения диагностики.
При проведении занятий должна быть предусмотрена автоматическая
регистрация всех действий, производимых на тренажере, которая ведется
«Протоколе занятий»
сохраняе
в памяти до перезагрузки СПО. После
окончания занятий
его
можно
распечатать на принт
ре.
Кнопка «Выход» на панели монитора позволяет завершить работу на
тренажере. Возможны варианты, когда предусматриваются два режима:
выходом из СПО или с перезагрузкой ПЭВМ. Во втором случае
ПЭВМ
вновь загружается и запускается на
выполнение для проведения тренировок
на тренажере, как при пе
воначальном запуске.
2. ТРЕНАЖЁР ГЭУ С ПР
ЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
ЧАСТОТЫ
В состав тренажёра входят два электропривода малой мощности: аси
хронный и синхронный на одном валу, изготовленные на базе обор
удования
SEW
EURODRIVE
. Синхронный привод работает в двигательном режиме,
асинхронный
в генераторном, обеспечивая заданную нагрузочную хара
теристику для синхронного привода.
Управление приводами может осуществляться или с местных органов
управления, раз
мещённых на лицевой панели шкафа управления приводом,
или с персонального компьютера, предназначенного для ввода параметров
при настройке двигательных и нагрузочных характеристик, дистанционного
управления приводами, обработки и вывода результатов испытани
Питание тренажёра
осуществляется от трёхфазной сети 380
%,
��13 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;Состав т
ренажёр
каф подведения питания;
тенд испытательн
электромашинн
ульт персонального компьютера (ПК);
каф управления приводом (ШУП).
Технические
характеристики
Стандартные характеристики тренажёра
для режима длительной ра
боты
привода приведены в табл.
Таблица
Технические
характеристики
Выходное напряжение
380 В
Мощность номинальная
3 кВт
Ток номинальный
Мощность максимальная
кВт
Ток максимальный
Рабочий диапазон выходной частоты преобр
зоват
лей
100
Тип двигателей
Асинхронный и синхронный
Входное напряжение
380 В
Частота питающей сети
Преобразователь со ст
роны питающей сети
пульсный диодный выпр
итель
Тип инвертора
уровневый
ШИМ
с зафиксирова
ной нейтральной точкой
Охлаждение
Воздушное
Напряжение питания сист
мы управления
24В
Частота ШИМ
кГц
Температура хранения
от
20 до 60
Рабочая температура окр
жающей среды
от 0 до 40
лажность
от 5 до 95
% без конденсации
Высота над уровнем моря
1000
м над уровнем моря
Установка
В помещении
Цвет
RAL7035
Класс защиты
IP21
Тип управления двигат
лем
Векторное управление с датчиком
пол
жения
Источники управления
Местное управление, д
истанц
онное
управление
��14 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;2.2. Устройство тренажера
Тренажёр
обеспечивает
выполнение следующих операций
ввод и настройк
араметров
до восьми
двигательных
огранич
вающих задание для преобразователя частоты, управляющего двигателем
до вось
ми нагрузо
чных
формирующих задание для преобразователя ча
тоты, управляющего нагрузкой
характеристик;
управление приводами с учётом выб
ранных характеристик в местном
управлени
с помощью шкафа управления приводом) и дистанционном
пульта персонального компьют
ера (ПК)).
индикацию параметров приводов на дверцах шкафа управления пр
водом и на экране ПК, предоставление оператору возможности просмотр
сохран
ения
распечат
график
сигналов сос
тояния преобразователей
тоты
2.2.1.
Описание
работы
Тренажер со
стоит из следующих компонентов,
привед
енных н
а стру
турной схеме
тренажера (р
ис.
2.1
шкаф
вводн
ого
модул
испытательн
ого
шкаф
ПК;
ШУП.
Стенд
испытательный электромашинный состоит из двух электродвиг
телей
асинхронного
синхронного
, соедин
ённых между собой муфтой
уста
новленных на м
таллической раме
Синхронный двигатель работает в двигательном режиме и служит для
имитации электродвигателя привода типа «
Азипод
», вращающего гребной
винт.
Асинхронный двигатель работает в генераторном режиме
и служит для
создания момента на синхронном двигателе с целью имитации нагрузок на
электродвигателе пр
вода типа «А
зипод
», создаваемых гребным винтом при
различных режимах движения судна.
В качестве асинхронного используется асинхронный двиг
тель фирмы
EW
EURODRIVE с датчиком скорости вращения типа DV100L4/BMG/
TF/VR/ES1S.
Краткие технические данные асинхронного электродвиг
ателя DV10
приведены в табл.

Рис.
��16 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;Таблица 2
Технические данные асинхронного элект
родвигателя
Наименование параметра
Значение
Ном
инальная мощность
, кВт
Номинальный момент на валу,
20,4
Номинальная скорость вращения,
, об/мин
1400
Номинальный ток,
6,5
os


0
,
83
КПД

при 75 %
нагрузке

при 100 %
нагрузке
84,5
Отношение пускового т
ока к номинальному,
5,6
Отношение пускового момента к номинал
ному
2,7
В качестве синхронного двигателя используется синхронный двигатель
фирмы S
EW
EURODRIVE с датчиком положения ротора типа CFM90M/
TF/RH1M/SM50/VR
краткие технические данные
которого пре
ставлены
табл. 2.
Таблица
Технические данные синхронного электродвигателя
Наименование параметра
Значение
Номинальный момент на валу,
Номинальная скорость вращения,
/мин
2000
Номинальный ток,
Максималь
ный ток,
max
, А
2.2.2.
Шкаф управления приводом
Шкаф управления приводом
(ШУП), в котором
располагаются два пр
образователя частоты
MOVIDRIVE
MDX
фирмы S
EW
EURODRIVE
предназначен для управления асинхронным и синхронным двигателем.
Краткие техничес
кие данные преобразователя частоты
MOVIDRIVE
MDX
ивед
ены в табл.
Для управления асинхронным двигателем испытательного модуля и
пользуется векторное управление асинхронным двигателем с датчиком ча
тоты вращения ротора электродвигателя.
��17 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;Таблица
Краткие технические данные преобразователя частоты
Питающая сеть
Напряжение сети (
):
три
фазы,
380 … 500 В ±
10 %
Частота сети: 50
60 Гц ±5 %
Сетевой фильтр для защиты от помех и
перенапряжений
питающей сети встроен
Выходные параметры
Выходная мо
щность: 3 кВт
Выходное напряжение:
три
фазы 0
Номинальный выходной ток:
Запас по выходному току: 25 % при длительной раб
те, 200
кратковременно
Частота вращения: 0
6000
об/мин с шагом 0,2 об/мин
Темп разгона: 0
2000 с
Темп торможения
2000 с
Встроенный тормозной ключ для выбранного
режима работы
Способ управления
VFC
векторное управление асинхронным двигателем без
датчика или с датчиком (по напряж
нию)
CFC
векторное управление асинхронным
двигателем с датчиком (по току)
RVO
векторное управление синхронным серводвигат
лем
Для управления синхронным двигателем испытательного
модуля
пользуется векторное управление с датчиком положени
ротора электродв
гателя.
устано
лен контроллер S7
фирмы
Siemens
для
анизации дистанционного управления и связи с ПЭВМ, расположенной
фу ПК.
С лицевой панели ШУП можно осуществлять полное раздельное упра
ление асинхронным и синхронным приводами (местный пост управления):
задавать номера характеристик, отрабатываемых
приводами;
задавать частоту вращения приводов;
задавать направление вращения приводов;
выб
рать тип управления «местный/дистанционный» (для
обоих пр
водов одновременно).
Для каждого привода на лицевой панели шкафа выводится через изм
рительные прибор
ы следующая информация:
скорость вращения;
выходное напряжение преобразователя частоты;
��18 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;– выходной ток преобразователя частоты;
выходная частота преобразователя частоты.
На лицевой панели ШУП располагаются панели управления преобраз
вателями частоты, через которые можно осуществлять управление, пр
граммирование и вывод п
раметров преобразователей частоты
MOVIDRIVE
MDX
шкафа ШУП.
2.2.3.
Пульт персонального компьютера
предназначен
ный
для дистанционного управления электроприв
дам
и тренажёра типа «А
зипод
осуществляет
следующие функции
обмен информацией с контроллером ШУП по
ProfiBus
передачу команд оператора преобразователям частоты в контроллер
ШУП;
приём сигналов состояния преобразователей частоты от контроллера
ШУП;
отображение мнемосхемы тренажёра;
индикацию на мнемосхеме состояния преобразователей частоты
дистанционных органов управления;
предоставление оператору возможности редактирования двигател
ных/ нагрузочных характеристик, ввода команд управления;
блокировку приёма команд оператора/сигналов местного управления,
изменяющих источник управления или выбранную ранее характеристику
процессе испытаний;
отображение экранов вывода значений напряжений
токов, получа
мых от преобразователей в виде графико
возможность экспорта графиков в файл;
возможность распечатки графиков на принтере (принтер входит в с
став пульта ПК).
Снятие рабочих характеристик
Все автоматические выключатели в шкафу управления приводом тр
нажёра «А
зипод
» должны быть включе
ны, автоматический выключатель
1 отключён.
2.3.1.
Порядок выполнения работы
Перед началом работы следует убедиться, что органы управления тр
нажёра «А
зипод
» находятся в исходном положении, а именно:
��19 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;– автоматический выключатель
1 в шкафу Ш
тренажёра «
зипод
отключён;
се автоматические выключатели в
тренажёр
а «А
зипод
» дол
ны быть
ключены;
нопочный переключатель
нажат;
ИБП
1 в шкафу
отключён, сетевой фильтр с выключателем
1 в
шкафу п
ерсонального компьютера включён;
укоятки упра
вления
«Задание» на ШУП тренажёра «А
под
» переведены в положе
ние
(крайнее левое положение);
укоятки управления
6 и
«Вкл./Выкл.» на ШУП тренажёра
зипод
переведены в положение «Выкл.»;
укоятки управления
7 и
«Вправо/Влево
на ШУП тренажёра
Азипод
переведены в положение «Влево»;
укоятки управления
«Выбор характеристики»
на ШУП
тренажёра «
Азипод
» переведены в положени
е «1» (крайнее левое полож
ние);
укоятка управления
«Местное/Дистанционное»
на Ш
УП тр
нажёра «
АЗИПОД
» перевед
ена в положение «Дистанционное»;
нопка аварийного отключения
1 отжата.
2.3.2.
Режим дистанционного управления
Для перехода из исходного состояния в режим дистанционного упра
ления
необходимо
выполнить следующую последовател
ьность действий:
амкн
уть
автомат питания
1 в ШВ тренажёра «
зипод
бедит
в том, что на ШУП зажглась лампа сигнализации
«Сеть»
ключит
источник бесперебойного питания
1 в шкафу ПК;
ереве
сти
рукоятку управления
1 на шкафу ПК в левое
или правое
положение на вре
мя не менее 1
с, но не более 2
осле включения персонального компьютера и загрузки операционной
системы должна запуститься программа дистанционного управления и
агностики тренажёра «
зипод
»,
появится
кадр входа в программу д
истан
онного управления
рис
2.2
Существует возможность запуска систем
вручную. Для этого необх
димо загрузить приложение WinCC, используя ярлык на рабочем столе
сле
чего
необходимо выполнить команду меню пр
ложения
File
Activate

Рис.
2.2
. Вх
од в специальное программное обеспечение
Затем следует
выполнить указанную последовательность процедур:
аве
указатель манипулятора типа «мышь» (курсор) н
а кнопку
«Вход в систему» и
нажать левую кнопку мыши (ЛКМ);
появившемся окне ввода вве
и в п
оле
Login
Password
аве
сти
курсор на кнопку «OK» и нажать ЛКМ, после чего программа
перейдёт на кадр управления «Мнемосхема
стенда», приведённый
на
рис.
2.3
Экран дисплея состоит из фиксирован
о расположенных областей.
левой части экрана расположен
ы кнопки навигации по видеокадрам
в его
верхней части
загол
вок видеокадра и часы
центре экрана
главный
видеокадр.
Отсутствие связи программы дистанционного управления со шкафом
управления отображается на видеокадрах в виде серой сетки поверх дин
ических элементов.
кадр
ы служа
т для дистанционного управления
тренажером «
зипод
», на нём приведена упрощённая схема тренажёра (л
вая часть кадра
преобразователь частоты 1 (ПЧ1) + синхронный двигатель,
правая часть кадра
ПЧ2 + асинхронная нагрузка)
роме того
кадр
держ
т следу
щие элементы управления, индикации и сигнализации:
ереключатели «Откл./Вкл.»
формирую
щие
команду на отключ
ние/включение преобразователей в р
ежиме дистанционного управления;

Рис.
2.3.
Мнемосхема стенда
оля ввода
«Задание скорости», «Задание момента»
предназначен
для ввода задания по скорости двигателя (
/мин) и моменту нагрузки
процентах от ном
нального момента двигателя). После ввода значени
поля ввода необходимо
всегда нажимать клавишу «Enter»;
оля
«Характеристика №»
предназначен
для выбора двигател
ой и
нагрузочной характеристик.
При этом под «нагрузочной характер
стикой» подразумевается зависимость задания по моменту (току) двигателя
от значения скорости, которую развивает генератор, а под «д
вигательной
характеристикой»
зависимость максимального значения момента (тока) на
валу двигателя от скорости вращения двигателя.
В р
аботающем на двиг
тель
реобразователе
устанавливает
ся задание
по скорости и
ограничение
по моменту (току). Двигатель не д
олжен отрабатывать
двигательную хара
теристику
, но связка преобразователь частоты + двигатель должна всегда
содержать
характеристик
��22 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;– лампы «Готовность», имитирую
щие
свечение желтым, если соотве
ствующий преобразователь
находится в режиме «готовность
ампы «Отказ», имитирую
щие
свечение красным, если соответс
вующий преобразова
тель находится в режиме «отказ»;
ампа «Дистанционное управление», имитиру
свечение зел
ным, если тренажёр находится в ре
жиме «Дистанционное управление»;
ампа «Диста
нционное управление», имитиру
ющая
свечение зел
ным, если тренажёр находится в ре
жиме «Дистанционное управление»;
значения напряжения звена постоянного тока, частоты инвертора, т
а, напряжения, частоты вращения
, которые выводятся
для обоих преобр
зовател
ей.
левой стороны экрана
каждом кадре находится общая для всех мн
мосхем группа кнопок выбора активной мнемосхемы:
«Мнемосхема сте
да»
«Настройка двигательных характеристик»
«Настройка нагрузочных
характеристик»
«Просмотр и печать графиков»
Прежде
чем начать работу, следует настроить двигательную и нагр
зочную характеристики, для этого нужно перейти на кадры «Настройка дв
гательных характеристик» и «Настройка нагрузочных характеристик» соо
ветственно.
Наведите курсор на кнопку «Настройка двигательны
х характ
ристик» и нажмите ЛКМ, после чего программа перейдёт на кадр управл
ния «Настройка двигательных характ
еристик», приведённый на
рис.
2.4
доступн
вос
двигательных характеристик выбор настраива
мой характеристики осущ
ествляется нажатием на к
нопк
в нижней
части кадра.
Двигательные характери
стики и наборы параметров к ним
Двигательная характеристика №
абота с постоянной скоростью
двигатель вращается с постоянной скоростью
вне зависимости от нагрузки
на валу.
Задаётся одна велич
ина
скорость
араметры не задаются.
Двигательная
характеристика №
абота с постоянной мощностью
двигатель ограничивается по мощности, также ограничиваются максимал
ные момент (ток) и скорость.
Задаётся одна величина
скорость.
Параметры
: макси
мальная мощность, Вт (до 3000
Вт), модуль макс
мального момента (тока), %, модуль максимальной скорости,
/мин (огр
ничение произ
водится во всех четырех квадрантах);
ограничение по моме
��23 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;ту (току)
, %, вычисленное
как
заданная мощность
в ваттах, делённа
скорость.
Рис.
2.4
. Настройка двигательн
характеристик
и № 2
Двигательные характеристики №
абота в пределах характер
стики, заданной по точкам
адаётся одна величина
скорость
Параметры
: до 50 точек, заданных парами координат по скорос
ти,
/мин) и моменту (току), (%).
В преобразователь передаются задание по скорости, ограничение
по
моменту (току), вычисленное исходя из координат двух ближайших по оси
скорости (одна слева и одна справа) точек ((
)) по формуле
1
2
1
2
1
1
2
1
2
x
x
y
y
y
x
x
x
y
y
x
y
где
задание по скорости;
ограничение по моменту (току).
Выберите двигательную характеристику для настройки, для этого нав
дите курсор на кнопку с соответствующим номером в нижней части экрана
��24 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;и нажмите ЛКМ, после чего программа перейд
ёт на кадр настройки выбра
ной характеристики
В завис
имости от номера характеристики
введите н
бор параметров или группу точек, определяющих двигательную характер
стику.
Наведите курсор на кнопку «Настройка нагрузочных характеристик»
и нажмите ЛКМ, после
чего программа перейдёт на кадр управления «Н
стройка нагрузочных характ
еристик», приведённый на
рис.
2.5
Рис.
2.5
Настройка
нагрузочн
характеристик
и № 2
Всего доступно восемь
нагрузочных характеристик,
выбор настраива
мой характеристики осущ
ествляет
ся нажатием на кнопк
в нижней
ти кадра.
Нагрузочные характери
стики и наборы параметров к ним
Нагрузочная характеристика №
абота с постоянным моментом
агрузка должна создавать постоянный момент
вне зависимости от скор
сти.
Задаётся одна
величина
момент (ток).
Параметры не задаются.
В пр
образователь передаётся значение
момента (тока).
��25 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;2. Нагрузочная
характеристика №
агрузка, подобная гребному винту
омент нагрузки изменяется в зависимости от скорости, развиваемой двиг
телем по за
кону
может принимать только значения 1,
Независимых значений не задаётся, контроллер считывает с преобраз
вателя, формирующего нагрузку, скорость вращения двигателя
и в завис
мости от неё формирует для него управление по моменту (т
оку).
Параметры
: коэффициенты параболы
может
принимать только значения 1,
3).
В преобразователь передаётся задание по моменту (току), вычисленное
как
где
скорость вращения двигателя,
момент (ток).
агрузочные характеристики №
агрузка, заданная по то
кам.
Независимых значений не задаётся, контроллер считывает с преобраз
вателя скорость вращения двигателя
в зависимости от неё формиру
упра
ление по моменту (т
ку).
Параметры
: до 50 точек, зада
нных парами координат по скорости
моменту (току).
В преобразователь передаётся задание
момента (тока), вычисленное и
ходя из координат двух ближайших по оси скорости (одна слева и одна
справа) точек ((
)) по формуле
1
2
1
2
1
1
2
1
2
x
x
y
y
y
x
x
x
y
y
x
y
где координата
задание по скорости
задание по моменту (току).
Для выбо
нагрузочн
характеристик
для настройки
наведите ку
сор на кнопку с соответствующим номером в нижней части экрана и нажм
те ЛКМ, после чего программа перейдёт на кадр нас
ройки выбранной х
рактеристики
. Затем, в
зависимости
от номера характеристики, введите н
бор параметров или группу точек, определяющих нагрузочную характер
стику
астройка характеристик
для двигателя и нагрузки производится
следующим образом:
ри вы
боре характеристик
откроется экран для
ввода группы
точек (
ис.
2.6
). Настройка
характеристик возможна только
при выключенных ПЧ.
При начальном запуске или перезагрузке программы дистанционного
управления и диагностики прежние настройки характеристи
сбрас
ваются, ранее построе
ные графики не отображаются.

Рис. 2.6
Настройка двигательной характеристики №
При нажатии на кнопку «Обновить»
имеется
возможность восстановить
график с точками, введенными в ПЧ во время его последнего запуска с да
ной характеристикой.
Для выделения точек на построенном
графике служат кнопки «
При
нажатии ЛКМ на кнопк
со стрелками в поле вывода слева от
их
отображается порядковый номер текущей точки, которая на графике по
свечивается квадратиком зеленого ц
вета.
Для достижения более высокой
точности ввода точек нажатие ПКМ в любой точке графика вызовет от
бражение текущих координат данной то
ки.
Для ввода точек необходимо:
нажать ЛКМ на кнопк
«Добавить», после чего откроется дополн
тельное окно «Добавить
точку»;
ввести номер точки (
перва
я точка обязательно должна быть под ном
ром 1);
��27 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;– ввести координаты точки (для значения по оси
значение момента
для значения по оси
скорость
мин;
подтвердит
или отменит
ввод точки, нажав ЛКМ на кнопк
«ОК»
или
«Отмена» соответственно.
Для удаления точки выполните следующие действия
наж
мите
ЛКМ на кнопк
«Удалить», после чего откроется дополн
тельное окно «Удалить точку»;
в поле
номера
точки вве
дите
номер удаляемой точки, при этом в
бранная точка на
графике будет подсвечена квадратиком зеленого цвета;
подтвердит
или отменит
удаление точки, нажав ЛКМ на кнопк
«ОК» или
кнопку «Отмена» соответственно
нопка «Печать» предназнач
на для вывода на принтер построенного графика нагрузочной или двиг
тель
ной характеристики
аве
дите
курсор на кнопку «Мнемосхема стенда» и наж
мите
ЛКМ,
после чего программа перейдёт на кадр
управления «Мнемосхема стенда»;
ерите
настроенные двигательную и нагрузочную характеристики
полях ввода «Характеристика №»;
аве
дите
курсор на переключа
тель «Откл./Вкл.» и наж
мите
ЛКМ.
сли
уверены
в правильности введённых настроек и выборе хара
теристик (после запуска изменение настроек будет заблокировано вплоть
отключения обоих пр
образователей),
то
следует
подтвер
дит
включе
ние преобразователя, для
го наве
дите
курсор на кнопку «ОК» и наж
мите
ЛКМ (п
ри этом следует учесть, что из компьютера в контроллер записыв
ются настройки только для характеристик, выбранных в момент дистанц
онного запуска
Затем
авед
ите
курсор н
а второй переключа
тель «Откл./Вкл.» и нажм
те ЛКМ
Для того,
чтобы
одтверд
включение второго преобразоват
навед
ите
курс
ор на кнопку «ОК» и нажм
ите
ЛКМ.
В процессе проведения работы
следует
изменят
скорость и
момент
для первой нагрузочной характер
истики
. Для
этого наведите
сор на
поле ввода
и нажмите
ЛКМ, после
чего введите новое
значение величины и
нажмите «
ter
».
Отслеживайте
состояние системы во время работы и после её провед
ния с кадра «Просмотр и печат
ь графиков», приведённо
на
рис.
.7.
На
графики выводятся напряжение звена постоянного тока (В), частота инве
тора
(Гц), выходные ток (А) и напряжение (В), скорость вращения (об/мин),
��28 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;момент (%).
При помощи инструме
тов, расположенных в верхней части
графиков, можно отключать вывод части
величин, останавл
вать/возобнов
лять вывод графиков, увеличивать выделенную область графика, перем
щаться по графику после увеличения. Также задаваемую оператором о
ласть графика можно распечатать и/или сохранить в файл
при помощи
кнопок «Печать» и «Сохр
анить».
Рис. 2.7. Просмотр и печать графиков
На панели инструментов окна вывода графиков присутствуют кнопки
управления. При кратковременном позиционировании на этих
кнопках
зателя м
ши появляются всплывающие подсказки.
Внешний вид кнопок и
описание в
ыполняемых ими функций привед
ны в
абл.
Если навести курсор на закладки «Характеристика двигателя»/ «Хара
теристика нагрузки» и нажать ЛКМ, то на кадр будут выведены окна с гр
фиками выбранных на кадре «Мнемосхема стенда» двигательной и нагр
зочной х
арактеристик.
��29 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;Таблица
Кнопки управления графиками
Выз
интерактивн
подсказк
Отображ
ение
предыдущ
его
временно
диапазон
фика
Отображ
ение
следующ
его
временно
диапазон
графика
тображ
ение
рафик
в пределах временного диапазона
окончанием на
следн
м заархивированн
м зн
чени
Функция
позволя
ющая
определить уровень графика в з
данной точке
Увелич
ение
(приближ
ение
) част
окна графика
Возвращение к нормальному масштабу графика
ткры
тие
диалог
выбора архива и пер
менной в архиве
ткры
тие
диалог
для переключения между видимыми и невидимыми граф
ками
Открытие
диалог
выбора
временного диапазона для отображения гр
фика
станов
ка
предыдущ
его
график
верх текущего
Устан
следующ
его
график
поверх тек
щего
Остан
овка
обновлени
я графи
ка (а
рхивирование при этом не прекращается,
данные графика будут до
тупны
Восстан
вле
ние
обновлени
дисплея
ычисл
ение
статистик
и графиков с
использ
ованием
вертикальны
маркер
Откры
тие
окн
отображения минимума, максимума, среднего значения, а та
же значения
СКО
для временного диапазона гр
фика
После завершения работы
следует
сниз
задание по скорости и для
первой нагрузочной
характеристики
по моменту до нуля.
Затем наведите
курсор
на переключатель «Откл
./Вкл.» двигателя и н
жмите ЛКМ.
При необходимости
перейдите
на кадр «Просмотр и печать
графиков» и
распеч
тайте
и/или сох
раните в файле
результаты работы
Для
сохранения
нажмите
на кнопку «Сохранить», откроется дополнительное
окно с
именем файла, который содержит сохраненные величины за
период
последнего эк
перимента.
айл «Azipod.csv»
еобходимо переименовать или переместить из ко
невой папки диска С в любое другое место
, так как при
следующем пуске
преобразователей
он
будет созда
н заново.
Затем переведите
рукоятку упра
ления
1 на шкафу ПК в левое или правое положение на вр
емя не менее 1 с,
но не более 2 с.
��30 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;Внимание!
После завершения работы и отключения компьютера
выключите источник бесперебойного питания
1 в шкафу ПК.
Для этого
зомкните
вводной автомат
1 в шкафу подвед
ения питания тренажёра
«Азипод».
Убедитесь в том, что на ШУП погасла лампа сигнализации
«Сеть»
Для перехода из исходного состояния в режим местного управления
следует выполнить
приведенную последовательност
ь действий.
амкните
вводной
автомат
1 в ШВ тренажёра «
Азипод».
бедитесь в том, что на ШУП зажглась лампа сигнализации
«Сеть»
сли в процессе работы в режиме местного управления необходимо
производит
ь автоматическую запись величин
или перед
работо
й в режиме
местного управления
произвести настройку характеристик, то
следует
включить компьютер в шкафу ПК и
выполнить
дей
ствия
согласно
прив
денным в
описани
дистанционного режима работы. При этом следует
учесть, что из компьютера в контроллер зап
исываются настройки только для
характеристик, в
бранных в момент дистанционного запуска.
После завершения загрузки настроек характеристик переведите рук
ятку управления
«Местное/Дистанционное»
на ШУП тренажёра
Азипод» в положение «Местное».
Выб
ерите нужные двигательную и нагрузочную характеристики при
помощи рукояток упра
вления «Выбор характеристики» (
7 и
) на ШУП
тренажёра «
под
Выберите нужное
положение рукояток управления
7 и
«Впр
во/Влево» на ШУП тренажёра «
под
Перевед
ите обе рукоятки уп
равления:
6 и
«Вкл./Выкл.»
на
ШУП тренажёра «
под
в положение «Вкл.».
В п
роцессе проведения работы
изменяйте скорость и для первой н
грузочной характеристики
момент. Для этого вращайте рукоятки управл
ния
1 и
2 «Задание»
на ШУП тренажёра «
Азипод
», следя за показаниями
измерительных приборов
8 (скорость вращения, частота инвертора,
ходные ток и напряжение).
После завершения работы
необходимо
сниз
ить
задание по скорости и
для первой нагрузочной характеристики
по
моменту
до 0.
Переведите обе р
укоятки управления:
6 и
«Вкл./Выкл.»
на
ШУП тренажёра «
под
в положение «Выкл.».
��31 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;– Если в процессе работы в режиме местного управления проводилась
автоматическая запись величин,
то при необходимости перейдите на ка
др
«Просмотр и печать графиков» и распечатайте и/или сохраните в файл р
зультаты работы, отключите компьютер.
Выключите источник бесперебойного питания.
Внимание! После завершения работы с компьютером не забудьте
отключить ИБП
1 в шкафу ПК
. Для этого
азомкните вводной автомат
1 в шкафу подведения питания тренажёра «
под
Убедитесь в том,
что на ШУП погасла лампа сигнализации
«Сеть»
2.3
Порядок приведения тренажера в исходное положение
рганы управления шкафа ШУП должны быть переведены в и
сходное
положение
согласно указаниям
2.2.
Для
приве
дения
в исходное положение операционной
сис
темы
DOWS
и программного
обеспечени
WINCC
, должны быть использов
ны средства восстановл
ния системы.
По ок
ончании
работы следует убедиться
в том
, что
индикатор
«Сеть» на ШУП не горит, а ИБП
1 в шкафу ПК о
ключён.
Библиографический список
1.
Малышев Л.А. Разработка и внедрение в учебны
й процессе специ
лизированных
тренажеров по управлению электроэнергет
ическими сист
мами кораблей и
судов. Тренаже
ры и компьютеризация профессиональной
подготовки
// Тр.
й Всесою
зной .н
ауч
техн.
конф.
Пушкин, 1993
317.
2.
Панов В.А.,
Романовский В.В.,
Корди С.А. Эксплуатация гребных
электроустановок.
М.: Транспорт, 1988.
175 с.
3.
Волков А.Н., Клем
анов О.Н. Принципы постр
оения высоковольтных
СЭЭС
Судостроительная промышленность
. Серия: Судовая электротехн
ка.
1988.
90 с.
4. Граве
В.И., Романовский В.В., Ушаков В.М. Электропожаробезопа
ность высоковольтных судовых электроэнергетических систем.
СПб.: Э
мор, 2003.
160 с.
��32 &#x/MCI; 0 ;&#x/MCI; 0 ;ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение …………………………………………………………………….
1. Основы построения тренажеров гребных электрических устан
вок ..
2. Тренажер гребной электрической установки с преобразователем
частоты …………………………………………………………………...
Биб
лиографический список ………………………………………………..


12

Виктор Викторович
Романовский,
Леонид Александрович
Малышев,
димир Ильич
Паришку
Тренажеры
гребных электрических установок
с преобраз
вателями частоты
Учебное пособие
199106, Санк
Петербург, Косая линия, 15
тел./факс 812
322
33
42, 322
77
26
gma
mail
izdat
gma
mail:
reklama
@gma.ru
Ответственный за в
пуск
Редактор
Компьютерная верстка
Сатикова Т.Ф.
Карамзина Н.А.
Тюленева Е.И.
Подписано в печать
08.11
Формат 60
90/16. Бумага офсетная. Гарнит
Times
New
Roman
Усл
печ
Тираж
экз. Заказ №
244
/11

Приложенные файлы

  • pdf 4157805
    Размер файла: 946 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий