книги из ГПНТБ / Кушнарев, Ю. М. Авторулевой Печора учебное пособие для студентов судоводительского факультета

— электродвигатель СЛ-121 (М 5)— исполнительный двига­ тель, разворачивающий через дифференциал датчики курса М2 и М3 с заданной угловой скоростью в режиме «Циркуляция» и воз­ вращающий в нулевое положение эти сельсины при переходе на вид управления «Следящий» и «Простой»;

—сельсин ДБС-500 (БС-500), М4 и шкала руля; две стрелки «Истинный» (для ДБС-500) или одна (для БС-500). Эти стрелки сидят на валиках роторов сельсина-приемника М4, электрически связанного с сельсином-датчиком в РД. Они указывают по шкале руля его истинное положение;

—механические передачи, связывающие перечисленные эле­ менты;

— контактное приспособление К.П2, связанноё кинематически с сельсином М2 и замыкающее цепь питания реле Р 1, Р2, которые подключают двигатель М5 к источнику постоянного тока для воз­ врата курсовых сельсинов М2 и М3 в нулевое положение при пере­ ходе с «Автомата» на вид управления «Следящий» или «Простой»;

—переключатель КП1 (6) сигнализации об уходе судна с курса при виде управления «Автомат». Этот переключатель кинематиче­ ски связан с сельсином V\3;

—лампы Л4-Л7 для подсветки шкал курса и руля;

—реле Р1 и Р2 типа РЭС-8, осуществляющие коммутацию це­ пей питания двигателя М5 при его реверсе;

—клеммные платы П1—П14 для удобства производства электромонтажа механизма прибора ПУ.

Станция электроэлементов (СЭ)

Станция электроэлементов предназначена для размещения в ней электроэлементов, а также для удобства разводки кабельных ли­ ний.

Конструктивно СЭ представляет собой прибор водозащищенно­ го исполнения, в котором установлены контакторы для шунтирова­ ния добавочного сопротивления в цепи обмотки возбуждения испол­ нительного двигателя в системе Г-Д; трансформаторы; демпфирую­ щие контуры; блоки выпрямителей и клеммные платы.

На боковых стенках корпуса имеются сальники для ввода кабе­ лей. Верхняя крышка обеспечивает свободный доступ ко всем злектроэлементам.

Датчик рулевой (РД)

Конструктивно рулевой датчик представляет собой прибор тер­ мического исполнения.

Прибор состоит из корпуса и крышки. В нижней части корпуса выведен валик с рычагом. Рычаг связан с баллером руля. Над ры­ чагом установлена шкала положения руля. Четыре сальника для

10

ввода кабелей размещены на боковой стенке корпуса. В приборе установлены: сельсины-датчики следящей системы, вырабатываю­ щие сигнал отрицательной обратной связи, пропорциональный по­ ложению руля; сельсин-датчик, вырабатывающий сигнал истинного положения руля для рулевых указателей; электрические ограничи­ тели, состоящие из контактных групп и кулачков, клеммные платы.

Механизм, исполнительный (ИМ)

В зависимости от типа насоса в качестве исполнительного ме­ ханизма в авторулевых «Г1ечора-3»—«Печора-7» применяются при­ боры типа ИМ-1 или типа ИМ-2.

Прибор ИМ-1 предназначен для управления насосом регули­ руемой производительности типа ПД. Выходным органом прибора ИМ-1 является валик. Прибор ИМ-1 обеспечивает поворот управ­ ляющего органа насоса в пределах ±30°, причем углы поворота могут быть уменьшены в пределах от ±30° до ±15° через 1°. Установка величины предельного угла поворота управляющего ор­ гана насоса (в приборе ИМ-1) осуществляется при сдаче рулевой машины.

Конструктивно ИМ-1 является прибором водозащищенного ис­ полнения и состоит из корпуса и двух съемных крышек.

На верхней крышке установлена рукоятка ручного (местного) управления.

В приборе установлены электродвигатель -типа АДП-262, Ml, служащий исполнительным двигателем при дистанционном управ­ лении насосным агрегатом, сельсин БД-404А М2, служащий для выработки напряжения, пропорционального смещению управляю­ щего органа насоса — сигнала промежуточной обратной связи, ну­ левой установитель, служащий для установки управляющего орга­ на в нулевое положение при нормальном и аварийном обесточива­ нии исполнительного электродвигателя, при отпускании рукоятки ручного управления и при срабатывании электромагнитной муфты. Электромагнитная муфта типа МЭП находится в кинематической цепи от двигателя к управляющему органу насоса. Так как муфта работает на постоянном токе, а управление ИМ осуществляется переменным током, в приборе предусмотрен выпрямительный мо­ стик (диоды Д1-Д8) (8). Механический ограничитель угла пере­ кладки управляющего органа насоса расположен на верхней крышке.

Для предохранения управляющего органа насоса от перегрузки на выходном валике прибора ИМ-1 предусмотрен предохранитель­ ный поводок с пружинными ножницами. Фрикционная муфта дает возможность проворачивания рукояткой ручного управления управ­ ляющего органа насосного агрегата. Для ввода и подключения ка­ белей в приборе имеются сальники и клеммные платы.

11

Прибор ИМ-2 предназначен для управления золотниковым (распределительным) устройством насоса постоянной производи­ тельности н отличается от прибора ИМ-1 только тем, что у прибора ИМ-2 выходным органом является рейка, ход которой не регули­ руется.

§ 3. Принцип работы авторулевого при различных видах управления

Ручное (местное) управление

!'

Ручное управление является аварийным и осуществляется в АР для управления электрогидравлическими рулевыми машинами, т. е. в АР «Печора-3» — «Печора-7».

Этот вид управления позволяет управлять перекладкой руля не­ зависимо от всех элементов системы. При ручном виде управления рукоятку на приборе ИМ закладывают в паз на торце вала, связан­ ного непосредственно с управляющим органом насосного агрегата.

Направление перекладки руля соответствует направлению пово­ рота рукоятки.

Пружинный нулевой установитель прибора ИМ фиксирует ру­ коятку (и управляющий орган насоса) в нулевом положении.

Простое управление

Простое дистанционное управление, осуществляемое педальным устройством в АР, для управления одной рулевой машиной и ру­ коятками простого управления в АР для управления двумя руле­ выми машинами. Этот вид управления является резервным и позво­ ляет выполнять все необходимые операции по маневрированию судна.

В АР для управления двумя секторными рулевыми машинами («Печора-2») при простом виде управления предусматривается возможность раздельного управления рулями.

Для осуществления простого управления переключатель видов управления необходимо установить в положение «Простой». При этом на ПУ должна загореться сигнальная лампа «Простой».

В АР «Печора-1 и «Печора-2» простое управление осущест­ вляется следующим образом:

— при нажатии педали (поворота рукоятки) замыкаются кон­ такты соответствующего микропереключателя и напряжение от си­ лового трансформатора подается на вход фазочувствительного устройства тиристорного усилителя;

12

— с выхода усилителя сигнал определенной величины и поляр­ ности поступает на обмотку возбуждения генератора системы «Г-Д». Исполнительный двигатель, при получении управляющего сигнала определенной величины и полярности, производит пере­ кладку руля на требуемый угол;

— руль при этом будет перекладываться до тех пор, пока будет нажата педаль (повернута рукоятка), либо пока он не достигнет электрических ограничителей, т. е. угол перекладки пропорциона­ лен времени удержания управляющего органа в нажатом положе­ нии.

В АР «Печора-3» — «Печора-7» простое управление осущест­ вляется следующим образом:

— при нажатии педали «Лево» («Право») замыкаются контак­ ты соответствующих микропереключателей и в исполнительном механизме подается напряжение на обмотку управления двига­ теля Ml;

—управляющее напряжение поступает от силового трансфор­ матора, причем фаза этого напряжения зависит от нажатой педали,

афаза напряжения возбуждения всегда остается неизменной;

—при поступлении напряжения на двигатель Ml его ротор на­ чинает вращаться-и перемещать выходной орган—выходной валик

вИМ-1 (или рейку в ИМ-2) и связанный с ним управляющий ор­ ган насосного агрегата в соответствующую сторону. Одновременно будут сжаты пружины нулевого установителя. Как только управ­ ляющий орган насоса сместится из нулевого положения, рулевая машина начнет перекладку руля. При отпускании педали микро­ переключатель разорвет цепь управления двигателя и пружина нулевого установителя вернет управляющий орган насоса в нуле­ вое положение. Перекладка руля прекратится.

Для уменьшения времени, необходимого для возврата управ­ ляющего органа насоса в нулевое положение пружинами нулевого установителя, в схеме предусмотрен разрыв механической связи между управляющим органом насоса и ротором двигателя, так как если эту связь не разрывать, то двигатель перейдет в генератор­ ный режим и создаст момент, противодействующий возврату управ­ ляющего органа насоса в нулевое положение. Разрыв механической связи осуществляется электромагнитной муфтой, на которую при отпускании педали подается напряжение, вызывающее ее сраба­ тывание.

В АР «Печора-i», «11ечора-3» и «Печора-4», у которых для осуществления простого управления используются педали, одновре­ менное их нажатие невозможно, так как они механически заблоки­ рованы.

Для возврата руля в ДГ1 (диаметральную плоскость) необхо­ димо нажать другую педаль и в момент подхода руля к ДП опу­ стить педаль.

13

Следящее управление

При следящем виде_управления соответствующим поворотом рукоятки управления задается направление и величина угла пере­ кладки руля.

Отработка заданного значения угла перекладки руля осущест­ вляется с помощью следящей системы.

Для перехода на следящее управление переключатель видов управления необходимо установить в положение «Следящий». При этом должна загореться сигнальная лампа «Следящий» на ПУ.

Функции датчиков следящей системы выполняют сельсины БД-404А (Мб, М8).

Следящее управление в АР «Печора-1» и «Печора-2» осущест­ вляется следующим образом (рис. 3). При повороте рукоятки управления на заданный угол поворачиваются связанные с ней ки­ нематически роторы задающих сельсинов Мб, М8.

С задающих сельсинов на входы усилителей подается напряже­ ние, пропорциональное углу поворота рукоятки управления. С вы­ хода усилителя напряжение поступает на обмотку возбуждения генератора системы «Г-Д». Исполнительный двигатель, подключен­ ный к выходу генератора, осуществляет перекладку руля. Напряже­ ние обратной связи, снимаемое с сельсина датчика обратной связи (М2 прибора РД), подается на вход усилителя в противофазе с на­ пряжением задающего сельсина. Исполнительный двигатель будет до тех пор перекладывать руль, пока напряжение от задающих сельсинов Мб, М8 не будет скомпенсировано напряжением обрат­ ной связи. В результате руль будет переложен на требуемый угол. При возвращении рукоятки управления в «ноль» руль возвращает­ ся в диаметральную плоскость.

В АР «Печора-3»—«Печора-7» следящее управление осущест­ вляется следующим образом:

—с задающего сельсина на вход усилителя подается напряже­ ние, пропорциональное углу поворота рукоятки управления. С вы­ хода усилителя напряжение поступает на управляющую >обмотку исполнительного двигателя Ml, расположенного в приборе ИМ. Двигатель приходит во вращение и смещает управляющий орган насоса от нулевого положения;

—с сельсина насоса в схему суммирования на входе усилителя поступает напряжение, близкое по величине и противоположное по фазе заданному напряжению;

—усиленная разность напряжений создает на двигателе мо­ мент, величина которого достаточна только для создания момента, уравновешивающего пружины нулевого установителя. Вследствие этого, управляющий орган насоса, который перемещается от нуле­

вого положения, остановится, оставаясь в смещенном положении, а руль будет перекладываться;

14

— с ротора сельсина руля (М2 прибора РД) в схему суммиро­ вания поступает напряжение, по знаку противоположное задан­ ному;

■— исполнительный двигатель (Ml прибора ИМ), получив сиг­ нал противоположного знака, начнет возвращать управляющий орган насоса к нулевому положению. В тот момент, когда руль бу­ дет переложен на заданный угол, напряжение с датчика скомпен­ сирует входное напряжение усилителя, а напряжение с датчика прибора ИМ практически станет равным нулю и руль остановится.

При виде управления «Следящий» в системе предусмотрен самовозврат рукоятки управления в нулевое положение.

Ц и р к у л я ц и я

Для осуществления вида управления «Циркуляция» переключа­ тель видов управления необходимо перевести в положение «Авто­ мат». При этом должна загореться сигнальная лампа «Автомат».

Циркуляция осуществляется посредством поворота рукоятки на некоторый угол и фиксации ее в повернутом положении с помощью специального фиксирующего устройства.

Одновременно с поворотом рукоятки разворачиваются кинема­ тически связанные с ней роторы сельсинов Мб и М8, выполняющие в этом режиме роль задатчиков циркуляции.

Фазные обмотки этих сельсинов при этом соединяются последо­ вательно для получения необходимой величины сигнала управле­ ния электродвигателем циркуляции.

При повороте рукоятки управления на некоторый угол перемен­ ное напряжение, снимаемое с сельсинов Мб и М8, подается через выпрямитель на якорь электродвигателя М5 в качестве сигнала управления.

Электродвигатель М5 (СЛ-121) со скоростью, пропорциональ­ ной углу поворота рукоятки управления, начнет через дифферен­ циал разворачивать сельсины курса М2 и М3, которые выдают сигнал перекладки руля через усилительный тракт на рулевую ма­ шину.

Принимающий курса, автоматный сельсин М7, связанный электрически с гирокомпасом, начнет отворачивать через тот же дифференциал курсовые сельсины М2 и М3 в противоположную сторону, стремясь вернуть их в нулевое положение. -

После окончания переходного процесса, т. е. когда скорость от­ работки будет равна скорости заданной, в системе будет иметь ме­ сто «ошибка» (подвижный индекс будет отклонен от неподвижного на некоторый угол), в результате которой руль будет отклонен на некоторый угол, необходимый для осуществления циркуляции с за­ данной угловой скоростью.

15

Эта «ошибка» проявляется при выходе судна на новый курс после окончания режима «Циркуляция».

Устранение этой «ошибки» осуществляется с помощью дополни­ тельного сигнала, пропорционального интегралу от угла рассогла­ сования, вырабатываемого с помощью блока коррекции (БК).

Реверс электродвигателя М5 при повороте рукоятки управления

вдругую сторону осуществляется с помощью микровыключателей

В10, В11 и реле Р 1, Р2, изменяющих полярность напряжения, пода­ ваемого на якорь электродвигателя М5.

При переходе на вид управления «Следящий» или «Простой» осуществляется возврат курсовых сельсинов М2 и М3 в нулевое по­ ложение, в случае, если они находились в этот момент в разверну­ том положении. Это производится с помощью контактного приспо­ собления КП2, которое до тех пор оставляет электродвигатель М5 под напряжением, пока сельсины М2 и М3, не вернутся в нулевое положение и не разомкнут контакты КП2.

^Автоматическое управление

Вид управления «Автомат» позволяет автоматически удержи­ вать судно на заданном курсе.

Для осуществления вида управления «Автомат» переключатель видов управления необходимо установить в положение «Автомат».

При этом должна загореться сигнальная лампа «Автомат», а принимающий сельсин курса М7 подключиться к датчику гироком­ паса.

Если судно идет заданным курсом, то подвижный индекс совме­ щен с неподвижным, роторы задающих курсовых сельсинов М2 и

.М3 находятся в нулевом положении, напряжение на входе усили­ теля равно нулю и руль находится в диаметральной плоскости

(ДП).

Отклонение судна от заданного курса будет воспринято гиро­ компасом, который через датчик развернет роторы сельсинов, при­ нимающих курса.

Репитерный сельсин Ml при этом развернет шкалы грубого и точного отсчета курса, а автоматный сельсин М7 развернет через дифференциал роторы задающих сельсинов курса М2 и М3 и свя­ занный с ними подвижный индекс.

Переменное напряжение с задающих сельсинов курса, сумми­ руясь с сигналом, пропорциональным скорости изменения угла кур­ са, который вырабатывается блоком коррекции, поступает на вход усилителя.

В АР «Печора-1» и «Печора-2» управляющий сигнал с выхода усилителя подается на обмотку возбуждения генератора системы

«Г-Д».

В АР «Печора-3» — «Печора-6» усиленный по напряжению и мощности управляющий сигнал с выхода усилителя подается на

16

двигатель Ml исполнительного механизма (ИМ), управляющего работой насоса рулевой машины.

Рулевая машина осуществляет перекладку руля в зависимости от фазы и величины управляющего сигнала в соответствующую сторону от фазы так, что судно возвращается на прежний курс.

Для различных условий плавания и в зависимости от гидроди­ намических свойств судна при одной и той же величине рыскания требуется различная величина перекладки руля для возврата судна на заданный курс.

Отношение величины изменения курса ср к величине перекладки руля (3 называется коэффициентом обратной связи, характеризую­ щим степень эффективности руля.

р

Изменение величины кос осуществляется путем подачи различ­ ного напряжения возбуждения на сельсин-датчик положения руля

вприборе РД.

Всхеме предусмотрено одиннадцать значений кос: 0,1; 0,15; 0,2; 0,35; 0,5; 0,7; 0,85; 1,0; 1,2; 1,35; 1,5.

Вцелях улучшения стабилизации судна на заданном курсе в закон управления введен сигнал, пропорциональный скорости из­ менения курса, вырабатываемый блоком коррекции (БК).

хода, загрузки судна, погодных условий и т. п.) и должна быть та­ кой, чтобы обеспечить удержание судна на курсе с заданной точ­ ностью.

Глава Ц. ИНСТРУКЦИЯ ПО ОБСЛУЖИВАНИЮ

§ 4. Общее наблюдение и уход

Личному составу, занятому обслуживанием аппаратуры АР «Печора», необходимо изучить всю техническую документацию, прилагаемую к системе.

Разборку приборов и механизмов аппаратуры следует произво­ дить только специалистам. Разборка приборов аппаратуры с целью

ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА i

Во время эксплуатации авторулевого необходимо постоянно производить планово-предупредительные осмотры (ППО) ежене­ дельные, ежемесячные и полугодовые.

Необходимо следить за герметичностью и водозащищенностыо приборов путем периодической проверки уплотнения крышек и сальников.

Проверять надежность крепления узлов, механизмов, приборов

имонтажа, надежность затяжки винтов и гаек, не залитых крас­ кой, надежность включения, отключения, фиксации переключате­ лей и контактных групп, наличие смазки в кинематических звеньях приборов. Проверять предохранители. Проверять состояние кабелей

иперемычек заземления.

Неисправные элементы заменять новыми из ЗИПа, имеющегося на судне.

Болты крышек затягивать до упора. Один раз в неделю необходимо:

а) производить наружный осмотр приборов; б) проверять пуск и остановку насосов от местных выключате­

лей и с приборов ПУ; в) проверять работу авторулевого.

Не реже одного раза в месяц дополнительно к проверкам, опи­ санным выше, следует проверять сопротивление изоляции между корпусом и каждой из соединительных клемм на платах приборов.

Сопротивление изоляции, измеренное 500-вольтовым мегометром, должно быть в холодном состоянии — не менее 2-х МОм, в на­ гретом состоянии — не менее 1 МОм.

Примечание. Перед измерением сопротивления изоляции необ­ ходимо отсоединить провода от клемм 1 и 2 пла­ ты 1 усилителей 1 и 2.

Раз в полгода дополнительно к проверкам, приведенным выше, " необходимо:

а) производить внешний и внутренний осмотр всех приборов АР;

б) проверять смазку приборов согласно заводской инструкции; в) проверять величину контактного давления и производить

чистку и промывку контактных групп.

Контактное давление для контактных групп (КП1-КП2) в при­ борах рулевого датчика должно быть не менее 120 г.

Результаты периодических осмотров заносить в формуляр и су­ довой журнал.

18

§ 5. Проверка работоспособности

Авторулевой «Печора-1»

1.Произвести внешний осмотр.

2.Подать питание в схему рулевых указателей и убедиться в том, что при включении схемы рулевых указателей разность между показанием по шкале рулевой машины и стрелки истинного указа­ теля положения руля не превышает 1,0°.

3.Переключатель видов управления на Г1У установить в поло­ жение «Простой», а переключатель усилителей в положение «Уси­ литель-1».

4.Подать на АР питание переключателем «РМ». При этом должна загореться лампа сигнализации включения схемы привода, лампы подсветки шкал и сигнальная лампа «Простой».

5.Проверить синхронную связь сельсина-датчика гирокомпаса

ипринимающего в ПУ, согласовав их положения по шкалам. Со­ гласование осуществляется с помощью рукоятки согласования шкал курса в ПУ.

6.Нажать педаль «право руля» и не отпускать до остановки руля в положении, соответствующем показанию стрелки указателя

положения руля 35°±1° право.

7.Нажать педаль «лево руля» и не отпускать до остановки руля

вположении, соответствующем показанию стрелки указателя по­ ложения руля 35°±1° лево.

8.Вернуть руль в диаметральную плоскость.

9.Переключатель усилителей перевести в положение «Усили- тель-2» и проверить работу АР при виде управления «Простой» по пунктам 4—8 настоящей инструкции.

10.Переключатель видов управления перевести в положение «Следящий». При этом должна загореться сигнальная лампа «Сле­

дящий».

11.Поворотом рукоятки управления вправо задать угол пере­ кладки руля 30° и убедиться по показанию стрелки указателя по­ ложения руля в ПУ в том, что отработка производится с точностью

впределах ±2,0°.

12.Поворотом рукоятки управления на еще больший угол убе­

диться в обеспечении пределов перекладки 35°±1°.

13.Поворотом рукоятки управления влево вернуть руль в ДП.

14.Аналогично пунктам 11—13 настоящей инструкции проверить перекладку руля на левый борт.

15.Переключатель усилителей перевести в положение «Усили­ тель-1» и проверить работу АР при виде управления «Следящий» по пунктам 11 — 14 настоящей инструкции.

16.Установить переключатель видов управления в положение «Автомат», при этом должна загореться сигнальная лампа «Авто­

мат».

19