Основные сведения
Компрессор – механизм для получения сжатого воздуха или газа .
На судах сжатый воздух применяют в следующих основных случаях:
- для пуска главных и вспомогательных дизелей; при этом давление составляет
20…30 at ( 2…3 МПа );.
- для управления работой пневмоэлементов систем судовой пневмоавтоматики; при
этом давление воздуха не более 2 at ( 0,2 МПа );
- для удаления пыли и грязи, например, при продувке электрических машин и аппа-
ратов, удаления остатков ржавчины после обивки палубы и т.п.; при этом давление возду
ха составляет 1,6…2 at ( 0,16…0,2 МПа ).
Компрессоры разделяют ( классифицируют ) по таким признакам:
- по принципу действия – на центробежные, осевые и поршневые. Центробежные и
осевые применяют с целью получения больших подач ( объёмов ) воздуха или газа, порш-
невые – для получения больших давлений. На судах чаще применяются поршневые комп-
рессоры;
- по устройству – на компрессоры вертикального или горизонтального типа; одно-,
двух- и многоступенчатые; простого или двойного действия.
Принцип действия поршневого компрессора такой же, как и поршневого насоса.
В одноступенчатом компрессоре простого действия в качестве рабочего использует
ся только одно из двух движений поршня в цилиндре. Такие компрессоры применяют для получения небольших давлений.
В компрессорах двойного действия ( двухступенчатых ) используются как рабочие
оба движения поршня – прямое и обратное. При прямом движении воздух из атмосферы сжимается в первой ступени компрессора до 5…6 at, при обратном – этот воздух подается во вторую ступень, в которой дополнительно сжимается до 25…30 at.
Поскольку при сжатии выделяется тепло, цилиндры компрессора снаружи охлажда
ются водой. Для смазки трущихся частей внутрь цилиндров подают масло.
Перед каждым пуском компрессора, а также периодически при его работе обе сту-
пени компрессора продувают от конденсата и остатков масла. При этом сжатый воздух не поступает в баллоны, а стравливается непосредственно в машинное отделение.
При пуске компрессора давление воды и масла на 3…6 с понижается, поскольку
вода и масло начинают заполнять рабочие полости компрессора. Поэтому для предотвра-
щения отключения компрессора действие защит по давлению масла и воды блокируют
( исключают ) при помощи реле времени ( в схеме – КТ3 ) с выдержкой 8…10 с.
Режимы автоматической работы
В схеме управления отсутствует кнопочный пост управления с кнопками «Пуск» и
«Стоп», т.е. ручное управление схема не предусматривает.
Данная схема полностью автоматизирована, причём предусмотрены 2 автоматиче-
ских режима работы:
1. ходовой режим. На ходу воздух для пусков не расходуется, поэтому его давление
понижается лишь из-за утечек , компрессор включается редко;
2. режим манёвров, например, при выходе судна из порта. В таком режиме расход
воздуха большой из-за частых пусков главного двигателя.
Чтобы при маневрах не пускать так же часто двигатель компрессора, схема перево-
дит его в непрерывный режим работы. В этом режиме, при повышении давления до 32 at воздух автоматически стравливается в машинное отделение, а при понижении давления до 27 at, стравливание прекращается. Двигатель же работает непрерывно.
Рис. 11.9. Принципиальная схема автоматического управления электроприводом компрессора пускового воздуха:
расположение клапанов на компрессоре ( а ); схема управления ( б ) ; ЭМ1 – разгрузоч-
ный клапан; ЭМ2 и ЭМ3 – продувочные клапаны; ЭМ4 – клапан охлаждающей воды
Элементы схемы
На схеме компрессора показаны:
1. электромагнитный клапан ЭМ1 ( YV1 ), соединяющий нагнетательную по-
лость 1( рис. 11.9, а ) с атмосферой, при этом воздух стравливается непосредственно в МО.
Предназначен для разгрузки компрессора. В ходовом режиме включается редко, только при пуске компрессора, в режиме манёвров включается часто;
2. электромагнитные клапана ЭМ2 (YV2 ) и ЭМ3 (YV3), соединяющие цилинд-
ры низкого и высокого давления 2 и 3 ( рис. 11.9, а ) с атмосферой. Предназначены для продувки цилиндров. Если клапана включены, продувочные отверстия закрыты, и наобо-
рот.
В ходовом режиме клапана постоянно закрыты, продувка невозможна. Это являет-
ся серьёзным недостатком схемы управления.
В режиме манёвров, когда двигатель работает непрерывно, клапана периодически открываются. При этом очищаются цилиндры, а двигатель частично разгружается;
3. электромагнитный клапан ЭМ4 (YV4 ) для доступа охлаждающей воды к на-
гретым частям компрессора;
4. переключатели SA1 и SA2 для выбора необходимого режима работы. Пере-
ключатель SA1 расположен рядом с компрессором , переключатель SA2 находится в ЦПУ;
5. аварийный выключатель SA3 для остановки компрессора; находится рядом с
компрессором;
6. реле давления воздуха SP1 для управления работой компрессора в ходовом
режиме ; его контакт замыкается при понижении давления воздуха до 26 at и размыкается при повышении давления до 30 at;
7. реле давления воздуха SP1' для управления работой компрессора в режиме
манёвров; его контакт замыкается при повышении давления воздуха до 32 кгс at и размы-
кается при понижении давления до 28 at;
8. аварийный датчик температуры охлаждающей воды SК; установлен на выхо
де воды из компрессора, При повышении температуры до 60º С переключает свой кон-
такт в нижнее положение, при этом отключается двигатель компрессора и включается сигнализация;
9. аварийный датчик давления охлаждающей воды SР2; при понижении давле-
ния до 0,8 at переключает свой контакт в верхнее положение, при этом отключается двига
тель компрессора и включается сигнализация;
10. аварийный датчик давления масла SР3, при понижении давления масла до 0,6
at переключает свой контакт в верхнее положение, при этом отключается двигатель компрессора и включается сигнализация;
11. промежуточное реле KV1 для управления продувкой цилиндров в режиме
манёвров; при повышении давления воздуха до 32 at контакт реле давления SP1' замыкает
ся и включает это реле;
12. реле времени КТ1 с выдержкой в 10 с для контроля времени разгрузки ком-
прессора в режиме манёвров; при повышении давления воздуха до 32 at контакт реле дав-
ления SP1' замыкается и включает это реле;
13. сигнальные реле КV6, KV5 и KV4, включаются при критических значениях
соответственно температуры и давления охлаждающей воды, а также давления масла;
14. сигнальное реле KV2 «работа», включается после окончания пуска компресс-
сора;
15. реле времени КТ2 с выдержкой времени 6 с, для управления продолжитель-
ностью разгрузки компрессора в ходовом режиме;
16. реле времени КТ3, с выдержкой времени 8 с, для блокировки отключения
компрессора во время пуска при кратковременном понижении давления воды и масла;
17. разгрузочное реле KV3 для непосредственного управления разгрузочным
клапаном YV1; в ходовом режиме включается через контакты реле времени КТ2, в режиме манёвров – через контакты реле времени КТ1.
Подготовка схемы к работе
Для подготовки схемы к работе включают на ГРЩ автоматический выключатель
электропривода компрессора и при помощи переключателей SA1 и SA2 выбирают нуж-
ный режим работы .
Ходовой режим
Для выбора ходового режима переключатель SA1 устанавливают в положение 2, а переключатель SA2 – в положение 1. Положение выключателя SA3 роли не играет, он от-
ключён.
Предположим, что до начала работы контакты датчиков температуры воды SK ,
давления воды SP2 и давления масла SP3 находятся в положении, указанном на схеме, т.е. температура воды в норме, а давление воды и масла ниже нормы.
Работой схемы в ходовом режиме управляет реле давления SP1.
При понижении давления до 26 at ( 26 кгс/см 
) реле SP1 замыкает свой контакт, через который включаются линейный контактор КМ, реле времени КТ2 и КТ3, а также разгрузочное реле КV3.
Происходит пуск двигателя в режиме холостого хода, т.к. реле КV3 своим контак-
том включило разгрузочный клапан YV1.
Кроме того, через контакт КМ включаются клапаны YV2, YV3 YV4, при этом за-
крываются продувочные окна обеих ступеней давления и начинает поступать вода к на-
гревающимся узлам компрессора.
Через 6 с с момента пуска реле КТ2 размыкает свой контакт в цепи катушки разгру
зочного реле КV3. При этом отключается разгрузочный клапан YV1, двигатель переходит из режима холостого хода в режим нагрузки.
При пуске реле времени КТ3 блокирует датчики температуры и давления воды SK
и SP2 и давления масла SP3, шунтируя своим контактом их последовательно соединен-
ные контакты в цепи катушки КМ.
Если с момента пуска за 8 с давление воды и масла поднимется до нормы, контак-
ты SP2 и SP3 переключатся в нижнее положение, и через них образуется вторая, паралле
льная по отношению к контакту КТ3, цепь питания катушки КМ.
Поэтому на 9-й секунде, когда контакт КТ3 разомкнётся, контактор КМ и реле КТ2 не отключатся.
Если же за 8 с давление воды или масла не достигнет нормы, т. е. контакт SP2 или SP3 останется разомкнутым, на 9-й секунде, после размыкания контакта КТ3 , контактор КМ и реле КТ2 отключатся, пуск прекратится.
При достижении давления 30 at контакт SP1 размыкается , компрессор отключает-
ся.
Далее работа схемы повторяется.
Отметим особенности ходового режима работы:
- при пуске реле времени КТ3 блокирует датчики давления воды и масла,
что позволяет избежать ложных отключений компрессора в процессе пуска ;
- пуск компрессора происходит без нагрузки; компрессор включает под на-
грузку реле времени реле КТ2;
- на ходу продувка компрессора невозможна, т.к. постоянно включены кла-
паны YV1 и YV2.
Режим манёвров
Для выбора этого режима переключатель SA1 устанавливают в положение 1,
а переключатель SA2 – в положение 2. Аварийный выключатель SA3 должен быть включён.
Работой схемы управляет реле давления SP'.
Пуск двигателя начинается с момента подачи питания ( в ходовом режиме пуск
начинался с момента замыкания контактов реле SP1 ) и далее протекает так, как в предыду
щем случае.
При повышении давления воздуха до 32 at контакт SP1' замыкается, включаются
реле продувки KV1 и реле времени КТ1.
Реле продувки отключает продувочные клапана YV2 и YV3, начинается продув-
ка обеих ступеней давления.
Через 12 с реле КТ1 включает разгрузочное реле KV3, которое, в свою очередь
включит разгрузочный клапан YV1. Давление начинает понижаться, и при 27 at реле дав-
ления SP1' размыкает свой контакт, реле KV1 и КТ1 отключаются.
Тем самым прекращаются продувка и разгрузка компрессора. Давление воздуха вновь повышается до 32 at , далее работа схемы повторяется.
Отметим особенности режима манёвров:
1. компрессор работает непрерывно;
2. при повышении давления до максимального - 32 at ( 32 кгс/см ) вначале
начинается продувка компрессора, а через 12 с - разгрузка.
Бесконтактные схемы управления электроприводами нагнетателей
Основные сведения
Развитие полупроводниковой техники позволило перейти от контактных схем управления судовыми электроприводами к бесконтактным.
В контактных схемах для переключения цепей используют медные контакты, а в .
в бесконтактных полупроводниковые приборы двух видов:
1. транзисторы;
2. тиристоры.
Транзисторы применяют для управления слаботочными цепями с токами до десят-
ков ампер, тиристоры – для управления мощными силовыми цепями электроприводов с токами в десятки, сотни и тысячи ампер.
На базе транзисторов разных типов построены логические элементы, предназначен
ные для бесконтактного управления судовыми техническими средствами, например, насосами, компрессорами и др.
Следует заметить, что логические элементы могут быть построены не только на электрической элементной базе. На судах некоторых типов применяют пневматические логические элементы и др.
Логические элементы
Логика ( от греч. logike ) – наука о способах доказательств и опровержений ( БСЭ,
Т. 32, с. 720 ).
Логическим называют элемент схемы, реализующий одну из логических функций.
К основным ( базовым ) логическим функциям относят такие;
1. функция повторения ( «ДА» );
2. функция отрицания ( «НЕТ»); второе название функции- инверсия;
3. функция умножения ( «И» ); второе название функции - конъюнкция ;
4. функция сложения ( «ИЛИ» ); второе название функции - дизъюнкция ;
Из основных функций могут быть получены производные путём внесения изменений в схему.
На практике из производных функций чаще всего применяют такие:
1. функция инверсии суммы ( «ИЛИ-НЕ» ), или стрелка Пирса;
2. функция инверсии произведения ( «И-НЕ» ), или штрих Шеффера.
Рассмотрим первые четыре элемента..
Логический элемент «ДА»
Алгоритм элемента: сигнал на выходе всегда равен сигналу на входе.
( Алгоритм – конечный набор правил, позволяющих чисто механически решать любую конкретную задачу из некоторого класса однотипных задач – БСЭ, том 1, стр 123 .. В упрощенном понимании алгоритм – программа действий какого либо устройства или его элементов )
В символах алгебры логики алгоритм записывают так:
Y = X ( читается так; «игрек» есть «икс» ),
где: Х – значение сигнала на входе;
Y - значение сигнала на выходе.
На основании алгоритма таблица истинности имеет такой вид:
| Х | Y |
| 0 | 0 |
| 1 | 1 |
Релейная схема, реализующая функцию «ДА», показана на рис. 11.10, а.
Рис. 11.10 : а) релейная аналогия элемента «ДА»; б) условное изображение элемен-
та
Схема построена на реле КV с замыкающим контактом в цепи лампочки HL.
Исходное состояние: напряжение на катушке реле отсутствует ( Х=0 ), контакт
КV:1 разомкнут, напряжение на лампочке отсутствует ( Y=0 ), лампочка не горит.
Иначе говоря, на входе элемента – 0 ( Х=0 ), на выходе – 0 ( Y=0 ).
Рабочее состояние: напряжение на катушке реле есть ( Х=1 ), контакт КV:1 замк-
нут, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит.
Иначе говоря, на входе элемента – 1 ( Х=1 ), на выходе – 1 ( Y=1 ).
Логический элемент «НЕ»
Алгоритм элемента: сигнал на выходе всегда противоположен сигналу на входе.
В символах алгебры логики алгоритм записывают так:
Ŷ = X ( читается так: «игрек» не есть «икс» ),
где: Х – значение сигнала на входе; 
Y - значение сигнала на выходе;
« - « ( черточка сверху ) - знак инверсии.
Инверсия – действие в алгебре логики, при выполнении которого функция приобретает противоположное значение, например: 0 = 1, 1 = 0.
На основании алгоритма таблица истинности имеет такой вид:
| Х | Y |
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
Релейная схема, реализующая функцию «НЕ», показана на рис. 11.11, а.
Рис. 11.11 : а) релейная аналогия элемента «НЕ»; б) условное изображение элемен-
та
Схема построена на реле КV с размыкающим контактом в цепи лампочки HL.
Исходное состояние: напряжение на катушке реле отсутствует ( Х=0 ), контакт
КV:1 замкнут, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит.
Иначе говоря, на входе элемента – 0 ( Х=0 ), на выходе – 1 ( Y=1 ).
Рабочее состояние: напряжение на катушке реле есть ( Х=1 ), контакт КV:1 разомкнут, напряжения на лампочке нет ( Y=0 ), лампочка не горит.
Иначе говоря, на входе элемента – 1 ( Х=1 ), на выходе – 0 ( Y=0 ).
Логический элемент «И»
Алгоритм элемента: сигнал на выходе равен1 лишь в одном случае: если все сигналы на входах равны 1; если хотя бы один из сигналов на входе равен 0, сигнал на выходе равен 0.
В символах алгебры логики алгоритм записывают так:
Y = X1*Х2*Х3*…Х 
= X1^Х2^Х3^…Х ,
где: X1, Х2, Х3, …Х 
- значение сигналов на входах;
Y - значение сигнала на выходе;
^ - символ ( знак ) логического умножения.
На основании алгоритма таблица истинности логического элемента на 3 входа ( как пример ) имеет такой вид:
| Х1 | Х2 | Х3 | Y |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
Релейная схема, реализующая функцию «И» на 3 входа, показана на рис. 11.12, а.
Рис. 11.12 : а) релейная аналогия элемента «И»; б) условное изображение элемента
Схема построена на 3-х реле КV1, КV2, КV3 с замыкающими контактами в цепи лампочки HL. Контакты реле соединены последовательно.
Исходное состояние:
1. напряжение на катушках всех реле отсутствует ( Х1=Х2=Х3=0 ), контакты этих
реле разомкнуты, напряжение на лампочке отсутствует ( Y=0 ), лампочка не горит
( вторая строка сверху в таблице истинности ).
Рабочее состояние ( рассмотрим 3 характерных ):
1. есть напряжение на катушке реле КV1 ( Х1=1 ), но его нет на катушках реле КV2
и КV3 ( Х2=Х3=0 ). Контакт КV1:1 замкнут, контакты КV2:1 и КV3:1 разомкнуты,
напряжения на лампочке нет ( Y=0 ), лампочка не горит ( третья строка сверху в таблице истинности );
2. есть напряжение на катушках реле КV1 и КV2, ( Х1=Х2=1 ), но его нет на катуш-
ке реле КV3 ( Х3=0 ).. Контакты КV1:1 и КV2:1 замкнуты, контакт КV3:1 разомк-
нут, напряжения на лампочке нет ( Y=0 ), лампочка не горит ( четвёртая строка сверху в таблице истинности );
3. есть напряжение на катушках всех реле ( Х1=Х2=Х3=1 ). Контакты КV1:1,
КV2:1 и КV3:1 замкнуты, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит
( пятая строка сверху в таблице истинности ).
Логический элемент «ИЛИ»
Алгоритм элемента: сигнал на выходе равен1 , если хотя бы на одном из входов есть 1; если на всех входах нули, на выходе также нуль.
В символах алгебры логики алгоритм записывают так:
Y = X1+Х2+Х3+…+Х = X1√Х2√Х3√…√Х ,
где: X1, Х2, Х3, …Х - значение сигналов на входах;
Y - значение сигнала на выходе;
√ - символ ( знак ) логического сложения.
На основании алгоритма таблица истинности логического элемента на 3 входа ( как пример ) имеет такой вид:
| Х1 | Х2 | Х3 | Y |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
Релейная схема, реализующая функцию «ИЛИ» на 3 входа, показана на рис. 11.13, а.
Рис. 11.13 : а) релейная аналогия элемента «ИЛИ»; б) условное изображение эле-
мента
Схема построена на 3-х реле КV1, КV2, КV3 с замыкающими контактами в цепи лампочки HL. Контакты соединены параллельно.
Исходное состояние:
1. напряжение на катушках всех реле отсутствует ( Х1=Х2=Х3=0 ), контакты этих
реле разомкнуты, напряжение на лампочке отсутствует ( Y=0 ), лампочка не горит
( вторая строка сверху в таблице истинности ).
Рабочее состояние ( рассмотрим 3 характерных ):
1. напряжение на катушке реле КV1 есть ( Х1=1 ), но его нет на катушках реле
КV2 и КV3 ( Х2=Х3=0 ). Контакт КV1:1 замкнут, контакты КV2:1 и КV3:1 разомк
нуты, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит ( третья строка сверху в таблице истинности );
2. есть напряжение на катушках реле КV1 и КV2, ( Х1=Х2=1 ), но его нет на ка-
тушке реле КV3 ( Х3=0 ).. Контакты КV1:1 и КV2:1 замкнуты, контакт КV3:1 разомкнут, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит ( четвёртая стро
ка сверху в таблице истинности );
3. есть напряжение на катушках всех реле ( Х1=Х2=Х3=1 ). Контакты КV1:1,
КV2:1 и КV3:1 замкнуты, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит ( пятая строка сверху в таблице истинности ).
Логический элемент «И-НЕ»
Алгоритм элемента: сигнал на выходе равен 0, если сигналы на всех входах
равны 1; сигнал на выходе равен 1, если хотя бы один из сигналов на входе равен 0.
В символах алгебры логики алгоритм записывают так:
_______________ _______________
Y = X1*Х2*Х3*…*Х = X1^Х2^Х3^…Х ,
где: X1, Х2, Х3, …Х - значение сигналов на входах;
Y - значение сигнала на выходе;
«__________» - знак инверсии.
Инверсия – действие в алгебре логики, при выполнении которого функция приобретает противоположное значение, например: 0 = 1, 1 = 0.
На основании алгоритма таблица истинности логического элемента на 3 входа ( как пример ) имеет такой вид:
| Х1 | Х2 | Х3 | Y |
| 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
Релейная схема, реализующая функцию «И-НЕ» на 3 входа, показана на рис. 11.14, а.
Рис. 11.14 : а) релейная аналогия элемента «И-НЕ» ; б) условное изображение эле-
мента
Схема построена на 3-х реле КV1, КV2, КV3 с размыкающими контактами в цепи лампочки HL. Контакты соединены параллельно.
Исходное состояние:
1. напряжение на катушках всех реле отсутствует ( Х1=Х2=Х3=0 ), контакты этих
реле замкнуты, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит
( вторая строка сверху в таблице истинности ).
Рабочее состояние ( рассмотрим 3 характерных ):
1. есть напряжение на катушке реле КV1 ( Х1=1 ), но его нет на катушках реле
КV2 и КV3 ( Х2=Х3=0 ). Контакт КV1:1 разомкнут, контакты КV2:1 и КV3:1 замк-
нуты, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит ( третья строка сверху в таблице истинности );
2. есть напряжение на катушках реле КV1 и КV2, ( Х1=Х2=1 ), но его нет на катушке реле КV3 ( Х3=0 ).. Контакты КV1:1 и КV2:1 разомкнуты, контакт КV3:1 замкнут, напряжение на лампочке есть ( Y=1 ), лампочка горит ( четвёртая строка сверху в таблице истинности );
3. есть напряжение на катушках всех реле ( Х1=Х2=Х3=1 ). Контакты КV1:1, КV2:1 и КV3:1 разомкнуты, напряжения на лампочке нет ( Y=0 ), лампочка не горит ( пятая строка сверху в таблице истинности ).
Дата: 2019-02-02, просмотров: 1202.
