156

2.6. Sisteme funcionale ale girocompaselor

Schema bloc a unui girocompas este prezentat n fig. 2.56 n care:

Fig. 2.56 Schema bloc a girocompasului

E.S. elementul sensibil; S.A. sistem de alimentare; S.U. sistem de urmrire; S.T.S. sistem de transmisie sincron; S.R. sistem de rcire; S.S. sistem de semnalizare.

2.6.1. Elementul sensibil

2.6.1.1. Elementul sensibil al girocompasului monogiroscopic cu mercur

Elementul sensibil este organul principal al girocompasului, este format dintr-un motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit, de construcie invers(rotorul exterior statorului) prevzut la partea exterioar cu o coroan din oel ce constituie torul giroscopului. Ansamblul electromotor i tor se numete giromotor.

Giromotorul este n general motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit de construcie invers, rotorul exterior statorului (fig. 2.57)

157

Fig. 2.57 Seciune prin giromotor

Giromotorul este introdus ntr-o carcas din silumin, (aliaj Si+Al) nchis ermetic i vidat. Carcasa constituie inelul cardanic orizontal (fig. 2.58a)

a) b) Fig. 2.58 Elementul sensibil monogiroscopic

n fig. 2.58a. sunt reprezentate urmtoarele elemente: 1 lagrul braului vaselor cu mercur; 2 flana de fixare a jumtilor de carcas; 3 urub pentru fixarea greutilor de echilibrare; 4 nivel; 5 fereastr pentru verificarea sensului de rotaie; 6 loca de bronz a lagrelor axului principal xx; 7 capacul locaului; 8 rulmentul axului orizontal yy.

n fig. 2.58b. sunt reprezentate: 1 inelul vertical; 2 fusurile axului orizontal yy; 3 lagrul de ghidare inferior; 4 suporii greutilor de compensare; 5 greutile de compensare; 6 adaosuri pentru fixarea roilor de contact; 7 supori pentru rotiele de contact; 8 cablu de suspensie din srm de oel. Pe suprafaa exterioar a carcasei se gsesc nervuri de ntrire care mresc i suprafaa de rcire. Carcasa este format din dou pri unite ntre ele printr-o flan. De carcas este fixat o nivel pentru controlul orizontalitii axului giroscopului. n partea de sud se gsete o fereastr cu geam prin care se poate observa spirala trasat pe tor pentru verificarea sensului de rotaie i turaia cu ajutorul unui stroboscop. n partea de est i cea de vest a carcasei sunt prevzute adncituri n care se introduc rulmenii n care se fixeaz fusurile inelului cardanic vertical.

158

n partea inferioar a carcasei este fixat o plcu cu un lagr ce intr n deschiztura unui bra special care leag giroscopul cu vasele comunicante. Orificiile prin care trec uruburile de strngere a plcuei au o form alungit de-a lungul liniei est-vest care permite deplasarea lagrului pe aceast direcie pentru a se fixa excentricitatea d. n partea dinspre nord a carcasei se monteaz un vacuumetru pentru controlul vidului. n partea de nord i cea de sud a inelului vertical (fig. 2.58b) sunt prevzute greuti de compensare prinse cu un bra sau cu trei brae. Inelul vertical este suspendat cu ajutorul unui cablu din oel elastic n interiorul inelului de urmrire (fig. 2.59)

a) b) Fig. 2.59. Suspensia cardanic a elementului sensibil monogiroscopic

n fig. 2.59a. sunt reprezentate: 1 girocamera; 2 inel vertical; 3 lagrul axului orizontal yy; 4 suportul greutilor de compensare; 5 greutile de compensare; 6 suportul traductorului de urmrire; 7 traductorul de urmrire; 8 cablul de suspensie; 9 cuiul de ghidare interior.

n fig. 2.59b. sunt reprezentate: 1 girocamera; 2 inelul vertical; 3fereastra pentru observarea spirei torului; 4 locaul pentru lagrul axului torului; 5 colector de ulei; 6 prezon pentru greutatea de echilibrare; 7 cablu suspensie; 8 urub de blocare. Inelul de urmrire,(fig. 2.60 b) coplanar cu inelul vertical, este prevzut cu sistemul de fixare a cablului de susinere a inelului vertical, cu roata dinat azimutal, cu roza gradat i cu inelele colectorului (fig.2.60)

a) b) Fig. 2.60 Inelul de urmrire al elementului sensibil

monogiroscopic cu mercur

159

n fig. 2 60a. sunt reprezentate: 1 inelul de urmrire; 2 buca suspensiei de srm; 3 lagrul fusului vaselor cu mercur; 4 placa pentru suportul roii dinate azimutale.

n fig. 2.60 b. sunt reprezentate: 1 inel de urmrire; 2 traductor de urmrire; 3 roat dinat azimutal; 4 suportul roii dinate azimutale; 5 crlig de blocare; 6 lagr de ghidare inferior; 7 cpcelul capacului suspensiei de srm; 8 roza; 9 lagrul radial; 10 inelul colectorului electric de contact.

De inelul de urmrire n partea estic este montat traductorul de urmrire, iar n partea est i cea de vest se fixeaz sistemul vaselor comunicante (fig.2.61). Sistemul vaselor comunicante este format dint-un cadru din font pe care sunt dispuse patru vase legate dou cte dou, dou vase fiind n partea nordic iar dou n partea sudic. n partea de mijloc a suporilor de est i vest sunt dispuse fusurile, care intr n lagre practicate n inelul de urmrire.

Fig. 2.61 Sistemul vaselor comunicante

n fig. 2.61. sunt reprezentate: 1 suport metalic; 2 vase din oel care conin mercur; 3 greuti de echilibrare; 4 fus; 5 tub de legtur (comunicant); 6 braul vaselor comunicante. Sistemul de vase, nainte de a fi umplute cu mercur, se echilibreaz astfel ca centrul lor de greutate s corespund cu centrul giroscopului. Dup umplerea vaselor cu mercur, centrul de greutate al sistemului se ridic puin pentru a realiza un efect negativ de pendul, pentru compensarea deviaiei remanente care ia natere n timpul oscilaiilor navei. ntregul ansamblu al elementului sensibil este susinut de suport, (fig.2.62a) care se compune dintr-un postament, care este o pies turnat din font de form conic cu flan, dintr-o parte central cilindric executat din alam sau oel i dintr-un capac. n interiorul suportului se suspend, pe arcuri elicoidale inelul de amortizare a vibraiilor navei. n acest inel, pe diametrul paralel cu planul diametral al navei sunt fixate fusurile care intr n rulmenii inelului cardanic. La unul din aceste fusuri se monteaz un amortizor cu ulei care mrete perioada de oscilaie a elementului sensibil n suport n timpul ruliului navei. (pentru eliminarea erorii de balans) n inelul cardanic sunt dispuse n planul transversal al navei fusurile care intr n rulmenii suporilor cadrului cu cap de cruce, n care sunt suspendai elementul sensibil i cel de urmrire. La unul din aceste fusuri se afl de asemenea un amortizor cu ulei, care mrete perioada de oscilaie a elementului sensibil n habitaclu pe timpul tangajului navei (pentru eliminarea erorii de balans)

160

Cadrul este o pies rotund turnat din metal, care are n interior un cap de cruce (fig. 2.62 b). Pe diametrul cadrului se afl supori n care sunt fixai rulmenii cu bile ai fusurilor inelului cardanic. n centrul capului de cruce se afl o buc cilindric de care se fixeaz suspensia de srm, iar pe ea se gsete colectorul. Pe cadru se monteaz inelul de drum care se poate roti n jurul axului vertical. De inelul de drum i cadru se fixeaz corectorul.

a) b) Fig. 2.62 Suportul i cadrul girocompasului cu mercur

n fig. 2.62a. sunt reprezentate: 1 flana inferioar (postament); 2 suport; 3 capac; 4 geam.

n fig. 2.62 b. sunt reprezentate: 1 cadru; 2 cap de cruce; 3 suport; 4 buc; 5 perii de contact; 6 motor de urmrire; 7 sesizor; 8 corector; 9 plac de distribuie; 10 lagrele inelului cardanic; 11 inel de drum.

La cadru este fixat motorul de urmrire i transmitorul sistemului de repetitoare. Sistemul de urmrire folosete traductor de urmrire inductiv, iar sistemul de repetitoare este cu transmisie sincron n curent continuu cu ajutorul motorului pas cu pas. Corectorul servete la corectarea erorilor girocompasului.

2.6.1.2. Elementul sensibil al girocompasului monogiroscopic electromagnetic

Fig. 2.63 Elementul sensibil electromagnetic Elementul sensibil (fig.2.63) este realizat dintr-un giromotor asincron trifazat

cu rotorul n scurtcircuit de construcie clasic cu dou toruri dispuse de-o parte i de alta a rotorului.

161

n fig. 2.63. sunt reprezentate urmtoarele elemente: 1 rotorul giromotorului; 2 statorul giromotorului; 3 torul giromotorului; 4 plutitorul; 5 sfer de urmrire; 6 fir de torsiune vertical; 7 inel de suspensie; 8 fir de torsiune orizontal; 9 secundarul reductorului de unghi; 10 primarul traductorului de unghi; 11 indicator de orizontabilitate; 12 inel de montaj; 13 rotorul transformatorului rotativ sinus-cosinus corector; 14 traductorul de moment orizontal (motorul de acionare n orizont); 15 inel cardanic orizontal; 16 amortizor cu ulei; 17 inelul cardanic vertical (furca de susinere); 18 traductorul de moment vertical (motorul de acionare n azimut); 19 transformatoare rotative sinus-cosinus transmitoare. Giromotorul este introdus ntr-o sfer numit plutitor, vidat, care plutete n lichid de suspensie (ulei) n interiorul altei sfere numit sfer de urmrire. Plutitorul este executat sub forma a dou emisfere, cuplate ntre ele printr-un gt cilindric i este suspendat cu ajutorul unei perechi de fire de torsiune orizontale (pe axa Oy) n inelul de suspensie. Inelul de suspensie, la rndul su, este suspendat cu o pereche de fire de torsiune verticale(pe axa Oz) n interiorul sferei de urmrire. Unghiurile de rotaie ale sferei de urmrire n raport cu plutitorul sunt msurate cu ajutorul traductoarelor de unghi de tip inductiv. Pentru aceasta se utilizeaz dou traductoare. nfurrile primare(de excitaie) ale traductoarelor de unghi sunt fixate de corpul plutitorului n capetele opuse ale diametrului care coincide cu axa Ox de rotaie a rotorului giromotorului. nfurrile secundare ale traductoarelor de unghi sunt fixate pe partea interioar a corpului sferei de urmrire. Fiecare din traductoarele de unghi au cte dou nfurri secundare. n una se introduce t.e.m. proporional cu unghiul de rotaie al sferei de urmrire fa de plutitor n jurul axei firelor de torsiune verticale, iar la cea de-a doua un semnal proporional cu unghiul de rotaie n jurul axei firelor de torsiune orizontale. nfurrile secundare ale celor dou traductoare de unghi se interconecteaz n opoziie. O asemenea conexiune mrete panta semnalului rezultant, deoarece semnalele induse n cele dou nfurri verticale (orizontale) au faze opuse i pe lng aceasta elimin din semnalul rezultant eroarea datorat deplasrii liniare a plutitorului fa de sfera de urmrire, deoarece semnalele induse datorit deplasrii liniare au aceeai faz. Indicatorul de orizont, care are rolul s genereze semnal proporional cu unghiul de nclinare( ) al axei principale a giroscopului fa de planul orizontului este fixat pe inelul de montaj, un inel fixat rigid n partea ecuatorial de sfera de urmrire. Indicatorul de orizont (fig.2.64) reprezint un pendul cu greutatea suspendat elastic, introdus ntr-un lichid amortizor vscos. Cnd indicatorul se nclin n planul de lucru, greutatea se deplaseaz i aceast deplasare, proporional cu unghiul de nclinare este msurat de ctre traductorul inductiv de tip diferenial n a crui nfurri secundare se induce o tensiune proporional cu unghiul de nclinare.

n fig. 2.64 sunt reprezentate elementele: 1 piuli de fixare; 2 plac de susinere; 3 uruburi de fixare; 4 contacte electrice; 5 plac izolatoare; 6 cabluri alimentare; 7 pendul; 8 nfurare excitaie; 9 nfurri induse (semnal); 10 flotor; 11 corpul indicator; 12 orificiu i dop de umplere; 13,14 dispozitiv limitator curs.

n corpul blocului giroscopic sunt dispuse deasemeni: dou nclzitoare

162

inelare, releul termic. Pe fusul de suspensie al inelului de montaj este dispus amortizorul cu lichid, necesar pentru amortizarea oscilaiilor proprii ale blocului giroscopic cu inelul de montaj.

Fig. 2.64 Indicatorul de orizontalitate

Blocul giroscopic este suspendat astfel nct penduleaz n jurul axei de suspensie n inelul cardanic orizontal. Sfera de urmrire este fixat astfel c ocup o astfel de poziie nct axa firelor de torsiune verticale coincide cu verticala locului, iar axa firelor de torsiune orizontale se afl n planul orizontului. Pe inelul cardanic orizontal este fixat rotorul transformatorului rotativ sinus-cosinus corector. Inelul cardanic orizontal este cuplat prin reductor cu motorul stabilizrii orizontale, montat pe inelul cardanic vertical. Inelul cardanic vertical este executat sub form de furc i este fixat de corpul aparatului n rulmeni cu bile pe un pivot vertical, pe el este montat roza de drum. Inelul cardanic vertical este cuplat prin reductor cu motorul stabilizrii azimutale montat pe corpul aparatului. Sincronizarea poziiei sferei de urmrire cu poziia girosferei(plutitorului) se execut astfel: Semnalul de desincronizare n jurul axelor firelor de torsiune vertical

)( cTUK se aplic la intrarea amplificatorului de stabilizare azimutal. La ieirea amplificatorului stabilizrii azimutale este cuplat nfurarea de comand a motorului stabilizrii azimutale M2. Motorul rotete inelul cardanic vertical i sfera de urmrire n raport cu girosfera (plutitorul) pn n momentul cnd semnalul la ieirea traductorului de unghi devine egal cu zero )( cTUK =0, adic unghiul de torsiune al firelor verticale este de asemeni egal cu zero. n timpul ruliului i tangajului sau la nclinri constante ale navei, corpul aparatului i modific poziia sa, nclinndu-se cu un unghi egal cu unghiul de oscilaie sau de nclinare. n acelai timp axa firelor de torsiune verticale (orizontale) i menine poziia aproape vertical (orizontal) deoarece poziia axei firelor este stabilizat prin efectul de pendul al sferei de urmrire. Ca rezultat axele pivoilor inelelor vertical i orizontal al suspensiei cardanice i modific poziia lor n raport cu firele de torsiune verticale i orizontale. Aceasta conduce la faptul c motorul de stabilizare azimutal va tinde s desincronizeze sfera de urmrire fa de girosfer n jurul axei orizontale, ceea ce conduce la apariia semnalului de desincronizare n jurul axei orizontale. Motorul stabilizrii orizontale, tinznd s prelucreze desincronizarea aprut n jurul axei firelor de torsiune orizontale, va desincroniza girosfera de sfera de urmrire n jurul axei verticale. Astfel, la nclinarea corpului navei i la oscilaii, sistemul de urmrire azimutal i vertical de stabilizare sunt conectate ntre ele. La unghiuri mici de nclinare, o astfel de legtur ntre sistemele de stabilizare nu este substanial dar la unghiuri mari de nclinare, ca rezultat al acestei legturi sistemele i pierd stabilitatea, procesul tranzitoriu nu se amortizeaz. Pentru a reduce influena funcionrii sistemului de stabilizare azimutal asupra sistemului de stabilizare orizontal, la intrarea amplificatorului stabilizrii

163

orizontale(spre deosebire de stabilizarea azimutal se aplic suma a dou semnale: semnalul de desincronizare n jurul firelor de torsiune orizontale )( cTUK i a semnalului suplimentar sin)( cTUK de la transformatorul rotativ sinus-cosinus corector, montat pe axa fuselor de suspensie a sferei de urmrire i care msoar unghiul de nclinare a sferei de urmrire n raport cu inelul cardanic orizontal. Motorul stabilizrii orizontale rotete inelul cardanic orizontal prin intermediul reductorului, sfera de urmrire n jurul girosferei pn n momentul cnd semnalul la ieirea traductorului de unghi i a transformatorului rotativ sinus-cosinus corector devine egal cu zero )( cTUK + sin)( cTUK =0. Deoarece ca rezultat al funcionrii sistemului stabilizrii azimutale se asigur

0)( = cTUK , atunci semnalul la ieirea amplificatorului stabilizrii orizontale va fi deasemeni egal cu zero, numai n acel moment, cnd, semnalul traductorului de unghi de desincronizare n jurul axei firelor de torsiune orizontale devine egal cu zero

)( cTUK = 0 Cuplarea la intrarea amplificatorului sistemului de urmrire orizontal a semnalului suplimentar al transformatorului rotativ sinus-cosinus corector, conduce la obligarea motorului de stabilizare orizontal s prelucreze unghiul de desincronizare introdus prin aciunea motorului stabilizrii orizontale. Firele de torsiune verticale i orizontale folosesc i pentru transmiterea momentului mecanic de la motoarele stabilizrii orizontale i azimutale la girosfer pentru obinerea vitezelor unghiulare de precesie, n vederea meninerii n planurile meridianului i orizontului i a axei giroscopului deci pentru compensarea vitezelor aparente datorate componentelor vitezei unghiulare a Pmntului. Pentru aceasta semnalul de la indicatorul de orizont este amplificat i alimenteaz traductoarele de moment orizontal(motorul stabilizrii orizontale) i traductorul de moment vertical (motorul stabilizrii azimutale) care vor da precesiile:

4'

3

VK

B

VK

B

emzp

emyp

r

r

=

=

(2.190)

La motorul stabilizrii azimutale se mai aplic i semnalul de corecie a erorilor de amortizare i de vitez elaborate de un bloc de corecie.

2.6.1.3. Elementul sensibil al girocompaselor bigiroscopice

Compasele bigiroscopice sunt girocompase la care transformarea giroscopului n girocompas se face prin metoda pendular (prin coborrea centrului de greutate), iar amortizarea oscilaiilor se obine cu ajutorul amortizorului hidraulic (principiul vaselor comunicante). Folosirea a dou giroscoape se face din necesitatea eliminrii erorii de balans, problem care a fost tratat la capitolul Erorile girocompaselor.

Elementul sensibil este numit girosfer i este o sfer nchis ermetic, n interiorul creia sunt dispuse dou giromotoare, cadrul de susinere a giromotoarelor, amortizorul hidraulic, bobina de centrare i legtura antiparalelogram (fig. 2.65)

164

Fig. 2.65 Seciune prin elementul sensibil bigiroscopic

Girosfera plutete n lichid n interiorul altei sfere numit sfer de urmrire. Giromotoarele sunt dispuse astfel ca centrul de greutate al girosferei s fie

cobort fa de centrul geometric pentru obinerea efectului de pendul, iar axele principale (Ox) formeaz ntre ele un unghi de 90o.

n fig. 2.65. sunt reprezentate urmtoarele elemente: 1 arc; 2 tubul de aerisire al amortizorului hidraulic; 3 lagrul axei verticale a girocamerei; 4 vasul amortizorului; 5 tubul de curgere al uleiului din amortizorul hidraulic; 6 electrodul rotund; 7 lagrul principal al axei rotorului; 8 stator; 9 tor; 10 lagrul radial-axial al axei verticale a girocamerei; 11 dispozitivul de ntrerupere al amortizrii; 12 ulei pentru ungerea rulmenilor; 13 dop pentru scoaterea aerului; 14 electrod polar inferior; 15 bobina de centrare; 16 fitile pentru ungere; 17 girocamer; 18 - electrod polar superior; 19 dop pentru introducerea hidrogenului; 20 prghie; 21 bra; 22 giromotoare.

Sfera se confecioneaz din tabl de alam cu grosimea de circa 0,5 mm, este construit din dou calote sferice inegale, superioar i inferioar lipite ntre ele cu cositor. Girosfera este acoperit cu ebonit pentru a o izola electric de lichidul de susinere prin care se face alimentarea. La polii girosferei se afl electrozii polari din grafit i ebonit fixai printr-un urub de o buc i izolai de corpul girosferei.

La ecuatorul girosferei se afl electrozii inelari realizai tot din grafit i ebonit, neizolai de corpul girosferei. Ecuatorul girosferei este gradat de la 0

o la 360

o din grad

n grad. Legtura antiparalelogram permite rotirea giromotoarelor n jurul axelor verticale (n limite de 7o) numai n sensuri opuse. Ungerea lagrelor rulmenilor giromotoarelor se face cu ajutorul unor fitile care au capetele cufundate n ulei turnat n partea inferioar a girosferei. Torul giromotorului este confecionat din aliaj de cromnichel-molibden. Cadrul , carcaselor giromotoarelor i montura bobinei de centrare sunt realizate din aliaj de siliciu-aluminiu-magneziu, aliaj foarte rezistent i uor. Amortizorul hidraulic (fig.2.66) este format din dou vase de alam, nchise ermetic, umplute cu ulei de parafin. Pe tubul inferior este dispus dispozitivul de ntrerupere a amortizrii, care folosete la eliminarea erorii ineriale de gradul II.

165

Fig. 2.66 Dispozitivul hidraulic

Girosfera are o uoar flotabilitate negativ (1530 g.) care pe timpul funcionrii este compensat de forele electromagnetice create de bobina de centrare. Alimentarea elementelor din intreriorul girosferei se face prin lichidul de susinere cu ajutorul electrozilor corespondeni de pe girosfer i sfera de urmrire (fig.2.67). Lichidul de susinere conine 90% ap distilat; 165g glicerin; 0,06% acid salicilic; 0,09% borax(tetraborat de sodiu) avnd conductibilitate 310-4

31cm

Fig. 2.67. Dispunerea electrozilor pe girosfer i sfera de urmrire

Sfera de urmrire este format din dou emisfere i o centur ecuatorial (fig.2.68), emisferele se confecioneaz din aluminiu, suprafeele exterioare i interioare fiind acoperite cu ebonit. n interior sunt dispui electrozii polari realizai din grafit i ebonit. Zona ecuatorial a sferei de urmrire este un cadru n form de inel, prevzut cu ferestre cu geam, prin care se pot citi indicaiile pe girosfer. n prile superioare i inferioar a cadrului inelar, n partea interioar, sunt presate inele din grafit i crbune cu formeaz electrozii ecuatoriali. Sfera de urmrire nu este etan, fiind cufundat n lichidul de susinere, se umple cu acesta. ntre inelele cadrului ecuatorial sunt dispui doi electrozi de urmrire i un electrod pentru alimentarea nfurrii electromagnetului de ntrerupere a amortizrii. Sfera de urmrire este suspendat de elementele fixe pe o furc din apte brae care se unesc la o aib rotund, n centrul creia este fixat o tij, goal n interior prin care trec conductorii de alimentare ce fac legtura ntre inelele colectoare i braele de susinere care folosesc i pentru alimentare. Tija i braele de susinere sunt acoperite cu ebonit.

166

Fig. 2.68 Sfera de urmrire 2.6.1.3.1. Centrarea girosferei

Operaia de centrare a girosferei (1) n interiorul sferei de urmrire (2) se execut cu scopul de a se evita atingerea sferelor ntre ele, deoarece la atingere apar fore de frecare care creeaz precesie i scot girosfera din meridian.

Centrarea urmrete i pstrarea distanelor dintre electrozii celor dou sfere i realizarea unei bune alimentri.

Girosfera plutete n lichidul de susinere (4) n interiorul sferei de urmrire.

a) b) Fig. 2.69. Centrarea cu o bobin de centrare

Sunt utilizate mai multe metode de centrare dintre care pot fi amintite:

a) centrarea cu o bobin de centrare Se utilizeaz la girocompasele la care girosfera are o uoar flotabilitate

negativ ( Gr

0,3 N la girocompasul KURS) ( fig. 2.69a). Bobina de centrare (3) este dispus n interiorul girosferei (1) n partea

inferioar (fig. 2.69a). nfurarea este alimentat cu tensiunea alternativ ce alimenteaz girosfera. Bobina parcurs de curentul (i1) va produce un cmp magnetic alternativ de

inducie Br

ce va induce n corpul sferei de urmrire (3) cureni circulari (i2). ntre bobina de centrare parcurs de curentul (i1) i corpul sferei de urmrire

parcurs de curentul (i2) vor interaciona fore Lapllace de forma:

diiKF 12 = (2.191)

unde: d distana dintre bobina de centrare i corpul sferei de urmrire K constant de proporionalitate

Se constat din expresia (2.191) c forele sunt invers proporionale cu distana (d) dintre cele dou sfere.

Forele F sunt orientate spre centrulgirosferei (fig. 2.69a). Forele ( Fr

) pot fi

167

descompuse dup componente reciproc perpendiculare: componentele verticale (Vr

) i componentele orizontale ( H

r).

Condiia de centrare este:

=

=

0HGV

r

rr

(2.192)

n situaia c nu sunt centrate cele dor sfere, cresc forele din zona unde distana este mai mic i scad n zona unde distana este mai mare (fig. 2.69b), girosfera va fi deplasat n sensul centrrii:

c) b) Fig. 2.70. Centrarea cu dou bobine de centrare

b) centrarea cu dou bobine Se utilizeaz la girocompasele la care girosfera are flotabilitate neutr

(fig.2.70a). n interiorul girosferei sunt dispuse dou bobine de centrare: una dispus n

calota inferioar i una n calota superioar. Condiia de centrare este:

=

=

00

H

Vr

r

(2.193)

n cazul c cele dou sfere nu sunt centrate vor crete forele n zona unde distana este mai mic (fig. 2.70b) i girosfera va fi deplasat n sensul centrrii cu sfera de urmrire.

c) centrarea cu dou bobine de centrare i pern de mercur Se utilizeaz la girocompasele care au girosfera cu flotabilitate uor negativ,

dispuse la navele care navig timp ndelungat n zone grele de navigaie (pescadoare, nave militare), permite o gam mai larg a temperaturii lichidului de susinere (fig.2.71a)

168

Fig. 2.71. Centrarea cu dou bobine i pern de mercur n fig. 2.71 sunt reprezentate: 1 sfer de urmrire; 2 lichid de susinere; 3

girosfer; 4 bobine de centrare; 5 pern de mercur.

d) centrarea cu pern de mercur i pivot central Se utilizeaz la girocompase din dotarea navelor care navig n condiii grele

de navigaie (fig. 2.72), permite un interval mare al temperaturii lichidului de susinere. Fig. 2.72. Centrarea cu pern de mercur i pivot central

De corpul sferei de urmrire este fixat un pivot care ptrunde pn n centrul girosferei i care limiteaz deplasarea girosferei pe vertical n sus sau lateral. Girosfera plutete n lichidul de susinere pe o pern de mercur existent n partea inferioar a sferei de urmrire.

2.6.1.3.2. Alimentarea girosferei

Avnd n vedere c tipului giromotoarelor din construcia girosferei, motoare asincrone trifazate cu rotorul n scurtcircuit alimentate la o frecven cuprins ntre 330Hz 500Hz necesar obinerii turaiei corespunztoare a torului giromotorului, girosfera se alimenteaz cu tensiunea corespunztoare prin intermediul lichidului de susinere.

a) b) Fig. 2.73. Alimentarea girosferei

n interiorul girosferei elementele sunt alimentate de la electrozii polar superior (faza I), polar inferior (faza II) electrodul ecuatorial (faza III) care este chiar corpul girosferei (fig. 2.73a).

Unele girocompase au girosfera alimentat n bifazat, a treia faz a giromotoarelor fiind alimentate printr-un condensator (fig. 2.73b)

2.6.2. Sisteme de urmrire

169

Sistemul de urmrire folosete la transformarea giraiei navei n semnal electric, amplificarea acestuia i alimentarea unui micromotor de execuie care acioneaz sistemul de transmitere la distan a indicaiilor girocompasului.

Funcie de sistemul de suspensie al elementului sensibil sunt: sisteme de urmrire cu traductor rezistiv i sisteme de urmrire cu traductor inductiv.

2.6.2.1. Sistem de urmrire cu traductor rezistiv

Sistemul de urmrire cu traductor rezistiv este folosit la girocompasele cu suspensie n lichid (girocompasele bigiroscopice). Aa cum s-a artat la elementul sensibil bigiroscopic att pe girosfer ct i pe sfera de urmrire n zona ecuatorial sunt cte doi electrozi de urmrire ntre care se obin rezistene ale coloanelor de lichid de susinere (fig. 2.74).

Electrozii de urmrire de pe girosfer sunt diametrali, iar cei de pe sfera de urmrire nu. ntre electrozii de urmrire de pe girosfer i cei de pe sfera de urmrire se formeaz rezistenele:

SR 11

l= ; S

R 22l= (2.194)

unde: l1 distana dintre electrozii de urmrire A iB; l2 distana dintre electrozii de urmrire C iD; - rezistivitatea lichidului de susinere; S suprafaa electrozilor de urmrire.

Fig. 2.74 Formarea rezistenelor dintre electrozii de urmrire

Rezistenele coloanelor de lichid sunt introdui n laturile unei puni Wheatstone celelalte dou laturi fiind completate cu dou rezistene ohmice R3 i R4 (fig. 2.75), semireglabile n vederea echilibrrii punii

Puntea este echilibrat cnd R1R3 = R2R4 adic nava este la drum i sfera de urmrire este sincronizat cu girosfera, sau R1=R2.

n cazul c nava se abate de la drum, sfera de urmrire se desincronizeaz de girosfer i R1R2, o rezisten crete deoarece crete distana dintre electrozi i o

170

rezisten scade, distana dintre ceilali doi electrozi scznd.

Fig. 2.75 Schema simplificat a sistemlui de urmrire

Puntea se dezechilibreaz, ia natere o diferen de potenial pe diagonala NM, care se amplific i apoi alimenteaz nfurarea de comand a motoraului de urmrire. Motoraul de urmrire va roti sfera de urmrire n sens invers giraiei navei pn cnd puntea se echilibreaz, n acelai timp va roti i selsinul transmitor din sistemul de repetitoare. La giraia navei n sens invers, diferena de potenial se inverseaz, curentul de desincronizare i schimb faza cu 1800 i motoraul de urmrire se rotete n sens invers. La unele girocompase se folosesc puni cu inductoare (fig. 2.76).

Cnd nava este la drum i sfera de urmrire este sincronizat cu girosfera, rezistenele coloanelor de lichid sunt egale (R1=R2), curenii '1i i '2i sunt egali i parcurg semi nfurrile n sens invers, acestea vor fi parcurse de solenaii de semn contrar i n secundar nu se induce t.e.m.

Fig. 2.76 Sistem de urmrire n punte cu inductane

Dac nava gireaz rezistenele coloanelor de lichid nu mai sunt egale i curenii vor deveni neegali, una din solenaii va fi mai mare, n secundarul

171

transformatorului de urmrire se va induce t.e.m. de faz corespunztoare i motoraul de urmrire va fi alimentat i va roti sfera de urmrire n sens invers giraiei navei pn cnd sfera de urmrire se va sincroniza cu girosfera.

2.6.2.2. Sistem de urmrire cu traductor inductiv

Girocompasele monogiroscopice au elementul sensibil suspendat n centrul de simetrie cu ajutorul a dou inele cardanice(fig. 2.77), inelul cardanic orizontal care este girocamera i inelul vertical.

Fig. 2.77 Suspendarea elementului sensibil cu fir de oel

Coplanar cu inelul vertical se gsete inelul de urmrire de care printr-un fir de oele flexibil este suspendat inelul vertical igirocamera. De inelul de urmrire este fixat o armtur magnetic din tole tip E n poziie orizontal, iar de inelul vertical o armtur tip I aezat n faa armturii tip E (fig. 2.78).

Fig. 2.78 Dispunerea traductorului inductiv

Pe coloana central a armturii tip E este dispus o nfurare de excitaie alimentat cu tensiune alternativ monofazat, iar pe coloanele laterale cte o nfurare legate n opoziie (fig. 2.79).

172

Fig. 2.79 Schema simplificat a sistemului de urmrire cu traductor inductiv

nfurarea de excitaie produce tensiunea magnetomotoare:

== NIdHUc

mm l (2.195)

Circuitul echivalent simplificat (se neglijeaz reactana n fier i fluxul de dispersie) va avea forma din fig. 2.80.

Fig. 2.80 Circuitul echivalent simplificat al traductorului inductiv

Aplicnd teoremele lui Kircoff n circuitul din fig. 2.80, rezult:

+=

+=+=

10

20

1

2

21

mmmm

mmmm

RRU

RRU (2.196)

scdem ultimile dou ecuaii i rezult: 2Rm2 = 1Rm1 (2.197) din prima ecuaie se expliciteaz 2: 2 = - 1 (2.198) introducem n ecuaia (2.197) ( - 1) 2mR = 1 2mR (2.199) rezult:

1= 12

2

mm

m

RRR

+ (2.200)

173

analog rezult:

2= 12

1

mm

m

RRR+

(2.201)

Reluctana magnetic a ntrefierului este dat de expresia:

SRm

=

(2.202)

unde: nlimea ntrefierului; S seciunea ntrefierului; - permeabilitatea magnetic. nlimea () a ntrefierurilor rmne aceeai, dar seciunile se modific odat cu giraia navei (fig. 2.81).

Fig. 2.81 Modificarea ntrefierului la giraia navei

Din fig. 2.81 se vede clar c Rm1 =Rm2. Conform legii lui Ohm pentru circuite magnetice:

m

m

RU

m= (2.203)

La giraia navei inelul se desincronizeaz de inelul vertical i armturile magnetice se deplaseaz una fa de alta astfel c ntrefierurile nu mai sunt egale, deci i

fluxurile magnetice n coloanele laterale s difere( 21 ). Tensiunile electromotoare induse n cele dou nfurri vor fi:

222

111

KeKe

=

= (2.204)

nfurrile fiind legate n opoziie, tensiunea obinut la ieirea traductorului va fi: )( 21 eeKU s = (2.205) La giraia navei n bordul opus, faza tensiunii la bornele traductorului se inverseaz.

174

2.6.3. Sisteme de transmisie sincron

Folosesc pentru transmiterea indicaiilor girocompasului mam la repetitoare n diferite puncte de la bordul navei i la alte echipamente (pilot automat, radiogoniometre, radare, etc.). Sistemul de transmisie sincron se realizeaz cu selsine n regim de indicator sau cu micromotoare pas cu pas.

2.6.3.1. Sistemul de transmisie sincron cu selsine n regim de indicator

n figura 2.82 s-au considerat dou selsine identice, cu rotor cilindric, fr nfurri de amortizare, nesaturate, pentru care superpoziia efectelor este valabil. Cele dou nfurri monofazate (sinusoidal distribuite ca i toate celelalte nfurri) sunt alimentate de la aceeai reea de curent alternativ monofazat, iar nfurrile de sincronizare sunt cuplate n opoziie, faz cu faz.

S presupunem c la un moment dat axa nfurrii monofazate rotorice a selsinului emitor (SE) i axa uneia din nfurrile statorice de sincronizare, luate ca referin (Ae) exist un unghi de defazaj e, impus de postul de comand. n acelai timp, axa nfurrii monofazate rotorice a selsinului receptor i axa fazei de sincronizare Ar (legat n opoziie cu faza de referin a selsinului emitor Al) exist un unghi r (r

175

)3

4cos(cos

)3

2cos(cos

coscos

pi

pi

=

=

=

emeC

etmEeB

etmEeA

tEe

e

e (2.207)

n care Em reprezint amplitudinea t.e.m induse n faza de referin n cazul n care e=0. Pentru selsinul receptor se determin identic t.e.m. induse de forma:

)3

4cos(cos

)3

2cos(cos

coscos

pi

pi

=

=

=

rmrC

rmrB

rmrA

tEe

tEe

tEe (2.208)

Cele dou sisteme de tensiuni induse n nfurrile de sincronizare, ale celor dou selsine nu sunt sisteme trifazate simetrice echilibrate, ele reprezint sisteme de tensiuni sinfazice de amplitudini diferite, care ndeplinesc ns condiia:

00

=++

=++

rCrBrA

eCeBeAeee

eee (2.209)

ceea ce echivaleaz cu lipsa componentelor homopolare de tensiune i deci n cazul legrii nulilor celor dou selsine, lipsa unui curent de nul. Ca urmare a diferenelor de t.e.m. relaiile (2.208 i 2.209):

)3

42

sin(2

sincos2

)3

22

sin(2

sincos22

sin2

sincos2

pi

pi

++

==

+==

+==

reremrCeCc

reremrBeBB

reremrAeAA

tEeee

tEeee

tEeee (2.210)

nfurrile de sincronizare ale celor dou selsine sunt strbtute de curenii:

)3

42

sin(2

sin)cos(

)3

22

sin(2

sin)cos(

)2

sin(2

sin)cos(

pi

pi

=

=

=

emC

emB

emA

tIi

tIi

tIi (2.211)

unde Im este raportul ZEm /2 , Z fiind impedana celor dou faze omoloage plus a firului de legtur, iar defazajul introdus de impedanele menionate. Ca urmare a acestor cureni ce parcurg nfurrile de sincronizare, asupra statorului selsinului receptor se va aplica un cuplu electromagnetic, cuplu ce poate fi dedus pe baza teoremei forelor generalizate

cstW

m

jirm

=

=

(2.212)

respectiv:

176

[ ]

}Cromr

Bromr

Aromr

itW

itWitWm

+

+

+

=

)3

4cos(sin

32

cos(sincossin21

pi

pi

sau

)]3

4sin()

34

2sin()

32

sin()3

22

sin(

sin)2

[sin(2

sin)cos(sin21

pipipipi

++

+=

rere

remom ttWIm

sin)cos(sin43

= ttWIm mom

Asupra rotorului se exercit un cuplu instantaneu egal i de sens contrar, cuplu a crui valoare mediat este: sinmMM = (2.213) unde:

Mm = sin83

momwI (2.214)

Acest cuplu este orientat n sensul creterii unghiului r, pn cnd dezacordul dintre rotoarele cele dou selsine va fi zero. Acelai cuplu acioneaz i asupra selsinului emitor dar de sens contrar, avnd tendina s reduc unghiul e i implicit unghiul de dezacord . Cuplul electromagnetic depinde numai de unghiul de dezacord i nu de e sau r (fig. 2.83). Cuplul electromagnetic este nul pentru =0, pi, 2pi. Pentru = 0 i 2pi selsinele funcioneaz stabil, n sensul c orice unghi de comand care poate interveni (mai mic dect pi) provoac apariia unui unghi de dezacord i un cuplu de sincronizare care acioneaz spre anularea unghiului . Astfel, dac J este momentul de inerie al ansamblului selsin receptor-sarcin, F coeficientul de frecri vscoase, atunci ecuaia dinamic a regimului tranzitoriu mecanic devine:

sin22

mrr M

dtd

Fdt

dJ =+ (2.215)

Pentru unghiuri mici de dezacord se poate scrie: re =sin i deci relaia (2.215) devine:

emrmrr MM

dtd

Fdt

dJ =++22

(2.216)

177

Fig. 2.83 Variaia cuplului electromagnetic al selsinelor n regim de indicator funcie de unghiul de dezacord

Ecuaia caracteristic corespunztoare are toi coeficienii pozitivi iconduce, evident, la o soluie stabil. Funcionarea selsinului pentru unghiuri de defazaj n jur de 1800 este instabil. Introducnd n relaia (2.215) re pipipi +== )sin(sin se pot scrie: )(2

2erm

r MMdtdF

dtdJ pi =+ (2.217)

Se vede imediat c funcionarea este instabil deoarece nu toi coeficienii ecuaiei caracteristice sunt pozitivi. n general, selsinele n regim de indicator funcioneaz pentru unghiuri mici de dezacord iar pentru caracterizarea performanelor lor se poate utiliza valoarea pantei tangentei n originea caracteristicii cuplului electromagnetic. Aceast mrime

0=

ddM este numit cuplu sincronizant specific i cu ct

acest cuplu specific este mai mare, cu att selsinele dezvolt cupluri de sincronizare mai mari la unghiuri mici de dezacord.

2.6.3.2. Transmisia sincron cu micromotoare pas cu pas n curent continuu

Fig. 2.83 Transmisia sincron n curent continuu

Transmitorul este format din 12 contacte fixe dispuse circular i solidare cu

178

partea fix a aparatului. Pe ploturi se mic un contact acionat de micromotorul de urmrire. Contactul este legat la o born a surse de curent continuu. Ploturile formeaz trei grupe a cte 4 contacte. Repetitorul este un micromotor pas cu pas, al crui stator este format din armturi polare pe care se gsesc nfurri de c.c. cuplate astfel nct s formeze poli diametrali opui. Bobinele sunt astfel dispuse nct s formeze unghiuri de 120

o. Fiecare

pereche a cte dou nfurri sunt cuplate cu cte un grup de contacte al transmitorului. nfurrile sunt legate n stea iar punctul comun este cuplat la cealalt born a sursei.

2.6.3.3. Repetitorul

Repetitorul poate fi de drum i de relevare, difer prin modul de fixare la bordul navei, n plus repetitorul de relevare dispune de cerc azimutal care permite ca prin intermediul alidadei s se msoare relevmentele.

Fig. 2.84. Vedere general i seciune printr-un repetitor

179

Schema cinematic i schema de principiu a repetitorului sunt reprezentate n fig. 2.84 i 2.85 n care se disting urmtoarele elemente:

Fig. 2.85 Schema electrocinematic a repetitorului

Rozele sunt discuri gradate pe care se pot citi direciile (drumul navei, relevmentele) roza zecimal este gradat de la 00100 din zecime n zecime de grad iar roza aproximativ de la 0-3600 din grad n grad. 1.roz zecimal; 2. roz aproximativ; 3. roi dinate cilindrice; 4. roi dinate conice; 5. resort elicoidal; 6. tija de sincronizare; 7. contacte de sincronizare; 8. selsin repetitor; 9. transformator iluminare; 10. Poteniometru reglare iluminare; 11. becuri iluminare.

Fig. 2.86 Schema electric a repetitorului

2.6.3.4. nregistratorul automat de drum

Este destinat pentru nregistrarea drumului navei pe o band de hrtie numit diagram de drum.

Se folosesc nregistratoare cu tambur i nregistratoare cu cam. Tamburul (cama) are rolul de a transforma micarea de rotaie a selsinului

receptor n micare de translaie a peniei de drum.

Diagrama de drum are n partea stng patru spaii pe care se traseaz cadranul n care se afl drumul navei. Deasemeni este trasat drumul navei din grad n grad n cele

180

patru cadrane (00-900; 900-1800; 1800-2700 i 2700-3600). Liniile orizontale marcheaz ora, spaiile dintre dou linii reprezentnd 20 minute.

Diagrama de drum permite reconstituirea drumului navei i mpreun cu celelalte documente poate constitui prob juridic.

Fig. 2.87 Schema cinematic a nregistratorului cu tambur

n fig. 2.87 se disting urmtoarele elemente: 1.selsin repetitor; 2. tambur canelat; 3. ghidaje; 4. crucior; 5. diagram de nregistrare; 6. peni de drum; 8. tambur de antrenare;9. tambur debitor; 10. tambur colector; 11. discul cadranelor; 12. resort elicoidal; 13, roi dinate; 14, curea transmisie; 15. motora de timp.

Fig. 2.88 Schema cinematic a nregistratorului cu cam (simplificat)

n fig. 2.88 sunt reprezentate doar elementele nregistratorului cu cam care difer de cel cu tambur.

181

1. braul peniei de drum; 2. ghidaje; 3. cam; 4. biel; 5. resort.

2.6.4. Sisteme de rcire i semnalizare

Pentru o bun funcionare a elementului sensibil la girocompasele cu suspensie n lichid este necesar meninerea constant a temperaturii lichidului de susinere, deasemeni pentru semnalizarea funcionrii corecte ila anumii parametri a sistemelor funcionale ale girocompaselor se folosesc sisteme de rcire cu ap iprin ventilaie.

Pentru comanda acestora se utilizeaz diferite relee termice (termostate).

2.6.4.1. Termostatul

La girocompasele cu suspensie n lichid, bigiroscopice se folosete termostatul (fig. 2.89.).

Corpul termostatului este cufundat n lichidul de susinere, preia temperatura acestuia i o transmite lichidului din interior (benzol) care are un coeficient mare de dilatare (9510510-3 la 180C), acesta i mrete volumul i tubul gofrat i va micora lungimea i tija se ridic nchiznd contactul de semnalizare sau contactul de alimentare a pompei de rcire.

Fig. 2.89 Seciune prin termostat

Pentru a determina relaia de dependen dintre deplasarea tijei termostatului i variaia temperaturii se folosesc notaiile din (fig. 2.90) i se mai noteaz:

h1 nlimea unei pastile a tubului gofrat la temperatura minim a lichidului de susinere;

182

Fig. 2.90 Funcionarea termostatului

Volumul tubului gofrat la temperatura (t1) minim a lichidului de susinere va fi:

11 hKV = (2.218) unde : K1 constant constructiv.

4)( 221

1rr

nK += pi (2.219)

n care: n numrul de pastile ale tubului; r1 raza mic a tubului gofrat; r2 raza mare a tubului gofrat. Volumul benzolului la temperatura minim a lichidului de susinere: 1112 hKHSVVV == (2.220) Volumul benzolului la temperatura (t2) maxim a lichidului de susinere: 21

' hKV = (2.221) unde: h2 nlimea tubului gofrat la temperatura maxim a lichidului de susinere. Variaia volumului benzolului este dat de expresia: tVV = 2 (2.222) unde: 12 ttt = - variaia temperaturii. Variaia volumului tubului gofrat este egal cu variaia volumului benzolului.

tKtK

hKSHh

tKhHShKtVhhK

VVV

==

==

=

1

11

11

2121

'

)()..(

)(

(2.223)

Rezult deplasarea tijei termostatului proporional cu variaia temperaturii.

2.6.4.2. Relee cu bimetale

La girocompasele construite n ultimul timp se folosete ca senzor termic pentru acionarea contactelor de cuplare a rcirii sau semnalizrii, releul termic cu bimetal. Lamela bimetal este format prin placarea a dou tole din metale diferite. Tabla din material activ este un aliaj din Ni-F-C-Mn-Cr cu un coeficient de dilatare important; tola din material pasiv este un aliaj tip invar Ni-Fe 36 cu un coeficient de dilatare minimal. Dac o astfel de lamel sufer o cretere de temperatur ea se va curba (fig.2.91).

183

Fig. 2.91 Releul cu bimetal

Raza de curbur r i lungimea l sunt mari n raport cu sgeata format f. Din triunghiurile BOC i DAC:

flf

ACCD

r

flr

BC

+==

+==

20

22

sin

2sin

de unde rezult raza de curbur:

f

flr

2

22 += (2.224)

Pe de alt parte se poate scrie o dependen ntre raza de curbur r, creterea temperaturii a lamelei, h grosimea lamelei, de forma:

hc

r

=

1 (2.225)

unde c este un factor de proporionalitate. Din (2.224) i (2.225) rezult sgeata termic:

hlk

hflcf

222

2)(

+=

(2.226)

deoarece l>>f, iar K reprezint constanta lamelei bimetal. La extremitatea bimetalului acioneaz fora F de natur mecanic, fora rezistent a releului care va produce o deformare mecanic, i deci sgeata rezultant se obine scznd din sgeata termic f pe cea mecanic fm: mfff = (2.227) Pentru lama de lungime l, limea b i grosimea h, ncastrat la un capt, sgeata mecanic este:

EbhFl

EIFlfm 3

33 43

== (2.228) Fora mecanic Fo aplicat la extremitatea liber, capabil s anuleze sgeata termic, se obine din egalarea relaiilor (2.226) i (2.228):

lEKbhF4

2

0

= (2.229) Considernd dreapta care reprezint dependena ntre fora mecanic isgeata f, punctele extreme ale dreptei (fig. 2.85) sunt: A) F = Fo i f = 0; B) F = 0 i f = fo

184

Fig. 2.92 Variaia forei cu sgeata

Lucrul mecanic maxim efectuat la lama bimetal se obine pentru produsul Ff = max., n grafic corespunztor punctului C de coordonate F

*

2oF

= i f*=fo/2 adic:

l82

*EKbhF = (2.230)

hlKf

2*

2

=

(2.231)

Lucrul mecanic corespunztor este:

21

22

16*** VWbhlEKfFW === (2.232)

unde s-a notat: V =bhl, volumul lamelei bimetal; W1= EK

2/16, lucrul mecanic specific.

Volumul lamelei bimetal pentru o anumit for F*, sgeat f* i nclzirea date va fi:

21

*.*

WfFV = (2.230)

2.6.5. Sisteme de alimentare

Pentru alimentarea giromotoarelor cu tensiunea la frecvena corespunztoare obinerii turaiei necesare (20.000 30.000 rot/min) se folosesc convertizoare rotative iar n ultimul timp se folosesc i convertoare statice cu tiristoare. Regulatoare de turaie, au rolul de a menine constant turaia convertizorului care genereaz tensiunea necesar alimentrii giromotoarelor la frecvena corespunztoare obinerii turaiei. Schema unui astfel de regulator este prezentat n fig. 2.93.

Fig. 2.93 Schema electric a regulatorului de turaii

Funcionarea regulatorului se bazeaz pe principiul variaiei defazajului dintre dou tensiuni la modificarea frecvenei uneia dintre ele.

185

Motorul convertizorului este un motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit. Capetele nfurrilor statorului sunt scoase n exterior i sunt cuplate n stea de contactele normal nchise ale releului R pe timpul pornirii ( 31 sec). Cnd motorul a ajuns la turaia nominal releului Rl anclaneaz i deschide contactele, iar nfurrile motorului sunt nseriate cu bobinele droselului DR1. Bobinele droselului au inductana variabil datorit unei nfurri de comand n curent continuu care magnetizeaz sau demagnetizeaz miezurile feromagnetice ale droselului. Mrimea i sensul curentului continuu de comand este funcie de abaterea de la frecvena nominal a tensiunii generatorului i implicit de sensul abaterii. De la ieirea generatorului (bornele 15A 16A) se ia o tensiune i se aplic primarului transformatorului (Tr). Traductorul de frecven este conceput ca o schem diferenial sensibil la faz i const din droselul (Dr 2), condensatorul (Cn) i punile redresoare (13-16) i (17-20). Droselul (Dr- 2) i condensatorul (Cn) formeaz un circuit rezonant serie cuplat la secundarul transformatorului (Tr), nfurarea 14-29. De la bornele 15-15A ale primarului transformatorului Tr se alimenteaz punile redresoare (13 16 i 17 20. nfurarea 15-15A are o priz median cuplat cu priza median a droselului DR2. Legtura median (19) mparte nfurarea (15-15A) a primarului transformatorului n dou pri inegale (15 19) i(19 15A). Partea (19 15A) are mai multe spire prin urmare i cderea de tensiune este mai mare. Tensiunea la redresorii (17 20) reprezint suma geometric a urmtoarelor cderi de tensiune (fig.2.94):

- A1519U - cderea de tensiune pe nfurarea(19-15A); - 1419U - cderea de tensiune pe nfurarea (19-14). Tensiunea la redresorii (13-16) este suma geometric a urmtoarelor cderi de

tensiune (fig.2.94): - 1915U - cderea de tensiune pe nfurarea (15-19); - 1914U - cderea de tensiune pe nfurarea (14-19).

Fig. 2.94 Reprezentarea fazorial a tensiunilorde comand a amplificatorului

Funcionarea regulatorului de turaie se bazeaz pe variaia unghiului de defazaj ntre cele trei tensiuni la variaia frecvenei uneia din ele. Cnd variaz

186

defazajul se stric egalitatea geometric a celor dou sume. Prin variaia frecvenei generatorului unghiul de defazaj variaz n felul urmtor: frecvena crete unghiul de dafazaj scade i invers. Din aceast cauz mrimile tensiunii la redresorii (13-16) i (17-20) se afl n urmtoarele relaii:

- cnd frecvena generatorului este egal cu frecvena de rezonan a circuitului oscilant, mrimile tensiunilor la redresori sunt egale;

- cnd se micoreaz frecvena generatorului, la redresorii(13-16) tensiunea scade, iar la (17-20) crete.

Cele dou tensiuni egale sau neegale sunt redresate i se aplic nfurrilor de comand ale amplificatorului magnetic (AM). nfurrile de comand sunt astfel bobinate nct solenaiile care apar n aceste nfurri s fie n opoziie.

Diferena ntre solenaiile de comand magnetizeaz sau demagnetizeaz cele dou miezuri feromagnetice ale AM i n nfurrile de sarcin apare un curent funcie de mrimea i sensul diferenei curenilor de comand.

n serie cu nfurrile de sarcin sunt legate diodele (9-12) datorit crora prin circuit circul un curent pulsatoriu. Ca rezultat n miezul droselului DR1 apare un flux pulsatoriu care poate fi descompus ntr-o component continu i alta alternativ. Componenta continu a fluxului asigur reacia invers pozitiv a AM.

Mrimea curentului prin nfurrile de sarcin 11 i 12 ale AM i prin urmare i prin nfurarea de comand a droselului DR1 este determinat de ctre solenaiile magnetizrii miezurilor.

Magnetizarea miezurilor se obine ca sum ntre solenaiile nfurrilor de comand ale AM.

Prin creterea solenaiei rezultante curenii n nfurrile de sarcin cresc iar prin micorarea solenaiei curenii scad, lucru ce determin mrimea sau micorarea curentului n nfurarea de comand a droselului DR1.

Solenaia nfurrii de comand a amplificatorului magnetic ce se alimenteaz de la redresorii (13-16) acioneaz n opoziie cu solenaia reaciei interioare, iar solenaia nfurrii de comand (17-20) a AM acioneaz n acelai sens.

La creterea turaiei generatorului se mrete tensiunea la redresorii (13-16) i solenaia nfurrii de comand alimentat de aceasta crete, ceea ce face s scad solenaia rezultant a AM.

Ca urmare scad curenii n nfurrile de sarcin i deci curentul n nfurrile de comand a droselului DR1.

Scad curenii prin nfurrile de sarcin ale droselului DR1, crete inductana acestora i va crete tensiunea pe nfurrile de sarcin i deci va scdea tensiunea pe nfurrile statorice ale motorului asincron i turaia va scdea.

La scderea turaiei generatorului are loc fenomenul invers. nfurrile de comand ale AM sunt untate de condensatorii de netezire C5,

C6, ce formeaz circuite suplimentare pentru curenii de armonic par care apar n nfurrile de c.c. ale A.M. Dac ar fi lipsit C5 i C6 curenii de armonic par ar fi fost redresai i ar fi dat natere la erori.

nfurarea de comand a droselului DR1 este untat de condensatorul C3 care las s treac componentele alternative.

Pentru a asigura o reglare a turaiei dup o curb aperiodic se folosete circuitul derivativ format din capacitatea C2, rezistena R1, dioda D1 i nfurarea de

187

reacie negativ a AM. Circuitul derivativ se alimenteaz cu cderea de tensiune de pe una din nfurrile statorice ale motorului.

Releul Rl se alimenteaz cu tensiunea de la nfurrarea 5 15A a primarului transformatorului Tr prin puntea redresoare (25). Contactele sale normal nchise unteaz pe timpul pornirii nfurrile de sarcin ale droselului DR1.

La pornire statorul se afl sub ntreaga tensiune de alimentare contactele releului fiind nchise, ceea ce permite creterea rapid a turaiei motorului. Pe msur ce crete turaia, crete tensiunea dat de generatorul G i implicit tensiunea la diodele (2 5) care alimenteaz nfurarea releului n serie cu dioda D7 i tiristorul (D6). Tensiunea de aprindere a tiristorului este mai mare dect tensiunea maxim la ieirea din redresorii (25) i deci nu permite alimentarea releului.

Pentru aprinderea tiristorului se folosete tensiunea de ncrcare a condensatorului C1, care la prindere permite alimentarea releului. Constanta de timp a condensatorului C1 este de 13 sec., timp n care motorul ajunge la turaia nominal, dup care se deschid contactele releului i se cupleaz regulatorul de turaii.

2.7. Tipuri constructive de girocompase

2.7.1. Girocompasul KURS-IV

2.7.1.1. Descrierea instalaiei

Girocompasul are urmtoarele pri componente: - girocompasul mam (1M); - girosfera; - sistemul de urmrire; - corectorul erorii de vitez ; - sistemul de orientare rapid; - aparate periferice; - sistemul de alimentare.

1. Girocompasul mam (fig. 2.95) cuprinde: - corpul girocompasului; - suspensia cardanic (2); - vasul suport (3); - elemente ale sistemului de rcire; - elemente ale sistemului de alimentare a girosferei.

Corpul girocompasului este format din : - postament (5);

- partea cilindric (4); - habitaclu.

188

Fig. 2.95. Girocompasul mam (1M)

La partea inferioar a postamentului se afl un sistem roat dinat i cremalier care permite rotirea prii cilindrice n limite mici 50.

Pe postament se mai gsesc dou dispozitive de racordare a conductelor de rcire.

Spre pupa prii cilindrice s-a fixat cutia cu reglete (6), transformatorul de iluminare i ntreruptorul iluminrii ntregii instalaii. Deasupra cutiei cu reglete se gsete o fereastr prin care se pot observa diviziunile de pe ecuatorul girosferei i poziia acesteia n raport cu sfera de urmrire.

Spre prova prii cilindrice exist o alt fereastr de acces la dispozitivul de orientare rapid.

Habitaclul este un capac n form de calot, este prevzut cu dou ferestre pe unde se citesc indicaiile rozelor iar pe al doilea termometrul.

Suspensia cardanic, menine vasul suport n poziie orizontal. Poziia orizontal a vasului suport se verific cu ajutorul bulei de nivel. De inelul cardanic interior se fixeaz prin intermediul unor resoarte inelul de

susinere al vasului suport. Vasul suport (3) este destinat susinerii sferei de urmrire i a celorlalte

elemente a girocompasului. Se compune din corpul vasului suport, greutatea de font i capacul.

Corpul vasului suport este confecionat din cupru izolat n interior cu ebonit. Vasul suport are prevzut o fereastr pentru citirea indicaiilor girosferei, lng ea fiind prevzut un bec.

Capacul vasului suport are rolul de a nchide vasul suport i de a susine sfera de urmrire i alte elemente ale girocompasului. Este confecionat din bronz, iar pe partea inferioar este acoperit cu un strat de ebonit.

Pe partea superioar a capacului se afl: - orificiul de fixare a braului de susinere a sferei de urmrire; - elementele sistemului de rcire; - reglete de contacte; - corectorul (1); - doi supori cu periue de contact pentru alimentarea cu curent a inelelor

colectoare din sistemul de urmrire; - becul de iluminare al termometrului; - orificiul pentru turnarea lichidului de susinere; - dispozitivul de fixare a suportului corectorului; - mnerele de ridicare a capacului. n interiorul vasului suport se afl: - lichidul de susinere; - sfera de urmrire cu girosfera; - serpentina de rcire a lichidului de suspensie. Tija de susinere al sferei de urmrire este sub forma unui tub care cu captul

inferior se prinde de discul de legtur iar cu captul superior de discul inferior al corectorului erorii de vitez printr-un tift.

Tija iese n afara vasului suport, prin centrul acestuia care este prevzut cu o

189

buc cilindric n care se fixeaz cmile exterioare a doi rulmeni din oel inoxidabil. Peste buc se aeaz o cma din material izolant, pe care sunt aplicate

inelele colectoare. La partea superioar a bucei se gsete un capac prevzut cu ase borne, la care sunt lipite conexiunile inelelor colectoare. Susinerea suportului sferei de urmrire se realizeaz cu o piuli. Tot pe acest capac se afl un bra terminat cu un tift care se introduce n discul inferior al corectorului erorii de vitez punnd n micare de rotaie rozele girocompasului propriu-zis. Pe inelele colectoare se gsesc dousprezece perii de crbune dispuse n grupe de 6 aezate diametral.

Corectorul automat al erorii de vitez

Fig. 2.96. Corectorul automat

Se compune din: cruciorul; roata dinat azimutal; discul inferior; roza de citire aproximativ; roza de citire precis; dispozitivul de acionare manual (1); motoraul de acionare de la distan (2); contactele limitatoare de curs (3); selsinul transmitor (4); capacul superior.

Pe capac se gsesc: diagrama coreciilor (5); bula de nivel (6); vizorul de observare al rozelor (7); becul de iluminare al rozelor (8).

Blocul sistemului de urmrire

190

Fig. 2.97. Blocul sistemului de urmrire

Se compune din: transformatorul de urmrire; transformatorul de semnalizare; rezistenele punii traductoare; amplificatoarele magnetice; punile redresoare; siguranele; becul de semnalizare; condensatoare de defazare; ntreruptorul sistemului de urmrire; micromotorul de urmrire (AD 220); selsinul transmitor (DI 512).

Blocul de pornire Este destinat pentru protecia circuitelor, controlul valorilor curenilor

consumai de elementul sensibil i sistemul de urmrire i cuplarea alimentrii instalaiei la reeaua bordului.

Pe capacul aparatului sunt dispuse: -trei ampermetre (1); -comutatorul pachet (2) pentru cuplarea la reea a convertizorului i implicit a

instalaiei; -comutatorul pachet (4) pentru cuplarea alimentrii excitaiilor micromainilor; -becuri de semnalizare ale cuplrii celor dou comutatoare -micromotorul de semnalizare a abaterii curenilor de alimentare a elementului

sensibil de la valorile nominale (3)

Fig. 2.98. Blocul de pornire (4D)

191

Cutie de distribuie pentru repetitoare Folosete la cuplarea a 8 repetitoare la selsinul transmitor. Conine plci cu

borne i sigurane fuzibile pentru fiecare din cele 8 selsine receptoare.

nregistratorul de drum Este destinat pentru nscrierea automat a drumului pe o band de hrtie numit

diagram de drum. Elementele componente ale blocului nregistratorului de drum sunt: penia de

drum; cruciorul; ghidaje; tamburul canelat; selsinul receptor; penia cadranelor; discul cadranelor; roi dinate; micromotorul de timp; diagrama de drum; tamburul de antrenare; tamburul debitor; tamburul colector; curea de antrenare; roza precis, roza aproximativ.

Diagrama de drum este marcat din grad n grad de la 00 900 iar n stnga sunt trasate patru spaii pentru nscrierea cadranului n care este drumul.

Diagrama este marcat i cu linii orizontale, care marcheaz timpul, distana dintre dou linii este de 20m, timpul este marcat din dou n dou ore.

Fig. 2.99. nregistratorul de drum

Schema cinematic a nregistratorului de drum este prezentat n fig. 2.100 n care se pot vedea i elementele componente ale dispozitivului de introducere a coreciei de la distan: selsinul receptor al corectorului; tamburul latitudinilor pe care sunt trasate i scalele de vitez; indicatorul de vitez.

192

Fig. 2.100. Schema cinematic a nregistratorului de drum

Pe panoul frontal al blocului nregistrator (fig. 2.99) se gsesc: voltmetrul pentru controlul tensiunii de alimentare; miliampermetrul gradat n mm ce indic poziia n nlime a girosferei; bec semnalizare abatere cureni; bec semnalizare sistem urmrire; bec semnalizare temperatur; butoane de introducere a coreciei; buton sincronizare; fereastr pentru citirea rozelor; fereastr pentru citirea drumului pe diagram; buton sincronizare drum; mner rotire tambur latitudini.

Repetitoarele Repetitoarele girocompasului KURS-IV sunt cu selsine avnd nfurarea de

excitaie alimentat la tensiunea 110V/50 Hz. La selsinul transmitor pot fi cuplate maxim 16 selsine receptoare, opt printr-o cutir de distribuie.

n figura 2.101 sunt reprezentate repetitoarele de relevare i de drum.

193

a) b) Fig. 2.101. Repetitoarele girocompasului

a) de relevare; b) de drum

Repetitoarele de relevare difer de repetitoarele de drum prin sistemul de fixare i prin faptul c repetitorul de relevare este prevzut cu un cerc azimutal pentru citirea relevmentelor prova, roza este gradat i pentru citirea relevmentelor giro, dease,emi geamul de protecie este prevzut cu o buc pentru fixarea alidadei.

Blocul de semnalizare Asigur semnalizarea acustic cu ajutorul unei sirene a abaterii temperaturii

lichidului de susinere de la valorile nominale +370 C i 410 C. Semnalizeaz optic abaterea curenilor de alimentare a girosferei de la valorile nominale i desincronizarea sferei de urmrire fa de girosfer cnd nava se abate de la drum.

n interiorul blocului sunt dispuse dou becuri cu neon de tip MN-3, sirena i transformatorul de alimentare al sirenei.

Pompa de rcire Pompa de rcire este format din electromotorul pompei i pompa centrifug. Electromotorul pompei este un motor asincron trifazat, cu rotorul n

scurtcircuit, alimentat cu tensiunea de 120V/ 330 Hz. Pompa centrifug este format din corpul pompei n interiorul cruia se gsete

un disc prevzut cu orificiu (turbina) care antreneaz agentul de rcire format din amestec de ap distilat i glicerin. Tot n interior se afl o serpentin, pentru rcirea apei distilate, prin care circul ap de mare sau ap dulce de la bordul navei.

Fig. 2.102. Rcirea cu ap a girocompasului.

194

Convertizorul (AMG-201) Servete pentru convertirea tensiunii trifazate a bordului de 220V (380V)/50

Hz n tensiune trifazat 120V/330Hz necesar alimentrii elementului sensibil al girocompasului.

Se compune dintr-un motor asincron trifazat cu rotorul n colivie dispus pe acelai ax cu rotorul generatorului sincron cu magnei permaneni.

Pe statorul convertizorului sunt dispuse nfurrile statorice ale motorului i ale generatorului.

Datele nominale ale convertizorului sunt prezentate mai jos:

Parametrii AMG201A AMG201B Motorul

Tensiunea de alimentare 380 V 220 V Curentul consumat 3 A 5,2 A

Frecvena 50 Hz 50 Hz Viteza de rotaie 2470 rot/min 2470 rot/min

Generatorul Tensiunea generat 120 V 120 V

Fracvena 330 Hz 330 Hz Puterea 440 VA 440 VA Cos 0,7 0,7

Regulatorul automat de turaie (BRC1 201) Este dispus ntr-o cutie paralelipipedic fixat pe partea superioar a corpului

convertizorului. Are rolul de a regla turaia motorului n vederea meninerii constante a

frecvenei tensiunii generate de generatorul convertizorului. Schema electric a regulatorului automat de turaie este prezentat n fig.2.103. n interiorul blocului de reglare automat a turaiei se gsesc elementele

schemei de reglare: droselii DR-1 i DR-2; transformatorul TR1; amplificatorul magnetic AM; releul de pornire RP; rezistenele R1 R5; condensatorii C1-C7 i redresorii ci seleniu D1 D6.

Pentru mrirea duratei de funcionare redresorii cu seleniu sunt introdui ntr-o baie cu 1,6 l ulei de transfoemator GOST-988-53.

Elementul de msurare este realizat dup o schem diferenial i se compune din transformatorul TR; droselul DR-1; capacitatea C1; rezistena R1; redresorii D1 i D2.

Droselul DR-1 i capacitatea C1 formeaz un circuit oscilant serie, alimentat cu tensiunea de pe nfurarea secundar III a transformatorului (bornele 38-39).

Tensiunea de alimentare a redresorului D1 este suma geometric a tensiunilor de pe o parte a nfurrii secundare II a transformatorului TR (bornele 45, 31) i tensiunea de pe o parte a nfurrii droselului DR-1 (bornele 45, 38) i de pe o parte a rezistenei R1 (bornele 38, 33).

Tensiunea pe redresorul D2 este suma geometric a tensiunilor celeilalte pri a nfurrii secundare II a transformatorului TR1 (bornele 36, 45), tensiunea de pe

195

nfurarea droselului DR-1 (bornele 45, 38) i tensiunea de pe o parte a rezistenei R1 (bornele 38, 34).

nfurarea II a transformatorului TR1 (bornele 45, 31) are un numr mai mare de spire, deci o tensiune mai mare dect cealalt parte a nfurrii (bornele 45,36).

Principiul de funcionare al elementului de msurare se bazeaz pe variaia unghiului de defazaj dintre vectorii tensiunilor de pe droselul DR-1 care constituie tensiunea de frecven etalon i vectorii tensiunilor de pe nfurarea II a transformatorului care se alimenteaz cu tensiunea dat de generatorul sincron.

Fig. 2.103. Schema electric a R.A.T.

Cnd turaia motorului este cea nominal, frecvena tensiunii generat de generatorul sincron este nominal n acest caz tensiunile care alimenteaz redresorii D1 i D2 sunt egale, iar pe nfurrile de comand N5K5 i N4K4 trec cureni egali i de sensuri opuse.

La creterea turaiei motorului, crete frecvena tensiunii generatorului sincron deci ba tensiunii de pe nfurarea II a transformatorului, se va micora unghiul de defazaj a vectorilor tensiunii DR1 fa de vectorul tensiunii transformatorului TR,

196

astfel tensiunea pe redresorul D2 crete, iar pe D1 scade i prin nfurarea N4K4 trece un curent mai mare dect prin N5K5.

Echilibrarea tensiunilor de alimentare a redresorilor D1 i D2 se face cu rezistena R1.

Elementul de amplificare este format din amplificatorul magnetic AM i droselul DR-2. Amplificatorul magnetic dispune de nfurrile de comand N5K5 i N4K4, nfurrile de sarcin (de curent alternativ) N1K1 i N2K2 legate n serie cu nfurarea de comand a droselului DR-2 (bornele 22, 23), nfurarea de reacie pozitiv K3N3 i nfurarea de reacie negativ (de stabilizare) N6K6.

Alimentarea nfurrilor de sarcin K1N1 i K2N2 ale amplificatorului magnetic se face de la nfurarea secundar I a transformatoruluiTR1 prin intermediul redresorilor D5 i D6, deci cu un curent pulsatoriu. Componenta alternativ constituie tensiunea de alimentare propriuzis, iar componenta continu realizeaz premagnetizarea miezului magnetic (deplasarea punctului de funcionare n zona saturat a caracteristicii).

nfurarea de reacie pozitiv K3N3 are rolul s regleze coeficientul de amplificare funcie de sarcin fiind legat n serie cu nfurarea de comand a droselului DR-2.

Coeficientul de amplificare se regleaz cu rezistenele R3 i R4. Solenaia nfurrii de comand K4N4 acioneaz n sens contrar, iar solenaia

nfurrii de comand N5K5 acioneaz n acelai sens cu solenaiile nfurrilor de reacie pozitiv K3N3 i dee lucru N1K1 i N2K2 (componenta de premagnetizare).

Pentru stabilirea funcionrii schemei regulatorului se folosete reacia invers negativ care se compune din nfurarea N6K6, circuitul derivativ format din C7 i rezistena R5 care se alimenteaz cu cderea de tensiune de pe una din fazele statorice ale motorului asincron, tensiune redresat de dioda D3. nfurarea K6N6 produce o solenaie ce se opune creterii sau scderii rapide a solenaiei de comand rezultant i astfel se evit intrarea n autooscilaie a regulatorului.

Droselul DR-2 este realizat pe dou armturi magnetice formate din cte trei coloane nesimetrice pe care sunt dispuse cte o nfurare de sarcin (lucru). Dou cte dou nfurri de lucru sunt legate n opoziie. Seciunea coloanelor exterioare fiind de dou ori mai mare dect a celor interioare, iar nfurrile coloanelor exterioare au un numr de spire de dou ori mai mare dect cele interioare.

nfurrile de lucru ale droselului DR-2sunt legate n stea i inseriate n fiecare faz a nfurrii statorice a motorului asincron.

nfurarea de comand este bobinat pe coloanele centrate ale celor dou miezuri magnetice ale droselului DR-2.

Releul de pornire RP servete pentru scoaterea din circuit, pe timpul pornirii, a nfurrilor de sarcin ale droselului DR-2 i legarea n stea a nfurrilor motorului n amonte de nfurrile droselului, astfel c la pornire ntrega tensiune a reelei este aplicat pe nfurrile motorului.

nfurarea de comand a releului RP se alimenteaz de la nfurarea III a transformatorului TR prin intermediul redresorului D4. n serie cu nfurarea releului de pornire RP este legat rezistena R2, o parte a creia este untat de contactul normal nchis RP1 care dup cuplare se deschide i este introdus n circuit ntreaga rezisten n vederea micorrii tensiunii pe nfurarea releului i deci a curentului de alimentare.

Funcionarea n ansamblu a schemei

197

n momentul cuplrii tensiunii de alimentare la bornele 111, 112, 113 ale motorului, ntrega tensiune se aplic nfurrii statorice deoarece contactele RP2, RP3 i RP4 ale releului de pornire sunt cuplate, ceea ce permite un demaraj rapid al rotorului convertizorului. Pe msur ce turaia motorului crete, tensiunea generat de convertizor crete i deci a tensiunii de alimentare a releului de pornire.

Cnd tensiunea ajunge la 7080% din valoarea nominal, releul acioneaz i i deschide contactele RP2, RP3, RP4, introducnd n serie cu nfurrile motorului, nfurrile de sarcin ale droselului DR-2, pregtind schema pentru reglarea turaiei.

Dac tensiunea de alimentare a convertizorului se abate de la valoarea nominal, se va modifica i tensiunea dat de generator i deci frecvena acesteia. Se va modifica defazajul dintre tensiunea etalon de pe nfurarea droselului DR-1 i tensiunea de pe nfurarea transformatorului TR i se vor modifica tensiunile de alimentare ale redresoarelor D1 i D2 ceea ce atrage dup sine modificarea tensiunilor de alimentare ale nfurrilor de comand ale amplificatorului magnetic AM.

Modificarea tensiunii pe nfurrile de comand ale amplificatorului magnetic va duce la modificarea curentului n nfurrile de sarcin i deci n nfurrile de comand ale droselului DR-2. Ca urmare se va modifica saturaia miezului magnetic a droselului DR-2 ceea ce va duce la modificarea cderilor de tensiune pe nfurrile de sarcin ale droselului DR-2 i deci i a cderilor de tensiune pe nfurrile motorului i a turaiei astfel c tensiunea generatorului revine la valoarea nominal.

Alidada simpl Este un cadru alungit cu decupri, care se poate roti n plan orizontal fa de

centrul rozelor repetitorului. Marginile acestui cadru se termin cu dou ghiare, cu ajutorul crora alidada se prinde de cercul azimutal al repetitorului, una din ghiare este fix, cealalt este prevzut cu un urub care permite scoaterea alidadei.

n consola dispus pe suport este fixat o prism triunghiular cu reflexie total. Ochiul observatorului este protejat cu o aprtoare.

Latura ndreptat spre raz a prismei este concav mrind astfel imaginea invers a scalei rozei repetitorului. Prin prism se vede bula de nivel plasat sub prism i indexul care taie cmpul vizual al prismei n lungul axei cadrului, ntregul dispozitiv se numete ocular.

La partea superioar a consolei ocularului se gsesc du filtre colorate care folosesc la relevarea soarelui, ecrannd nia vertical de vizare.

La cellalt capt al cadrului alidadei se afl obiectivul care este o ram ngust cu fereastr, prins cu o balama de suportul alidadei. La mijlocul obiectivului este ntins o srm subire de nichel.

Pe rama obiectivului ntr-o consol este fixat o oglind dubl care se poate roti n jurul axei sale orizontale, folosit pentru relevarea atrilor, latura ntunecat pentru Soare, iar cea obinuit pentru Lun sau stele.

Att la ocular ct i la obiectiv exist nite tifturi pentru fixarea unor vergele lungi pentru relevarea obiectelor apropiate i nalte.

Alidada cu lunet (PGK-2) Alidada cu lunet se compune din dou sisteme optice: sistemul telescopic sau

luneta principal cu ajutorul creia se face vizarea obiectelor relevate i din microscop care servete pentru citirea precis a gradaiilor de pe roza repetitorului.

198

Obiectivul lunetei transmite imaginea obiectului relevat pe reeaua ocularului 4, iar prisma 3 din spatele obiectivului transform aceast imagine n imagine dreapt. Filtrele de lumin care se gsesc ntre obiectiv i prism sunt nite plci drepte paralele din sticl colorat. n spatele prismei este montat reeaua ocularului care constituie cel mai important element al aparatului.

Reeaua ocularului se compune dintr-o plcu i un inel metalic prin centru cruia este ntins un fir gros de 0,3 mm. n partea de jos a reelei se afl o adncitur de forma unui ac indicator, dup care se orienteaz raza vizual a observatorului la relevare.

n poriunea central a acestui indicator se afl un amestec luminiscent cu aciune constant, pe timpul nopii observatorul vede indicatorul sub forma unei sgei luminoase.

Nivela cilindric dispus sub geamul de protecie n suportul aparatului, are pe tub dou repere destinate pentru punerea bulei n poziie central corespunztoare poziiei orizontale a alidadei i repetitorului.

Rotirea discului cu filtrele de lumin se face cu un mner fixat rigid pe gtul cilindric al rotiei dinate mari i fixat cu un opritor cu arc. Rulmentul cu rotiele dinate i discul se fixeaz pe peretele corpului alidadei.

Prisma-capac este montat pe puntea ei i fixat pe peretele corpului alidadei. Reglarea ocularului dup dioptriile ochiului observatorului se face prin rotirea

manonului randalinat. Deasupra, pe corpul alidadei, este fixat o ram de vizare care se compune din

vizorul ocular cu dou filtre de lumin i vizorul obiectiv. n faa corpului alidadei se afl un suport cu oglinzi care poate fi ridicat la

nlimea necesar. Prin rotirea vernierului se regleaz observarea clar prin microscop a rozei

repetitorului i a bulei de nivel. Pentru protejarea suprafeelor optice ale lunetei i microscopului de lovituri i

zgrieturi, sunt prevzute capace de protecie. Alidada se fixeaz pe repetitor cu un dispozitiv de siguran.

2.7.1.2. Schema electric de principiu a girocompasului KURS-IV

Schema electric de principiu este reprezentat n fig. 2.104 n care sunt reprezentate elementele instralaiei dispuse pe blocuri.

Girocompasul propriuzis: G giromotoare; OR bobinele de erientare rapid; COR comutator orientare rapid; TI transformator iluminare; I-ntreruptor iluminare; BI-becuri iluminare; M-micromotorul corectorului; BS-bobin semnalizare; BC-bobin centrare; STC-selsinul transmitor al corectorului; IA-bobina releului pentru ntreruperea amortizrii; GS-corpul girosfereil; SU-corpul sferei de urmrire; CA-colector de alimentare; SA-selsin azimutal; TR-termostat rcire; TS-termostat semnalizare.

Amplificatorul: ST-selsinul transmitor;TU-transformator urmrire; PR-puni redresoare; AM-amplificator magnetic; TS-transformator semnalizare; MU-micromotor urmrire; K-ntreruptor sistem de urmrire

Repetitor: SR-selsin receptor; CS-contacte sincronizare; TL-transformator iluminare; BL-becuri iluminare; R15- poteniometru reglare iluminare

199

200

Fig. 2.104. Schema electric de principiu a girocompasului KURS-IV

Bloc nregistrare semnalizare: L4-bec semnalizare sistem urmrire; A-miliampermetru (indic poziia girosferei); L3-bec semnalizare, abatere cureni alimentare girosfer; V-voltmetru control tensiune alimentare; L5-bec semnalizare abatere temperatur; C, S-butoane introducere corecie eroare vitez; SRC-selsin receptor al corectorului; SR-selsin receptor nregistrator de drum; MT-micromotor de acionare a diagramei de drum; TL-transformator iluminare; BL-becuri iluminare; CS-contacte sincronizare.

Bloc semnalizare: L1-bec semnalizare sistem urmrire; H-siren semnalizare abatere temperatur; Tr-transformator alimentare siren; L2-bec semnalizare abatere cureni alimentare girosfer.

Bloc de pornire: A-ampermetru indicare cureni alimentare girosfer; K1-comutator alimentare girocompas; K2-comutator alimentare excitaii micromaini; L7-bec semnalizare cuplare excitaii micromaini; L6-bec semnalizare alimentare girocompas; M-micromotor semnalizare abatere cureni alimentare girosfer; CA-contact semnalizare cureni; RL-releu alimentare pomp rcire.

Pompa de rcire: M-motorul pompei de rcire.

2.7.2..Girocompasul ANSCHTZ STANDARD6. Tip 110-203

2.7.2.1. Descriere i date tehnice

Girocompasul Anschtz 6 este un girocompas pendular cu element sensibil bigiroscopic. Girocompasul mam este realizat sub forma unei cutii paralelipipedice fixat pe o plac postament prin intermediul unei suspensii elastice (5).

Fig. 2.105. Girocompasul mam, vedere de ansamblu

Pe placa de susinere (2) este dispus roza gradat (1), butonul

201

poteniometrului de reglare a iluminrii (3), comutatorul sistemului de urmrire (7), urubul de blocare (6).

Fixarea girocompasului n axul longitudinal al navei se verific cu ajutorul scalei (4).

Fig. 2.106. Interiorul girocompasului Anschtz 6

n interiorul girocompasului mam (fig. 2.106) se gsesc: 1-releul de rcire; 2-capac de verificare a parametrilor de funcionare; 3-sfera de urmrire din plastic; 4-inelul cardanic orizontal; 5-pompa de centrare; 6-selsinul transmitor; 7-ventilator; 8-servomotor de urmrire; 9-dop de golire a lichidului; 10-electrodul polar superior de pe sfera de urmrire; 11-amortizare antioc; 12-transformatorul de urmrire; 13-carcasa de ecranare; 14-becuri de prenclzire; 15-butonul de cuplare a rotirii sferei de urmrire; 16-amplificator.

Date tehnice Greutatea girocompasului mam aproximativ 16 Kg, diametrul rozei 180 mm

gradat din grad n grad de la 00 la 3600. Tensiunea de alimentare a girosferei i pompei de centrare 55 V/ 400 Hz. Tensiunea de alimentare a amplificatorului 115 V/ 400 Hz. Tensiunea de alimentare a excitaiilor micromainilor 50V/ 50Hz sau

60V/60Hz. Tensiunea de alimntare a sirenei 25V/400Hz.

202

Puterea consumat, circuitul de 400 Hz, aproximativ 35 VA; circuitul de 50/60Hz la prenclzire 50 W, rcire 17 VA; sistemul de transmitere la distan 25 VA.

Timpul de orientare n meridian < 5 ore. Precizia de nclinare 10. Viteza de rotaie a sistemului de urmrire 90/ sec. nclinri ale navei (ruliu i tangaj) 450. Temperatura lichidului de susinere 520 C. Temperatura mediului ambiant 200 la +500 C. Prenclzire cu ase becuri 24V/ 18W. Rcirea prin ventilaie cu aer. Sistemul de repetitoare permite cuplarea a 12 selsine receptoare. Cantitatea lichidului de susinere aproximativ 750 cm3. Comanda rcirii se realizeaz cu un releu bimetalic. Controlul temperaturii se realizeaz cu un termomentru circular cu alcool

marcat cu dou linii roii pentru temperatura nominal.

Construcie, funcionare Girocompasul propriuzis este construit sub forma unei cutii

paralelipipedice, fixat pe o plac metalic cu ajutorul unor amortizoare mpotriva ocurilor verticale i orizontale.

De capacul superior este fixat sfera de urmrire prin intermediul unei furci verticale i a unui inel cardanic orizontal. Pe feele laterale se gsesc elementele auxiliare: amplificatorul, servomotorul, selsinul transmitor, ventilatorul, iar pe faa inferioar becurile de nclzire.

Sfera de urmrire este construit din material plastic i format din dou semisfere unite n partea ecuatorial.

La polul superior este prevzut cu un capac din plexiglas transparent care permite observarea nivelului lichidului de susinere i a termometrului.

Dispune de doi electrozi polari sub forma a dou inele, alimentarea fcndu-se n bifazat.

n zona ecuatorial se gsesc doi electrozi de urmrire dispui n partea estic i vestic a sferei de urmrire.

n zona polar inferioar se gsete pompa de centrare a girosferei, centrarea se realizeaz cu jet de lichid de susinere produs sub girosfer.

Suprafaa exterioar a sferei de urmrire are form de radiator pentru o bun rcire.

Girosfera este o sfer realizat din material sintetic, este suspendat n lichid n interiorul sferei de urmrire. Este construit din dou semisfere, nchis ermetic i umplut cu heliu. n zonele polare se gsesc doi electrozi pentru alimentare, iar n zona ecuatorial electrozii de urmrire.

n interiorul girosferei se gsesc dou giromotoare i dispozitivul de amortizare a oscilaiilor. Axele giromotoarelor sunt suspendate n lagre, ungerea realizndu-se cu gaz (heliu) motiv pentru care se recomand ca pornirea s se fac de cel mult 2 ori pe an sau cnd se fac reparaii deosebite.

Giromotorul este un motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit

203

exterior statorului. Alimentarea se realizeaz cu tensiune bifazat, a treia faz alimentndu-se printr-un condensator.

Repetitoarele .Sistemul de repetitoare al girocompasului Anschtz 6 este realizat cu selsine n regim de indicator. Repetitorul de relevare (fig. 2.107) se fixeaz ntr-un suport prevzut cu inele cardanice care permit meninerea n poziie orizontal a repetitorului.

Fig. 2.107. Repetitorul de relevare

n desen sunt reprezentate: 1-butonul de centrare a alidadei; 2-roza aproximativ; 3-gradaiile inversate pentru citirea relevmentelor giro; 4-roza precis; 5-cercul azimutal; 6-buton sincronizare; 7-linia de credin.

Repetitorul de drum (fig. 2.108) se monteaz pe un suport fix care are posibilitatea ajustrii nclinrii pentru o bun vizualizare.

Fig. 2.108. Repetitorul de drum

n desen sunt reprezentate urmtoarele elemente: 1-roza aproximativ;

204

2-linia de credin; 3-roza precis; 4-butonul de sincronizare; 5-capac de protecie; 6-gradaiile inversate; 7-capacul cutoei de conexiuni; 8-cutia de conexiuni; 9-poteniometru reglare iluminare

Convertorul static. Are rolul de a transforma tensiunea bordului de 110V, 220V, 380V, 440V, 50Hz n tensiune de 55V i 115V/ 400Hz necesar alimentrii giromotoarelor. Schema electric de conexiuni a convertorului static este prezentat n fig. 2.109.

Fig 2.109. Convertorul static, schema de conexiune

2.7.2.2. Schema electric a girocompasului Anschtz 6

n schema electric (fig. 2.110) sunt reprezentate urmtoarele elemente: U2M1 micromotorul pompei de centrare a girosferei; w1w2 electrozi de urmrire; P1P2 electrozi polari pentru alimentarea girosferei; U6M1 transformatorul de urmrire; B3-buton pentru desincronizarea sferei de urmrire (exterioare) de girosfer cnd girocompasul este alimentat pentru a putea fi ridicat capaculcu sfera de urmrire; N2, N5 etaje amplificare cu cuplaj direct; N10 etaj amplificare de putere; U7M2-transformator ieire; U5M-micromotorul de urmrire; U5G-tahogenerator; a3-ntreruptor sistem de urmrire; U7M1-transformator alimentare; U2B2, U2B3 i U2B4-relee bimetalice; H2-becuri de prenclzire a lichidului de susinere; M2-ventilator; M1-selsin transmitor.

205

Fig. 2.110. Schema electric de principiu a girocompasului Anschtz 6

206

2.7.3. Girocompasul GKU-2

2.7.3.1. Caracteristici tehnice

Este un girocompas monogiroscopic cu acionare electromagnetic, destinat a fi montat pe nave cu viteze de mar pn la 70 Nd.

Girocompasul GKU-2 are prevzute dou regimuri de funcionare: de girocompas (GK) i giroazimut (GA).

Funcionarea normal a instalaiei este asigurat n urmtoarele condiii de exploatare:

-vibraii cu acceleraii pn la 15 m/s2 n gama de frecvene 5 60Hz. -temperatura mediului nconjurtor 50C la +400C pentru aparatele din

interiorul navei i de la 400C la +650C pentru cele din exterior. -umiditatea relativ mai mic de 98% la temperatura de +400C. -vitezele unghiulare de giraie n timpul manevrelor pn la 0,174 rad/s (100/s); -tangajul cu amplitudinea pn la 50 i perioada 3-4 s. Eroarea maxim de determinar a direciei meridianului n regim GK cu viteza

de 70 Nd la latitudini de pn la 800 nu depete 2,50, iar eroarea de meninere a meridianului n regim GA, caracterizat prin viteza unghiular de deriv la latitudini pn la 900 nu depete 9,6510-6 rad/s (20/h).

Tensiunea de alimentare: 110V/220V la 400Hz/500Hz pentru alimentarea transmitoarelor i receptoarelor i tensiunea trifazat 40V/500Hz pentru alimentarea giromotorului.

2.7.3.2. Compunerea instalaiei

n componena instalaiei girocompasului GKU-2 intr urmtoarele aparate (blocuri):

Aparatul principal (KR1-2) este elementul de baz al instalaiei i are rolul de a indica drumul navei cu ajutorul elementului sensibil.

Aparatul de translaie (KR2-2) folosete la transmiterea la ceilali abonai de la bord indicaiile apartului principal.

Aparatul corector (KR3-1) este utilizat la introducerea coreciilor specifice girocompasului.

Repetitorul de relevment (19N-1) este utilizat la msurarea relevmentelor la reperele de navigaie.

Repetitorul de drum (38N-1) folosit la indicarea drumului navei. Alidada optic (PGK-2) utilizat la vizarea direciilor la repeerele de

navigaie. Aparatul de alimentare (KR-II) folosit la cuplarea la reea a instalaiei. Convertizorul (AMG-2000M5) - pentru alimentarea instalaiei cnd tensiunea

bordului este alternativ i convertizorul (AP-400 I) n situaia c tensiunea bordului este continu.

Transformatorul (OSVM-0,25) folosit la coborrea tensiunii de 380V/50Hz la 26V pentru alimentarea circuitelor de nclzire a aparatului principal.

207

2.7.3.2.1.Aparatul principal (KR1-2)

Aparatul principal este format din sistemul giroscopic, corp i postament. n sistemul giroscopic (fig. 2.111) intr: blocul giroscopic TPG-6 , suspensia

cardanic exterioar, motoarele de stabilizare, transmitoarele de drum VF5, colectorul cu portperii, nclzitorul, elementele sistemului pentru reglarea temperaturii.

Fig. 2.111. Sistemul giroscopic al girocompasului GKU-2

Elementul sensibil al GKU este blocul giroscopic TPG-6. Partea principal a blocului giroscopic este subansamblul giroscopic asincron AVP cu vid, pe suspensie cu lichid i fire de torsiune i dou traductoare de unghi.

Subansamblul giroscopic AVP este executat sub forma unei sfere nchis ermetic numit plutitor (girosfer) n care este montat giromotorul.

Giromotorul este un motor asincron trifazat cu rotorul n scurtcircuit de construcie clasic (rotorul interior statorului). Volantele (torurile) sunt dispuse simetric fa de rotor.

Plutitorul este executat sub forma a dou emisfere legate ntre ele printr-un gt cilindric n jurul cruia este dispus un inel de suspensie. Girosfera (plutitorul) este suspendat n interiorul inelului de suspensie cu ajutorul unei perechi de fire de torsiune orizontale pe direcia axei oy.

Inelul de suspensie la rndul su este suspendat cu o pereche de fire de torsiune verticale n sfera de urmrire al TPG-6.

Sfera de urmrire reprezint o sfer din duraluminiu prevzut cu dou capace

208

la prile polare i umplut cu ulei n care plutete girosfera suspendat cu firele de torsiune orizontale i verticale.

Unghiurile de rotaie ale sferei de urmrire n raport cu plutitorul (girosfera) sunt msurate de traductoarele de unghi inductive. Pentru aceasta se utilizeaz dou traductoare. nfurrile primare (de excitaie) ale traductoarelor de unghi sunt fixate de corpul plutitorului n capetele opuse ale diametrului care coincide cu