la muiepentru scib

7/18/2019 La Muiepentru Scib

http://slidepdf.com/reader/full/la-muiepentru-scib 1/362

Academia Navală „Mircea cel Bătrân” ConstanţaFacultatea de Inginerie Marină

Departamentul pentru Învăţământ cu Frecvenţă edusă

Domeniul Inginerie !lectrică"peciali#area !lectromecanică

IN"$A%A II !%!C$IC! NA&A%!Ț

"uport de curs

$'D( A'!%IAN $AIAN

)*+,



-re.aţă

Notele de curs se adresează studenţilor Facultăţii de Inginerie Marină de la

Departamentul pentru Învăţământ cu Frecvenţă Redusă, specializareaElectromecanică Navală, dar pot fi utile i studenţilor de la specializărileElectromecanică i Inginerie Navală i Management Naval i portuar!

Notele de curs sunt structurate pe trei module "capitole#, fiecare modulavând mai multe unităţi de $nvăţare i tratează construcţia, principiile defuncţionare i operarea instal iilor electrice de la %ordul navelor,ț

&n modul este o parte importantă din notele de curs care cuprinde mai multelecţii strâns legate $ntre ele! ' lecţie pentru studenţii IFR este ec(ivalentul unuicurs pentru studenţii de la zi! Numărul de lecţii la IFR este egal cu numărul decursuri la zi i durata unei lecţii este egală cu durata cursului corespunzător ")**minute#! ' unitate de $nvăţare este un fragment din materialul didactic aldisciplinei, integrat din punct de vedere tematic! ' lecţie conţine cel puţin ounitate de $nvăţare, fiecare unitate de $nvăţare fiind independentă "conţineinformaţiile de care are nevoie studentul pentru a $nţelege conţinutul ei#!

+onţinutul cursurilor de la zi i de la frecvenţă redusă este identic, cu acelairitm pentru activităţile de la%orator i seminar, dar cu $nlocuirea orelor de curs cuore de studiu individual!

CUPRINS

IN$(D'C!!

'%iectivele cursului+oncepţia curricularăcopul unităţilor de $nvăţare-ematica unităţilor de $nvăţare



.il%liografie

+/ 'nitatea de 0nvăţare nr/ + I-EM&/ E/E+-R'ENER0E-I+ N121/)!)!+lasificarea, structura, condiţiile i cerinţele de calitate pentru sistemul electroenergetic

naval!)!3! +lasificarea consumatorilor de energie electrică! 1legerea numărului i puterii

generatoarelor electrice!

)/ 'nitatea de 0nvăţare nr/ ) +EN-R1/E E/E+-RI+E N121/E3!)!urse de energie electrică la nave! isteme de e4citaţie i stingere a câmpului pentru

generatoare sincrone!3!3!5rincipiile reglării automate a tensiunii i puterii reactive! isteme de compoundare a

generatoarelor sincrone!3!6!isteme de reglare automată a tensiunii! Distri%uţia sarcinii reactive $ntre generatoarele

sincrone care funcţionează $n paralel!3!7!5rincipiile reglării automate a frecvenţei i puterii active! Regulatoare de turaţie cu două

impulsuri, sisteme de reglare a frecvenţei $n funcţie de parametrii generatorului!3!8!Distri%uţia sarcinii active $ntre generatoare care funcţionează $n paralel! 5rocedee de

cuplare a generatoarelor $n paralel! Metode de sincronizare!3!9!incronizarea automată a generatoarelor sincrone: cu ung(i constant de anticipare i cu

timp constnat de anticipare!

1/ 'nitatea de 0nvăţare nr/ 1DI-RI.&;I1 ENER0IEI E/E+-RI+E /1 N12E6!)!+lasificarea i calculul reţelelor electrice! -a%loul principal de distri%uţie!6!3!5rotec ia re elelor electrice! 5rotec ia generatoarelor sincrone!ț ț ț

,/ 'nitatea de 0nvăţare nr/ , 1+;I'N1RE1 E/E+-RI+< 1 ME+1NIME/'R N121/E DE 5&N-E7!)!Rolul i elementele principale ale instalaţiei de ancorare! Diagramele de sarcină i

alegerea electromotoarelor de acţionare!7!3!c(eme electrice de comandă cu controler a acţionării ca%estanelor de ancoră $n curent

alternativ!7!6!c(ema electrică de comandă a acţionării ca%estanului de ancoră cu relee i contactoare

pentru motor asincron cu 6 viteze!7!7!Regimul de funcţionare pentru vinciurile de $ncărcat! c(eme electrice de comandă cu

controler a acţionării vinciurilor de $ncărcat $n curent alternativ!7!8!c(eme electrice de comandă a acţionării vinciurilor de $ncărcat "macarale# cu relee i

contactoare pentru motoare asincrone!

2/ 'nitatea de 0nvăţare nr/ 2 1+;I'N1RE1 E/E+-RI+< 1 +=RMEI8!)!+erinţe de registru pentru instalaţia de guvernare! +lasificarea i regimurile de lucru ale

mecanismelor de acţionare a cârmei! Diagrama de sarcină i alegerea motoarelor electrice!



8!3!1cţionarea electrică a c$rmei cu funcţionare simplă, prin contactoare cu relee, $n curentalternativ!

8!6!1cţionarea electrică a c$rmelor cu funcţionare simplă prin generator>motor! isteme deurmărire pentru cârme cu funcţionare sincronizată!

8!7!1cţionarea electro(idraulică a c$rmelor cu funcţionare sincronizată!8!8!c(eme electrice de comandă pentru acţionarea cârmelor cu funcţionare automată!

3/ 'nitatea de 0nvăţare nr/ 3 1+;I'N1RE1 E/E+-RI+< 1 5'M5E/'R, 2EN-I/1-'1RE/'R ?I+'M5RE'1RE/'R9!)!c(eme electrice de comandă cu pornitoare magnetice pentru: pompa de utilizări

generale, (idrofoare i compresoare!

4/ 'nitatea de 0nvăţare nr/41&-'M1-I@<RI E/E+-RI+E 5EN-R& IN-1/1;I1 DE -E/E+'M1ND<,5R'-E+;IE ?I EMN1/I@<RI M'-'R 5RIN+I51/A!)!c(ema de principiu a instalaţiei pneumo>electrice! Elementele sc(emei i rolul lor $n

funcţionarea instalaţiei! Instalaţia de forţă! /ansarea motorului! +uplarea reductorului!Funcţionarea! 'prirea motorului!

A!3!c(ema electrică de semnalizare i protecţie! Elementele sc(emeiB funcţionarea!

5/ 'nitatea de 0nvăţare nr/ 51&-'M1-I@<RI E/E+-RI+E 5EN-R& +1/D1RINE N121/EC!)! +aracteristici generale! Elementele sistemului de automatizare! 5regătirea pentru

pornire! Funcţionarea instalaţiei $n regim automat i manual!C!3!c(eme electrice de semnalizare i protecţie a caldarinei!

6/ 'nitatea de 0nvăţare nr/ 61&-'M1-I@<RI E/E+-RI+E 5EN-R& IN-1/1;II FRI0'RIFI+E ?I DE+/IM1-I@1RE!)!Destinaţia instalaţiilor frigorifice! 1genţi frigorifici! c(ema instalaţiei frigorifice de

cam%uză: elemente componente, pregătirea pentru pornire i pornirea instalaţiei!!3! Funcţionarea $n regim automat! Degivrarea! c(ema electrică de semnalizare i

protecţie!

+*/ 'nitatea de 0nvăţare nr/ +*IN-1/1;II E/E+-RI+E DE EMN1/I@1RE 5E+IFI+E N121/E)*!)! Instalaţii de semnalizare specifice navale: telegrafe electrice, a4iometre, ta(ometre,

lumini de navigaţie!

IN$(D'C!!

(BI!C$I&!%! C'"'%'IRolul cursului de Instalaţii Electrice Navale este acela de a studia

compunerea, func ionarea i $ntre inerea instalaţiilor electrice montate laț ș ț

%ordul navelor precum i instala iile aferente de automatizare, semnalizări iș ț ș



'%iectivele generale urmărite sunt:)! Descrierea specificului instalaţiilor electrice navale $n comparaţie cu cele

terestre!3! Identificarea categoriilor de instalaţii electrice navale!

6! E4plicarea principiului de funcţionare a diferitelor instalaţii electricenavale!

7! Descrierea părţilor componenete ale instalaţiilor electrice navale i a procedurilor de pregătire pentru pornirea lor!

8! 1naliza procedurilor de pornire a instalaţiilor i funcţionare $n regimș

manual i automat!9! Dezvoltarea aptitudinilor de a opera cu instala iile electrice i acţionărileț

electrice de la %ordul navelor!

C(NC!-7IA C'IC'%A8

/ucrarea de faţă $i propune să completeze pregătirea de specialitate aviitorului ofiţer maritim>inginer electrotete(nist privind instalaţiile electricenavale, ţinând cont de condiţiile specifice domeniului naval i de cerinţele

prevăzute de regulile registrelor de clasificare a navelor!5arcurgerea, $nţelegerea i $nsuirea unităţilor de $nvăţare se %azează pe

cunotinţele do%ândite $n cadrul disciplinelor fundamentale: fizică, %azeleelectrote(nicii, materiale electrote(nice, maini electrice, acţionări electrice,măsurări electrice i electronice, dispozitive i circuite electronice, etc!

5arcurgerea acestei discipline de către studenţi este necesară pentru o maiuoară $ncadrare a viitorului ofiţer $n ec(ipaul unei nave i pentru scurtarea

perioadei de adaptare pe postul de electrician naval! &nităţile de $nvăţare trateazăinstalaţii reale care sunt montate la %ordul navelor!

După parcurgerea acestei discipline, studenţii tre%uie să fie $n măsură săidentifice părţile componenete ale instalaţiilor electrice de %ord, să descrie modullor de funcţionare, modul de pregătire pentru pornire, să le pornească, săinterpreteze semnalizările care apar, să ia măsurile care se impun, să $ntre inăț

instala iile electrice i să remedieze defecţiunile simple care pot apărea!ț

"C(-'% 'NI$87I%( D! ÎN&87A!

&nităţile de $nvăţare au fost sta%ilite astfel $ncât să aute cursanţii săidentifice locul i rolul unor instalaţii concrete care sunt montate la %ordulnavelor, să acumuleze cunotinţe noi i să>i formeze deprinderile necesare $nvederea e4ploatării i $ntreţinerii instalaţiilor electrice navale!

1cest curs vine să aprofundeze algoritmii de calcul al iluminatului la nave, săofere noţiuni noi care pot fi asimilate, evidenţiate i puse $n valoare $n rezolvareasituaţiilor practice pe care le poate $ntâlni la efectuarea serviciului la %ordulnavei!



+a disciplină de $nvăţământ, GInstalaţiile electrice de %ordH sunt prezente $ntoate planurile de $nvăţământ ale 1cademiei Navale GMircea cel .ătrânH, ceeacedenotă importanţa disciplinei $n pregătirea viitorilor ofiţeri de marină!

$!MA$ICA 'NI$87I%( D! ÎN&87A!

'nitatea de 0nvăţare nr/+istemul electroenergetic naval

'nitatea de 0nvăţare nr/)+entrale electrice navale

'nitatea de 0nvăţare nr/1Distri%uţia energiei electrice la nave

'nitatea de 0nvăţare nr/,

1cţionarea electrică a mecanismelor navale de punte'nitatea de 0nvăţare nr/2 1cţionarea electrică a cârmei

'nitatea de 0nvăţare nr/3 1cţionarea electrică a pompelor, ventilatoarelor i compresoarelor

'nitatea de 0nvăţare nr/41utomatizări electricepentru instalaţia de telecomandă, protecţie isemnalizări motor principal

'nitatea de 0nvăţare nr/51utomatizări electrice pentru caldarine navale

'nitatea de 0nvăţare nr/61utomatizări electrice pentru instalaţii frigorifice i de climatizare

'nitatea de 0nvăţare nr/+*Instalaţii electrice de semnali#are speci.ice navale

BIB%I(9AFI!

)! N1N& D! isteme electroenergetice Navale, Editura Muntenia,+onstanţa, 3**7!

3! N1N& D! 1cţionarea electrică a mecanismelor navale, EdituraMuntenia, +onstanţa, 3**7!

6! N1N& D! 1utomatizări electrice navale, Editura Muntenia,+onstanţa,3**)

7! +</&E1N& D, Instalaţii electrice la %ordul navelor, Editura te(nică, -1N -!.ucureti, )C)!

8! .E1, .1/1.1N 1utomatizări $n electroenergetică



9! J1ID&+& 2! 1cţionări electrice navale, Editura -ransport,Moscova,)A7

A! R1DEN+' Îndrumarul electricianului naval, Editura -ransport, Moscova, )ACC! FREID@'N I!R! 1cţionarea electrică a mecanismelor navale, Editura

te(nică, )A!

&nitatea de $nvăţare nr!)

"I"$!M'% !%!C$(!N!9!$IC NA&A%

C'-IN"

)!) +lasificarea, structura, condiţiile i cerinţele de calitate pentru sistemulelectroenergetic naval!

)!3 +lasificarea consumatorilor de energie electrică! 1legerea numărului i puterii generatoarelor electrice!

(BI!C$I&! > de a e4plica rolul i importanţa sistemului electroenergetic de pe o navă

precum i specificitatea lui $n comparaţie cu sistemul energetic naţionalB> de a defini structurile diferitelor tipuri de sisteme electroenergetice navaleB> de a descrie regimurile de funcţionare a generatoarelor i a consumatorilor

de energie electricăB> de a rezuma modul de calcul privind alegerea numărului i puterii

generatoarelor electrice instalate pe o navă!



+/+ "tructura :i clasi.icarea "!N

istemul electroenergetic naval "EN# cuprinde totalitatea instalaţiilor iec(ipamentelor electrice de la %ordul navei destinate pentru producerea,

transformarea i distri%uţia energiei electrice destinată alimentării consumatorilor de energie electrică de la %ordul navei!

Structura SEN conţine: surse de energie electrică, linii de transport a energieielectrice, ta%louri de distri%uţie i convertizori de energie electrică!

+onsumatorii de energie electrică nu fac parte din EN, acetia au particularităţi specifice i sunt trataţi separat!

5e nave, $n calitatea de surse de energie electrică, se folosesc generatoarelede curent continuu i curent alternativ acţionate de motoare diesel sau tur%ine

precum i %ateriile de acumulatoare! /iniile de transport a energiei electrice serealizează cu ca%luri electrice sau cu %are conductoare! -a%lourile de distri%uţie

reprezintă construcţii destinate pentru conectarea liniilor de transport a energieielectrice $n vederea distri%uirii acesteia la mai mulţi consumatori! În calitatea deconvertizori se folosesc transformatoarele, redresoarele !a!

-a%loul de distri%uţie la care sunt cuplate sursele de energie electrică ireţelele electrice de putere, se numete tabloul principal de distribuţie, TPD!ursele de energie electrică $mpreună cu ta%loul principal de distri%uţie formeazăcentrala electrică a navei! /iniile de transport a energiei electrice $mpreună cuta%lourile de distri%uţie constituie reţeaua electrică a navei!

Clasificarea SEN se face, $n general, după trei criterii:)# după numărul centralelor electrice care compun ENB

3# $n funcţie de legătura dintre EN i sistemul energetic de puteredestinat pentru propulsia naveiB 6# $n funcţie de sistemul dedistri%uţie al energiei electrice!

După primul criteriu EN pot fi: cu una, două, trei i mai multe centraleelectriceB după al doilea, pot fi: autonome, cu preluarea parţială a puterii de lasistemul energetic principal i unitare cu sistemul energetic principalB după altreilea, sistemul de distri%uţie poate fi: radial, magistral i mi4t!

SEN autonome sunt independente de sistemul energetic al navei i dispun desurse separate de energie electrică, diesel generatoare sau tur%ogeneratoare,ta%lou principal de distri%uţie, ta%louri de distri%uţie, transformatoare,

redresoare, ta%lou de legătură cu malul i linii de distri%uţie a energiei electrice!După primul criteriu de clasificare EN autonome pot fi cu una, două, trei i maimulte centrale electrice! În figura )!)! se prezintă trei variante!

EN cu o singură centrală electrică de %ază se folosete, de regulă, pe navemici de transport care navigă pe ape interioare sau $n apropierea coastei!

5e nave mari de transport, de pasageri, spărgătoare de g(eaţă sau navemilitare, se folosete EN cu două centrale electrice de %ază dispuse $ncompartimente separate! ' asemenea variantă, prezentată $n figura )!)!%,răspunde mai %ine cerinţelor de vitalitate ale navei prin mărirea siguranţei $nalimentarea cu energie electrică a consumatorilor! +ele două centrale electrice de

%ază sunt interconectate prin linii de transmisie a energiei electrice, e4istând



posi%ilitatea transmiterii acesteia $n am%ele sensuri! În acest fel, $n cazul unuiconsum redus, este posi%il ca acesta să fie asigurat de funcţionarea unei singurecentrale!

2arianta cu două centrale electrice de %ază este mai complicată i mai

scumpă! 1ceastă variantă este ustificată pentru nave mari la care putereaelectrică necesară alimentării consumatorilor este mare i pentru acoperireaacesteia sunt necesare mai multe grupuri diesel generatoare! Repartizarea puteriielectrice totale pe două centrale conduce la micorarea valorii curenţilor descurtcircuit su% valorile admise de puterea de rupere a $ntrerupătoarelor automate! De e4emplu, pentru o centrală electrică cu puterea 6*** KL itensiunea 7** 2, intensităţile curenţilor de scurtcircuit pot aunge la valori )** 3** 1, ceea ce corespunde limitei ma4ime a puterii de rupere pentru$ntrerupătoarele automate folosite $n prezent! În astfel de cazuri, rezolvareaconstă $n $mpărţirea puterii totale pe două centrale electrice de %ază sau folosirea

a două rânduri de %are pe care se repartizează egal grupurile diesel generatoare!

Fig/ +/+ "c;ema electrică structurală a "!N autonome a < cu o singură centrală electrică de =a#ă> = < cudouă



centrale electrice de =a#ă> c < cu o centrală electrică de =a#ă:i cu o centrală electrică de avarie/ - D tur%ină saudieselB0) 09 generatoareB -5D, -5D), -5D3 ta%louri

principale de distri%uţieB -D) -D7 ta%louri de distri%uţieB

-/M ta%lou de legătură cu malulB -D1 ta%lou de distri%uţiede avarieB 01 generator de avarieB + consumatori de energieelectrică!

EN este complet autonom, dacă $n compunerea sa intră numai dieselgeneratoare! În cazul $n care se folosesc tur%ogeneratoare este necesar ca$mpreună cu acestea să se instaleze i diesel generatoare folosite ca rezervă sau

pentru regimul de staţionare, $ntrucât tur%ogeneratoarele cu tur%ină cu a%ur potfuncţiona numai $n mar, atunci când este $n funcţiune caldarina! În acelai timp,tur%ogeneratoarele necesită mai mult timp de pregătire pentru intrarea $n

funcţiune i $ncărcarea $n sarcină, comparativ cu diesel generatoarele!Indiferent de numărul centralelor electrice de %ază, conform regulilor

registrului de clasificare pe nave mari de transport i ale flotei te(nice tre%uie săe4iste i o centrală electrică de avarie "figura )!)!c#! +entrala electrică de avarieeste conectată cu una din centralele electrice de %ază i $n regimul normalenergia electrică se transmite de la centrala electrică de %ază la ta%loul dedistri%uţie de avarie -D1 al centralei electrice de avarie! /a dispariţia tensiuniide la %arele centralei electrice de %ază se dă semnalul pentru pornirea automată adiesel generatorului de avarie i se conectează această sursă la %arele ta%loului-D1! În acest fel, se asigură alimentarea ne$ntreruptă a consumatorilor conectaţi

la centrala electrică de avarie, care sunt importanţi pentru siguranţa navei!+entrala electrică de avarie se dispune pe navă $n afara zonei inunda%ile, adicădeasupra punţii principale!

De asemenea, EN conţine, $n toate cazurile, un ta%lou de legătură cu malul,-/M, prin intermediul căruia se realizează primirea energiei electrice de la malatunci când nava staţionează $n port, la dană! În unele situaţii, prin acelai ta%louse poate transmite energie electrică de la %ordul navei la reţeaua electrică de lamal sau la o altă navă!

SEN cu preluarea parţială a puterii de la sistemul energetic de putere

folosete o parte din puterea tur%inelor sau dieselelor care aparţin sistemuluienergetic principal de propulsie al navei pentru antrenarea unuia sau mai multor generatoare electrice! 5reluarea parţială a puterii de la sistemul energetic se poaterealiza $n două variante prezentate $n figura )!3!, astfel

a# folosirea generatoarelor de a4, 0a4, antrenate printr>un mecanism detransmisie de a4ul porteliceB

%# utilizarea căldurii gazelor de evacuare de la motorul principal, M5, pentru funcţionarea unei caldarine recuperatoare, +R, care asigurăa%urul necesar funcţionării unui tur%ogenerator de recuperare!



5rima variantă se poate folosi atât la nave cu propulsie diesel, cât i la cele cu propulsie cu tur%ină cu a%urB cea de>a doua variantă se poate aplica numai lanave cu propulsie diesel!

Fig/ +/) "c;emele electrice structurale ale "!N cu preluarea

parţială a puterii de la sistemul energetic a < cu generatorde a?> = < cu utili#area tur=ogeneratorului/D < diesel>9a? < generator de a?> M- < motor principal> $ < tur=ină>C < caldarină recuperatoare> C < consumatori de energie electrică

1plicarea sistemelor prezentate este oportună la nave care navigă timp$ndelungat cu viteză constantă sau cu variaţii mici ale vitezei "$n limitele de laGtoată vitezaH la GumătateH#! În astfel de cazuri, folosirea generatoarelor de a4sau tur%ogeneratoarelor de recuperare oferă posi%ilitatea scurtării duratei defuncţionare a surselor autonome de energie electrică "diesel generatoare sau

tur%ogeneratoare# i micorează costul energiei electrice! De asemenea, folosireageneratoarelor de a4 permite reducerea numărului surselor autonome imicorează preţul de cost al centralei electrice! &tilizarea tur%ogeneratoarelor derecuperare necesită instalaţii costisitoare care se amortizează $n timp $ndelungat"$n decurs de câţiva ani# pe seama reducerii c(eltuielilor de e4ploatare!

5rincipalul neauns al sistemului cu preluarea parţială a puterii $l constituiedependenţa acestuia de vitezele navei! /a folosirea generatorului de a4,sc(im%area vitezei navei, adică sc(im%area vitezei de rotaţie a ar%orelui

portelice, $nseamnă sc(im%area vitezei de rotaţie a generatorului i are ca rezultatmodificarea parametrilor tensiune i frecvenţă ai generatorului de a4 care semicorează de la valoarea nominală corespunzătoare mersului cu Gtoată vitezaH

până la anulare la punerea motorului principal $n poziţia GstopH!1cest regim de funcţionare al generatorului de a4 face, pe de o parte,

imposi%ilă funcţionarea acestuia $n paralel cu generatoarele autonome, iar pe dealtă parte, atunci când motorul principal se pune $n poziţia GstopH este necesar săse asigure conectarea rapidă a sursei de energie electrică de rezervă!

ta%ilizarea parametrilor de ieire ai generatorului de a4 i crearea condiţiilor de funcţionare $n paralel se poate o%ţine prin folosirea unor convertizori specialide energie electrică sau instalaţii care să asigure turaţia constantă ageneratoarelor atunci când turaţia ar%orelui portelice se modifică!



&tilizarea tur%ogeneratoarelor de recuperare asigură menţinerea sta%ilă a parametrilor de ieire ai generatorului i deci permite funcţionarea $n paralel cugeneratoarele autonome! ta%ilitatea parametrilor de ieire este dată de inerţiasistemului termic i de posi%ilitatea reglării consumului de a%ur! După punerea

mainii $n poziţia GstopH sistemul poate continua să funcţioneze circa 83*minute!

În prezent, EN cu generatoare de a4 cunosc o largă răspândire la nave carefolosesc pentru propulsie elici cu pale orienta%ile i ca urmare turaţia motoarelor

principale se menţine constantă pentru toate regimurile de mar! Din aceastăcategorie fac parte unele nave fluviale, câteva nave de transport i nave te(nice!

SEN unitar cuprinde totalitatea surselor de energie electrică, ta%lourile dedistri%uţie a energiei electrice i, de asemenea, motoarele electrice de acţionare aa4elor portelice $mpreună cu aparatele de pornire i comandă ale acestora!tructura unui asemenea sistem este prezentată $n figura )!6!

Fig/ +/1 "c;ema electrică structurală a "!N unitar-C < post de comanda pornirii :i reglării turaţiei @converti#ori> M+M) < motoare electrice pentru acţionarea a?elor portelice/

EN unitar se folosete la macaralele plutitoare, drăgi cu cupe pentru săpat pe fundul mării i alte nave ale flotei te(nice la care $n perioada de staţionare puterea surselor de energie este folosită $n principal pentru asigurarea acţionăriiutilaelor te(nologice, iar pentru deplasare se folosete o parte din această putere!EN unitar se utilizează, de asemenea, la unele nave spărgătoare de g(eaţă,

industriale i alte tipuri de nave la care e4istă compati%ilitate $ntre cerinţelecorespunzătoare propulsiei electrice i EN autonome! În acest sens propulsia cuelice cu pas regla%il oferă condiţii favora%ile, $ntrucât motoarele electrice de

propulsie funcţionează cu turaţie constantă i ca urmare se pot menţine constanţi parametrii tensiune, frecvenţă ai surselor de energie electrică, ceea ce permitealimentarea concomitentă i a celorlalţi consumatori de energie electrică de la

%ordul navei!+/) "c;eme structurale ale centralelor electrice din "!N



c(emele structurale ale centralelor electrice din compunerea EN tre%uie să prevadă:

)# funcţionarea $n paralel a generatoarelor din compunerea centraleielectriceB

3# posi%ilitatea de separare a generatoarelor "grupurilor de generatoare#realizată prin conectarea acestora la secţii de %are separateB

6# protecţia generatoarelor i liniilor de transport a energiei electrice $n cazulapariţiei unor regimuri anormale de lucruB

7# posi%ilitatea primirii alimentării de la mal sau de la alte naveB8# sisteme de comandă pentru trecerea centralei electrice de la un regim de

lucru la altulB9# efectuarea reviziilor periodice i reparaţiilor -5D prin scoaterea de su%

tensiune pe porţiuniBA# posi%ilitatea de e4ecuţie a -5D pe secţii care se asam%lează la %ordul

naveiBC# reducerea la minimum a ga%aritelor i masei -5D!

În momentul actual, de regulă, la proiectarea centralelor electrice se prevedefuncţionarea $n paralel a generatoarelor pe un sistem de %are! istemul de %areunic este $mpărţit pe secţii cuplate $ntre ele cu aparate de conectare "separatoaresau $ntrerupătoare# astfel $ncât, $n unele cazuri, este posi%ilă separareageneratoarelor sau anumitor secţii de consumatori pentru e4ecutarea unor lucrăride revizii periodice!

În figura )!7! se prezintă sc(ema structurală a unei centrale electrice cu un

sistem de %are $mpărţit $n cinci secţii!/a secţiile I, II, III sunt conectate generatoarele 0), 03, 06 i o parte dinconsumatorii mari de energie electrică! /a secţia I2 sunt conectaţi consumatoriicare funcţionează $n regimul de staţionare al navei! În condiţiile $n care navastaţionează $n port, aceti consumatori pot fi alimentaţi de la mal prin ta%loul delegătură cu malul -/M! /a secţia 2 se conectează consumatorii carefuncţionează la tensiunea de 33* 2: iluminat, semnalizări, aparate de uzgospodăresc "cam%uza#! ecţiile ta%loului pot fi cuplate sau separate prinintermediul $ntrerupătoarelor sau separatoarelor de %are! 5entru funcţionarea $n

paralel a generatoarelor se $nseriază secţiile de %are I, II i III prin $nc(idereaseparatoarelor "$ntrerupătoarelor# a) i a3, iar pentru funcţionarea individuală sedesc(id separatoarele i fiecare generator transmite energia electrică numai lasistemul lui propriu de %are! 5rin manevrarea separatoarelor a), a3 se pot sta%ilii alte regimuri, astfel: funcţionarea $n paralel a generatoarelor 0), 03 iindividuală a generatorului 06 "se $nc(ide a) i se desc(ide a3#B funcţionarea $n

paralel a generatoarelor 03,06 i individuală a generatorului 0)"se desc(ide a)i se $nc(ide a3#



Fig/ +/, "c;ema structurală a centralei electrice cu un sistem de =are

5entru funcţionarea $n paralel a generatoarelor se $nseriază secţiile de %are I,II i III prin $nc(iderea separatoarelor "$ntrerupătoarelor# a) i a3, iar pentru

funcţionarea individuală se desc(id separatoarele i fiecare generator transmiteenergia electrică numai la sistemul lui propriu de %are! 5rin manevrareaseparatoarelor a), a3 se pot sta%ili i alte regimuri, astfel: funcţionarea $n paralela generatoarelor 0), 03 i individuală a generatorului 06 "se $nc(ide a) i sedesc(ide a3#B funcţionarea $n paralel a generatoarelor 03, 06 i individuală ageneratorului 0) "se desc(ide a) i se $nc(ide a3#!

În figura )!8! este prezentată sc(ema structurală a centralei electrice cu douăsisteme de %are!

Fig/ +/2 "c;ema structurală a centralei electrice cu două sisteme de =are

Fiecare sistem de %are cu autorul separatoarelor a), a3 poate fi $mpărţit $ndouă secţii! +onsumatorii de energie electrică sunt $mpărţiţi egal $ntre cele douăsisteme de %are! c(ema prezentată asigură $nalte calităţi de manevra%ilitate!Dezavantaul constă $n du%larea numărului de $ntrerupătoare automate pentrugeneratoare $n aa fel $ncât să fie posi%ilă conectare fiecărui generator la oricaredin cele două sisteme de %are! /a o asemenea sc(emă se recurge $n cazul $n care

puterea totală a generatoarelor care lucrează $n paralel depăete puterea derupere la scurtcircuit a $ntrerupătoarelor! Distri%uţia puterii totale a centralei pe



două sisteme de %are reduce valoarea curenţilor de scurtcircuit la valoriadmisi%ile pentru puterea de rupere a $ntrerupătoarelor automate de construcţieo%inuită!

+/1 Condiţii de e?ploatare a "!N

+ondiţiile de e4ploatare sunt definite de totalitatea mărimilor fiziceconstituite de factorii e4terni care acţionează asupra funcţionării sistemului i

părţilor lui componente! +ondiţiile de e4ploatare pentru EN sunt caracterizatede acţiunea următorilor factori:

> oscilaţii de ruliu i tangaB> vi%raţii ale corpului navei produse $n principal de funcţionarea elicelor,

precum i a motoarelor de la %ordB> ocuri create de loviturile valurilor, g(eţurilor sau alte o%iecteB

> valori $nalte ale umidităţii relative i temperaturii aeruluiB> prezenţa vaporilor de produse petroliereB> stropi de apă, acoperirea cu g(eaţă i radiaţii solare!

Influenţa acestor factori e4terni tre%uie avută $n vedere la realizarea EN icomponentelor sale "maini electrice, aparate electrice, ca%luri !a!#! 5entru alucra $n aceste condiţii de e4ploatare, ec(ipamentele electrice navale seconstruiesc special pentru această destinaţie! În toate ţările, construcţiile navale,te(nica care se montează la %ord i supraveg(erea e4ploatării se realizează dupăregulile unui registru de clasificare! În România, Registrul Naval Român "RNR#reprezintă organul de stat pentru clasificarea navelor! În practică se folosesc i

registrele altor ţări! În general, pentru că se referă la nave care sunt e4ploatate $naceleai condiţii, $ntre registrele de clasificare ale diferitelor ţări nu suntdeose%iri semnificative!

+onform normelor RNR, instalaţiile, mainile i sistemele care compun ENtre%uie să fie astfel realizate $ncât să se asigure funcţionarea normală a acestora$n următoarele condiţii de e4ploatare:

> umiditatea relativă a aerului A8O la temperatura de 78 +, sau C*O la7* +, sau 8O la 38 +B

> %andă permanentă $n orice %ord până la )8 i asietă de durată până la8 B

> ruliu până la 33,8 cu perioada A secunde i tanga până la > vi%raţii cu frecvenţe de la 3 Jz la )6,3 Jz cu amplitudinea deplasării

) mm, iar la frecvenţe de la )6,3 Jz la C* Jz cu acceleraţia *,A gB> ocuri cu acceleraţia 6 g i frecvenţe de la 7* la C* lovituri pe minutB> sc(im%area temperaturii mediului $nconurător, $n cazul navigaţiei $n

raioane nelimitate, de la >8* + la P8* +B> prezenţa sării $n apa de mare "până la 7O# i $n aerul maritim "până la 9

mg m6#B> prezenţa vaporilor de ulei i alte produse petroliere $n $ncăperile navei,

de la 8 la 3* mg m6!



+/, Cerinţe privind calitatea energiei electrice produsă de "!N

Indicatorii după care se apreciază calitatea energiei electrice furnizată de

EN sunt:)! 1%aterea permanentă a tensiunii faţă de valoarea normală, & p ! e e4primă ca

diferenţă $ntre tensiunea reală furnizată, & , i valoarea ei nominală, & n ,

raportată la tensiunea nominală i e4primată $n procente!

& & n )**O ")!)# & p

& n

3! 1%aterea permanentă a frecvenţei, f p , faţă de valoarea nominală! e calculeazăca diferenţă $ntre frecvenţa real furnizată, f , i valoarea ei nominală,

f n , raportată la frecvenţa nominală i e4primată $n procente!

f f n )**O ")!3# f n

f n

6! +oeficientul de nesimetrie al tensiunii pentru frecvenţa de %ază $n curent

alternativ trifazat! E4primă $n procente diferenţa dintre valoarea ma4imă, & ma4 ,i minimă, &min , a tensiunii raportată la valoarea nominală, & n !

nesim& & ma4 & min )**O ")!6#

& n

7! Factorul de distorsiune, e4primă a%aterea de la unda sinusoidală a tensiunii i sedefinete ca fiind raportul, e4primat $n procente, dintre reziduul deformant"valoarea efectivă corespunzătoare armonicelor superioare# i valoarea efectivă a

fundamentatei!

& 3

nes! sin 3 )**O ")!7#&)

8! 1%aterea de scurtă durată a tensiunii, &sd , definită ca diferenţa $ntre valoarea

minimă, &min , sau ma4imă, & ma4 , i valoarea nominală a tensiunii, & n , $n regim

tranzitoriu, raportate la tensiunea nominală i e4primate $n procente!



&sd &min & n )**O

& n ")!8#

U sd U

ma4 U n )**O

U

n ")!9#

9! 1%aterea de scurtă durată a frecvenţei $n curent alternativ, f sd , definită cadiferenţa $ntre valorile minimă sau ma4imă ale frecvenţei $n regim tranzitoriuraportate la frecvenţa nominală i e4primate $n procente!

f sd f min f n

A! +oeficientul de pulsaţie al tensiunii redresate definit ca:a# raportul $ntre amplitudinile armonicelor oase ale componentelor de curent

alternativ, & , i valoarea medie a tensiunii redresate, & med !

U

k pulsatie )**O ")!#

U med

%# raportul $ntre diferenţa valorilor instantanee ma4imă i minimă ale tensiuniiredresate pe o semiperioadă i valoarea medie a tensiunii redresate, e4primat $n

procente!

Q pulsatie & ma4 & min )**O ")!)*#

& med

c# raportul $ntre valoarea efectivă a componentelor de curent alternativ "se iau $n

calcul toate componentele armonici#, & d

, i valoarea medie a tensiuniiredresate!

QQ & d )**O ")!))# pulsatie

& med

d# raportul $ntre diferenţa valorilor instantanee ma4imă i minimă ale tensiuniiredresate i suma acestora calculat pe o semiperioadă i e4primat $n procente!

QQQpulsatie &ma4 &min )**O ")!)3#

f n ")!A#

f f sd ma4 f n )**O

f n ")!C#



&ma4 &min

Dintre indicatorii de calitate ai energiei electrice, prezintă importanţă practicămai deose%ită, următorii: a%aterea tensiunii i frecvenţei, nesimetria tensiunilor i

a%aterea de la forma sinusoidală! baterea tensiunii !i frecvenţei $n raport cu valorile nominale poate fi pozitivă sau negativă! În regimul permanent sau de scurtă durată al EN, semnula%aterii frecvenţei poate fi diferit de cel al tensiunii! /a sta%ilirea regimului

permanent a%aterea frecvenţei este aceeai pentru toţi consumatorii alimentaţi deEN! În acelai timp, a%aterea tensiunii pentru consumatorii din apropiereata%loului principal de distri%uţie, -5D, este cu semnul plus, iar pentru cei mai$ndepărtaţi cu semnul minus!

căderea tensiunii la %ornele mainilor electrice conduce la micorareamomentelor de rotaţie i pentru o sarcină constantă crete valoarea curentuluicare poate aunge la valori pentru care, su% acţiunea protecţiei de suprasarcină,motorul este deconectat! De asemenea, la scăderea tensiunii se micoreazăiluminatul lămpilor, iar la creterea tensiunii se reduce durata de funcţionare aacestora!

căderea frecvenţei tensiunii de alimentare a motoarelor asincrone duce lareducerea turaţiei i, ca urmare, a productivităţii mecanismelor antrenate deacestea! /a micorarea frecvenţei cresc valorile curenţilor spre consumatori peseama măririi curenţilor de magnetizare ai transformatoarelor i micorăriireactanţelor inductive $n circuitele interioare din compunerea acestora!

5entru o%ţinerea unei calităţi corespunzătoare a energiei electrice, conformregistrului de clasificare RNR, limitele ma4ime admise ale a%aterilor tensiunii i

frecvenţei sunt:> a%aterea permanentă i de scurtă durată a tensiunii 3*O timp de ),8

secunde & p )*OB &sd

> 6* O timp de 8 secunde ")!)6#

> a%aterea permanentă i de scurtă durată a frecvenţei f p 8OB f sd )*O timp de 8 secunde

")!)7#

Nesimetria tensiunilor "n sistemele trifa#ate este cauzată $n principal deconectarea la EN a consumatorilor monofazaţi i apare ca urmare a valorilor inegale a curenţilor pe cele trei faze! +onsumatorii trifazaţi simetrici, careconstituie maoritatea la %ordul navei, contri%uie la reducerea nesimetrieitensiunilor!

Forma nesimetrică a tensiunilor conduce la apariţia $n EN i la consumatoria componentelor armonice cu frecvenţe mai mari de 8* Jz a căror prezenţămărete pierderile de putere i duce la $ncălzirea suplimentară a ca%lurilor,motoarelor i generatoarelor electrice!



Indicele de calitate corespunzător pentru nesimetria tensiunilor se o%ţine dincondiţia Registrului de clasificare care admite nesimetria curenţilor de sarcină aigeneratoarelor de ma4imum )*O! +orespunzător acestei valori coeficientul denesimetrie al tensiunii, nesim!& , este apro4imativ 6O!

baterea de la forma sinusoidală poate fi generată de factori interni, careaparţin generatoarelor, sau e4terni produi de consumatorii de energie electrică!De regulă, influenţa factorilor interni este redusă i nesimetria tensiunilor datorată acestora nu depăete 3 8O! În acelai timp, $n anumite situaţii, lafuncţionarea generatoarelor cu $ncărcarea nominală se poate aunge la o valoare anesimetriei tensiunilor până la 3*O, generată $n principal de sarcinile neliniarecare constituie factorii e4terni! 1tunci când la %ornele unui generator de tensiunesinusoidală sunt conectate rezistenţe neliniare, curentul consumat este de formănesinusoidală i căderile de tensiune ale armonicelor superioare ale curentuluisc(im%ă forma cur%ei tensiunii $n sistem!

Dintre consumatorii de la %ordul navei, convertoarele statice de energieelectrică solicită din reţea curenţi nesinusoidali i constituie principala sarcinăneliniară a reţelei! Denaturarea tensiunii produsă de convertoarele statice deenergie depinde de sc(ema folosită, de adâncimea reglării, de caracterul sarcinii,de parametrii surselor de energie electrică de pe navă i, de asemenea, deraportul dintre puterea surselor navei i puterea convertoarelor statice din sistem!

1%aterea de la forma sinusoidală mai mare de )*O poate produce $ncălzireasuplimentară a generatoarelor i electromotoarelor i, ca urmare, este necesarăscăderea puterii i a sarcinii! De asemenea, denaturarea tensiunilor micorează

precizia $n funcţionare a sistemelor automate de reglare i comandă a

generatoarelor ceea ce poate duce la pertur%area funcţionării acestora!Din aceste considerente, conform normelor registrului de clasificare, a%atereade la forma sinusoidală nu tre%uia să depăească 8O din valoarea de vârf afundamentalei!

Normele de calitate a energiei electrice sta%ilite de Registrul naval prevădcerinţe atât pentru sursele de energie electrică cât i pentru consumatorii deenergie electrică! 1ceste norme determină pe de o parte condiţiile $n careconsumatorii tre%uie să funcţioneze normal, iar pe de altă parte cerinţe pentruEN ca sistem de producere a energiei electrice capa%il să asigure alimentareaconsumatorilor $n toate regimurile de e4ploatare ale navei!

a# +erinţe pentru generatoare:> asigurarea calităţii normale a energiei electrice $n regim de mers $n goli $n regim sta%il de durată cu sarcină simetrică constantă i la factorulde putere nominalB

> acţiunea rapidă a sistemelor de reglare automată pentru a resta%ili $ntimp scurt parametrii energiei electrice $n limitele sta%ilite de normeatunci când apare variaţii de sarcină, nesimetrii, a%ateri de la formasinusoidală i pulsaţii ale curentului de sarcină!

%# +erinţe pentru consumatori:



> funcţionarea normală a acestora $n condiţiile $n care parametrii energieielectrice aplicată la %orne sunt $n limitele normelor de calitateB

> micorarea influenţei consumatorilor la deteriorarea calităţii energieielectrice, reducerea nesimetriei, reducerea a%aterilor de la forma

sinusoidală i a pulsaţiilor curenţilor consumaţi!

+/2 -arametrii de =a#ă ai centralelor electrice .elul curentului

tensiunea :i .recvenţa legerea felului curentului

Nava reprezintă o construcţie autonomă care are un sistem electroenergetic propriu i, ca urmare, din faza iniţială a proiectării tre%uie să se rezolve pro%lemaalegerii felului curentului care poate fi: curent continuu sau curent alternativ! Dealegerea felului curentului depind proprietăţile i particularităţile sistemuluielectroenergetic! ' alegere corectă a felului curentului pentru o navă dată se face

pe %aza comparării te(nico>economice a efectelor folosirii curentului continuusau curentului alternativ!Istoria construcţiilor navale arată că la $nceput pentru electrificarea navelor s>

a folosit cu preponderenţă curentul continuu! Din e4perienţa e4ploatăriimainilor de curent continuu rezultă că defecţiunile la colector i perii reprezintăcirca 7*O din totalul defecţiunilor acestor electromotoare! De asemenea,e4istenţa unor părţi desc(ise conductoare de curent "colectorul i periile# măretegradul de pericol i constituie sursa principală de paraziţi radio $n reţeaua dedistri%uţie a energiei electrice!

' dată cu creterea gradului de electrificare al navelor s>a mărit considera%ilnumărul mecanismelor acţionate cu motoare electrice, a crescut putereacentralelor electrice i au $nceput să se manifeste neaunsurile proprii acţionărilor electrice $n curent continuu!

În curent continuu, $n calitatea de motor de e4ecuţie, se folosete de regulămotorul electric cu e4citaţie mi4tă i mai rar cele cu e4citaţie derivaţie sauindependentă! În curent alternativ motorul electric cu utilizarea cea mai mare estemotorul asincron cu rotor $n scurtcircuit i mai rar se folosesc motorul asincroncu rotor %o%inat "fazic# i motorul sincron!

pre deose%ire de motorul de curent continuu, motorul asincron cu rotorul $nscurtcircuit are o construcţie cu mult mai simplă, ceea ce $i conferă o siguranţăsporită $n funcţionare! +omparativ cu motorul asincron, prezenţa colectorului i a

periilor la motoarele de curent continuu conduce la creterea masei cu circa6*7*O, a ga%aritelor cu 3*>6*O i a preţului de cost de circa 3>6 ori! Deasemenea, randamentul motoarelor de curent continuu este cu câteva procenteinferior randamentului motoarelor asincrone cu rotor $n scurtcircuit!

-reptat, avantaele folosirii curentului alternativ au devenit tot mai evidentei numărul navelor electrificate $n curent alternativ trifazat a crescutmenţinânduse pentru o anumită perioadă i construcţia navelor electrificate $ncurent continuu! &n e4emplu $l constituie seria de cargouri de 78** tdS realizată$n anii TA* i electrificată $n curent continuu!



-recerea la folosirea curentului alternativ a fost impulsionată de perfecţionarea sistemelor automate de reglare pentru generatoarele sincrone, ceeace a determinat $m%unătăţirea performanţelor acestora $n ceea ce privetemenţinerea constantă a parametrilor: tensiune, frecvenţă, la variaţia sarcinii i

funcţionarea sta%ilă a acestora la cuplarea $n paralel, precum i de apariţia a noitipuri de motoare asincrone cu performanţe superioare!

În ceea ce privete aparatura de comandă a motoarelor electrice i $n acestcaz avantaele sunt de partea curentului alternativ, $ntrucât aparatura de comandăa acţionărilor electrice $n curent alternativ este mai simplă i mai sigură $nfuncţionare! De e4emplu, pentru motoare electrice care nu necesită reglareaturaţiei comanda motorului asincron se face cu un pornitor magnetic realizatsimplu cu un contactor i relee termice, iar pentru un motor de curent continuu sefolosete un reastat de pornire $n care se include contactorul i releul de curent!istemul de distri%uţie a energiei electrice, $n ceea ce privete masa i ga%aritele

ca%lurilor, este cu câteva procente mai mare $n curent alternativ, comparativ cucurentul continuu, deoarece folosete ca%luri cu trei conductoare $n locul celor cudouă conductoare! 1vantaul distri%uţiei energiei electrice $n curent alternativconstă $n faptul că oferă posi%ilitatea separării reţelei de iluminat de reţeaua deforţă prin alimentarea acesteia de la un transformator cu raportul de transformarede 6C* 2 33* 2! căderea rezistenţei de izolaţie care se manifestă preponderent$n reţeaua de iluminat, $n acest caz, nu influenţează nemilocit asupra stăriigenerale a izolaţiei reţelei navei! În curent continuu, separarea reţelei de iluminatnu este posi%ilă i scăderea rezistenţei de izolaţie a acesteia afectează rezistenţade izolaţie a $ntregii reţele de distri%uţie a energiei electrice pe navă!

În privinţa posi%ilităţilor de reglare a turaţiei, pentru cele două tipuri demotoare, acestea rezultă din e4presiile turaţiilor $n funcţie de ceilalţi parametrii aimotoarelor i reţelelor electrice de alimentare! 5entru motorul de curent continuu

n & RIK e

")!)8# $n care:

& tensiunea reţelei de alimentare, U2V

I curentul $n $nfăurarea rotorului, U1V

R rezistenţa $nfăurării rotorului $nseriată curezistenţa reastatului, U V

K e constantă care depinde de dateleconstructive ale motorului

flu4ul câmpului magnetic creat de$nfăurarea de e4citaţie, UL%V

Din relaţia ")!)8# rezultă că turaţia motorului de curent continuu se poateregla prin: modificarea rezistenţei R cu autorul reastatului montat $n serie cu



$nfăurarea rotoruluiB modificarea flu4ului cu reastatul montat $n circuitul$nfăurării de e4citaţie i prin modificarea tensiunii & a sursei de alimentare $nsistemul generator>motor sau redresor comanda%il>motor! De asemenea, sefolosete uneori reglarea com%inată prin modificarea a doi parametrii ceea ce dă

posi%ilitatea reglării turaţiei $n domeniu larg, $n gama )*** ) i mai mare!5entru motorul asincron

9*f

n ) s p

")!)9#

$n care: f > frecvenţa reţelei de alimentare, Jz p > numărul perec(ilor de polis > alunecarea rotorului!

-uraţia motoarelor asincrone, conform relaţiei ")!)9# se poate regla prinmodificarea frecvenţei, a numărului de poli sau a alunecării s "alunecarea se

poate modifica prin introducerea unor rezistenţe $n circuitul rotorului, procedeu posi%il numai pentru motoarele asincrone cu rotor %o%inat#!

În practică, toate aceste procedee sunt limitate! c(im%area frecvenţeicorelată cu modificarea tensiunii pentru a menţine valoarea cuplului este posi%ilănumai $n cazul folosirii unei surse separate pentru alimentarea motoruluiasincron "generator sincron separat sau convertoare de frecvenţă#! 5rocedeul esteeficient din punct de vedere economic pentru puteri mari i se aplică la propulsiaelectrică a navei cu motor asincron sau sincron! Reglarea prin sc(im%area

numărului de perec(i de poli este aplicată numai la motoarele asincrone curotorul $n scurtcircuit prin aezarea pe stator a mai multor $nfăurări cu număr de

poli diferiţi sau a unor $nfăurări comuta%ile! 1semenea motoare se numescmotoare cu mai multe viteze i asigură reglarea turaţiei $n trepte cu raportul 3 )B 6 )B 7 3 ) !a!

1naliza comparativă a celor două tipuri de motoare din punct de vedere al posi%ilităţilor de reglare a vitezei arată că $n acest domeniu motoarele de curentcontinuu au proprietăţi mai %une!

E4perienţa proiectării navelor arată că cea mai mare parte a acţionărilor electrice instalate pe navă nu necesită reglarea turaţiei, cum ar fi: pompele,

separatoarele, ventilatoarele, compresoarele !a! ' parte mică a acţionărilor electrice poate fi realizată cu reglarea $n trepte a turaţiei, ca de e4emplu:ca%estanul "vinciul# de ancoră, ca%estane "vinciuri# de manevră, vinciuri de$ncărcare, macarale de 6>8 t!, unele ventilatoare! 5entru toate aceste acţionări se

poate folosi cu rezultate foarte %une motorul asincron cu rotor $n scurtcircuit cuturaţie fi4ă sau cu turaţie regla%ilă $n trepte! ' parte foarte mică a acţionărilor electrice necesită reglarea turaţiei lină i $n domeniu larg, cum ar fi: traulere

pentru nave de pescuit, vinciuri de remorcare, macarale de capacitate mare!1ceastă prezentare ustifică folosirea sistemului electroenergetic trifazat pe

maoritatea navelor! 5entru cele câteva acţionări care necesită reglarea turaţiei



lină i $n domeniu larg se folosete motorul de curent continuu alimentat $nsistemul generator>motor sau redresor comandat>motor! ' altă variantă pentruasemenea acţionări cu reglarea lină a turaţiei i $n domeniul larg o reprezintătransmisiile (idraulice care au atins un nivel $nalt de perfecţionare "macarale de

mare capacitate, acţionarea cârmei !a!#!În acest fel, treptat, au fost $nlăturate o%stacolele din calea folosirii curentului

alternativ pe nave i astăzi pro%lema alegerii felului curentului pentru nave a fostrezolvată $n favoarea folosirii curentului alternativ!

Folosirea curentului continuu rămâne oportună pe nave unde $n calitate desursă de energie de %ază se folosesc acumulatorii! Din această categorie fac

parte, $n principal, su%marinele clasice cu propulsie diesel electrică i unele navemici pentru care puterea sistemului electroenergetic nu depăete câţiva iloSaţi!În perspectiva legată de utilizarea unor noi surse de energie, fără utilizareamotoarelor mecanice, cum ar fi generatoarele magnetogazodinamice, elemente

termice, este posi%il să se revină la folosirea pe scară largă a curentului continuu!Tensiunea

Istoria dezvoltării electrote(nicii navale arată că mărirea puterii sistemelor electroenergetice navale, ca urmare a creterii gradului de electrificare a navei, acondus la creterea ne$ntreruptă a tensiunii nominale! /a $nceputul electrificăriis>a folosit ))* 2 curent continuu aungându>se $n prezent la 33* 2 $n curentcontinuu i 6C* 33* 2 $n curent alternativ! Ridicarea tensiunii a permis$m%unătăţirea caracteristicilor maso>ga%aritice a acţionărilor electrice ireducerea secţiunii ca%lurilor pe seama scăderii valorii curenţilor! 5entru o puteredată, valoarea curentului fiind invers proporţională cu valoarea tensiunii, rezultăcă mărirea de două ori a tensiunii reduce de două ori valoarea curentului!

Regulile registrului de clasificare RNR sta%ilesc valorile ma4ime aletensiunii admisi%ile la nave, astfel:

a# -ensiunea la %ornele surselor de energie electrică de curent continuu nutre%uie să depăească valorile:

> 8** 2 pentru alimentarea sistemelor de putereB> 38* 2 pentru alimentarea instalaţiilor de iluminat, semnalizări i

prize! %# -ensiunile recomandate la %ornele consumatorilor de curent alternativ

nu tre%uie să depăească:

> )*** 2 pentru consumatori de forţă staţionariB> 8** 2 pentru consumatori de forţă conectaţi la prizeB> 38* 2 pentru iluminat, semnalizări, comunicaţii interioare, prize

pentru consumatorii portativi!5entru propulsia electrică $n curent alternativ se admite depăirea tensiunii

ma4ime de )*** 2! 2alorile tensiunilor de linie admise de Registru pentru propulsia electrică pot fi: 6,6 6 2B 9 9,9 2B )* )) 2! +u avizul Registruluitensiunile $nalte pot fi folosite i pentru unele acţionări electrice de putere foartemare, cum ar fi pompele de marfă la nave petroliere de mare capacitate!



În mod normal, pentru alimentarea reţelelor electrice de la %ordul navelor sefolosesc următoarele valori ale tensiunii nominale:

> pentru curent continuu )3, 37, ))*, 33* 2B> pentru curent alternativ )3, 37, 69, )3A, 33*, 6C* 2!

Mărirea tensiunii de la 7** 2 la )*** 2, limită ma4imă admisă de registru,nu duce la modificări semnificative $n ceea ce privete masa i ga%ariteleinstalaţiilor electrice, $ntrucât e4istă două tendinţe contrare: pe de o partemicorarea curenţilor reduce dimensiunile i masele elementelor conductoare decurent, iar pe de altă parte ridicarea tensiunii necesită măsuri suplimentare decretere a rezistenţei de izolaţie!

5entru mainile electrice, de puteri $n gama de la 3** KL la 6** KL,mărirea tensiunii de la 7** 2 la )*** 2 duce la o cretere nesemnificativă agreutăţii i ga%aritelor pe seama măsurilor luate pentru $ntărirea izolaţieicrestăturilor i conductoarelor! Mărirea tensiunii de la 7** 2 la )*** 2

micorează masa aparatelor de comutaţie i protecţie cu circa 38O i $n acelaitimp e4istă tendinţa măririi masei i ga%aritelor aparatelor de control i măsură!

În privinţa instalaţiilor de distri%uţie a energiei electrice se poate considera cămasa i ga%aritele rămân aproape nesc(im%ate la trecerea tensiunii de la 7** 2 la)*** 2, $ntrucât reducerea dimensiunilor i greutăţilor elementelor conductoarede curent, ca urmare a micorării curentului este compensată de cretereagreutăţilor, ca urmare a măririi distanţelor odată cu mărirea tensiunii i folosireaunor transformatoare co%orâtoare pentru consumatorii care nu pot funcţiona latensiuni $nalte!

Efectul reducerii masei i ga%aritelor prin ridicarea tensiunii se face simţit $ncazul unor centrale electrice de putere mare, peste 8*** L, care folosesctensiunea de 6,6 2 sau 9,9 2! În acest caz, generatoarele, $ntrerupătoareleautomate i motoarele electrice de putere foarte mare au mase i ga%arite decâteva ori mai mici compara%il cu situaţia folosirii tensiunii de 6C* 2 pentruaceleai puteri! Folosirea transformatoarelor co%orâtoare pentru alimentareaconsumatorilor care nu pot funcţiona la tensiuni $nalte duce la $mpărţirea reţeleielectrice $n su%sisteme autonome alimentate de transformatoare individuale cuefecte pozitive asupra rezistenţei de izolaţie a reţelei de distri%uţie! Deteriorarearezistenţei de izolaţie $ntr>un su%sistem, nu efectuează restul reţelei de distri%uţie!De asemenea, ridicarea tensiunii la aceste valori $nseamnă reducerea

considera%ilă a masei i ga%aritelor traseelor de ca%luri compara%il cutransmiterea acelorai puteri la tensiunea de 6C* 2! În afară de acestea, semicorează valorile curenţilor de scurtcircuit $n sistem i, ca urmare, se reduce

pericolul apariţiei incendiilor $n reţeaua electrică i a efectelor nedorite create deforţele electrodinamice!

1legerea tensiunii se realizează de o%icei $n urma unei analize te(nico economice care ia $n considerare un comple4 de pro%leme legate de tensiunea

pentru centrala electrică, reţeaua de distri%uţie a energiei electrice, consumatoriimari de energie electrică e4istenţi pe navă, reţeaua de iluminat, reţeaua decomunicaţii, de comandă !a! &neori, alegerea nivelului tensiunii poate fi



influenţată nu numai de masa i greutatea traseelor de ca%luri ci i de alţi factoricum ar fi: valorile curenţilor de scurtcircuit, posi%ilităţile aparatelor de comutare,siguranţa i durata de serviciu, deservirea fără pericol, masa i ga%ariteleinstalaţiilor de distri%uţie !a!

În funcţie de puterea sistemului electroenergetic pe nave, de regulă, se adoptăurmătoarele valori ale tensiunii: pentru puteri de câţiva iloSaţi se folosetetensiunea de )3 2, 37 2B la puteri de zeci de iloSaţi tensiunile ))* 2, )3A 2B la

puteri de sute de iloSaţi tensiunile 33* 2, 6C* 2B la puteri de mii i zeci demii de iloSaţi tensiunile 6C* 2, 6!6** 2, 9!9** 2, )*!**** 2!

$recvenţa ursele de energie electrică ale sistemelor electroenergetice navale de curent

alternativ, ca i $n cazul sistemelor de la mal, produc energia electrică cufrecvenţa 8* Jz "9* Jz#! 1ceastă frecvenţă corespunde necesităţilor maorităţiiconsumatorilor de energie electrică de la %ordul navelor!

În acelai timp, pe toate navele actuale e4istă un număr de consumatori pentru care frecvenţa nominală a tensiunii de alimentare este de 7** Jz, cum ar fi: sistemele de radiolocaţie, sistemele de navigaţie "girocompasul#, sisteme iaparatură de cercetare i prospecţiuni "(idrolocatoare#! 1limentarea acestor consumatori se face de la reţeaua navei de 8* Jz prin convertizoarecorespunzătoare! În funcţie de deplasamentul navei i destinaţia acesteia,numărul convertizoarelor poate fi de ordinul unităţilor sau zecilor aa $ncât $ncazul unui număr mare de consumatori cu frecvenţa de 7** 8** Jz "navă

militară, navă de prospecţiuni geologice i cercetare tiinţifică# apare necesitateacentralizării alimentării acestora de la o reţea separată de reţeaua de 8* Jz ialimentată de la surse separate sau convertizori de energie electrică!

Mărirea frecvenţei nominale $n sistemele electroenergetice navale constituieo direcţie importantă pentru rezolvarea pro%lemei reducerii maselor i ga%aritelor surselor de energie electrică i acţionărilor electrice!

/a frecvenţe mari, 7**>8** Jz, agregatele generatoare permit utilizareamotoarelor primare cu turaţie foarte mare, cum ar fi tur%inele cu gaze, cuplatedirect "fără reductor# cu generatoare sincrone!

1cţionările electrice cu motoare asincrone reprezintă consumatorii de %ază $n

sistemele electroenergetice navale! -uraţia sincronă a motoarelor de curentalternativ este direct proporţională cu frecvenţa, f , i invers proporţională cu9*f

numărul de perec(i de poli , p, n * , i la frecvenţa de 8* Jz cea maimare p

turaţie o%ţinută pentru p ) este 6*** rot min , iar prin folosirea, dee4emplu, a frecvenţei de 7** Jz valoarea acestei

turaţii este 37!*** rot min !



1vând $n vedere că pentru o maină cu micare de rotaţie puterea este proporţională cu cuplul i turaţia, 5 M n, rezultă că la mărirea turaţiei decâteva ori, pentru a o%ţine aceeai putere, valoarea cuplului se reduce de acelainumăr de ori! Reducerea cuplului prin mărirea turaţiei conduce la reducerea

masei i ga%aritului maini!Din motive de siguranţă se consideră că limita ma4imă a turaţiei la care pot

funcţiona mainile rotative este de C!*** )3!*** rot! min! În ultimii ani auapărut la %ordul navelor mai multe mecanisme de e4ecuţie a căror turaţie delucru este 9!*** C!*** rot! min!, cum ar fi: pompe centrifuge,tur%ocompresoare, pompe a4iale !a! +rearea unor asemenea mecanisme a dat

posi%ilitatea reducerii de 6>7 ori a masei i ga%aritelor acestora! e poate spera că$n viitor numărul unor asemenea mecanisme va crete!

De asemenea, ridicarea frecvenţei curenţilor transformatoarelor, reactoarelor,amplificatoarelor magnetice i altor aparate electromagnetice este legată de

micorarea numărului de spire ale $nfăurărilor i reducerea volumului circuitelor magnetice! De e4emplu, prin ridicarea frecvenţei de la 8* Jz la 7** Jz pentrutransformatoare până la )** 21 masa i ga%aritele se reduc de 3 7 ori!

+omparând toate elementele sistemului electromagnetic realizat $n curentalternativ la frecvenţele de 8* Jz i 7** Jz se deduce că pentru frecvenţa de 7**Jz suma maselor i ga%aritelor se reduce de 3>6 ori comparativ cu frecvenţa de8* Jz!

-otodată, tre%uie avut $n vedere că e4istă i dezavantae $n ceea ce privetefolosirea frecvenţelor mari $n sistemele electroenergetice navale! Mainileelectrice, transformatoarele i alte aparate electromagnetice la frecvenţa de 7**

Jz comparativ cu frecvenţa de 8* Jz produc un nivel mai ridicat de zgomot i paraziţi radio, au un preţ de cost mai ridicat i o siguranţă redusă $n funcţionare!Din alt punct de vedere, introducerea frecvenţelor ridicate la nave $ntâmpină unir de greutăţi legate de necesitatea creării unor noi tipuri de mecanisme dee4ecuţie cu turaţie mare, noi serii de maini electrice, de aparatură de protecţie icomutaţie !a!

De aceea, $n prezent, folosirea sistemelor electroenergetice de 7** Jz esteoportună numai pentru nave speciale, cu aripi portante sau cu pernă de aer, lacare reducerea maselor i ga%aritelor prezintă o importanţă deose%ită!

+/) Clasi.icarea consumatorilor de energie electrică :i regimurile delucru 0n procesul de e?ploatare a navei

+onsumatorii de energie electrică de la %ordul navei se pot clasifica dupădestinaţie, grad de importanţă i regim de lucru!

a# După destinaţie se $mpart $n:> mecanisme de punte "vinciuri, ca%estane, macarale, instalaţia de

guvernare#B> mecanisme au4iliare pentru instalaţia energetică principală de

propulsie a navei "pompe, separatoare, ventilatoare, compresoare!a!#B



> mecanisme pentru sisteme navale "pompe de santină, %alast, pompede incendiu, pompe de com%usti%il !a!#B

> miloace radiote(nice, aparate de navigaţie i miloace de legăturiinterioareB

> miloace pentru asigurarea condiţiilor de trai ale ec(ipaului"cam%uza, instalaţia de climatizare, instalaţia de ventilaţie !a!#B >iluminatul electric!

%# După gradul de importanţă se $mpart $n trei grupe! Prima grupă conţine consumatorii importanţi care necesită alimentarea

continuă! Întreruperea alimentării consumatorilor din această grupă poate duce la pierderea navei sau pierderi de vieţi omeneti! 1stfel de consumatori sunt:comanda drumului navei, aparatura de navigaţie, miloacele de radiocomunicaţii,

pompele de incendiu de avarie i alţi consumatori!1limentarea consumatorilor din această grupă se realizează de la două surse

diferite: centrala electrică de %ază i centrala electrică de avarie! Întrerupereaalimentării consumatorilor din prima grupă este permisă numai pe durata intrăriiautomate $n funcţiune a centralei de avarie, adică cel mult )* secunde!

doua grupă este constituită din consumatorii care asigură deservireainstalaţiilor energetice principale de propulsie, precum i mecanismele iinstalaţiile care asigură păstrarea $ncărcăturii navei! De asemenea, din aceastăgrupă mai pot face parte pompele de incendiu i drena, vinciul de ancoră, !a!

5entru consumatorii din grupa a doua se admite $ntreruperea alimentării cuenergie electrică pentru o durată limitată necesară, $n caz de suprasarcină, pentrucuplarea unui generator suplimentar la %arele centralei electrice!

treia grupă este reprezentată de consumatorii de mică importanţă pentruvitalitatea navei, cum ar fi consumatorii care asigură condiţiile de trai inecesităţile ec(ipaului!

5entru consumatorii din această grupă, pe durata suprasarcinii centraleielectrice sau $n situaţia de avarie, este posi%ilă o pauză $nsemnată $n alimentareacu energie electrică!

c# După regimul de lucru consumatorii de energie electrică se $mpart:> acţionări electrice care lucrează $n regim de durată cu sarcină

constantă sau varia%ilă "pompe, ventilatoare#! În acest regim, pe toatădurata de funcţionare, $ncălzirea motorului este la valoarea nominală!

> acţionări electrice care lucrează $n regim interminent "vinciuri,macarale#! +aracteristic acestui regim este că perioadele defuncţionare alternează cu perioade de pauză! În timpul funcţionării,$ncălzirea motorului nu aunge până la valoarea nominală i urmeazăo pauză $n care nu se răcete până la temperatura mediului după careurmează un nou ciclu de funcţionare!

> acţionări electrice care lucrează $n regim de scurtă durată "vinciul de ancoră,ca%estanul de manevră, pompe de santină, pompe de transvazareacom%usti%ilului !a!#! pecific acestui regim este durata mică de funcţionare$n care motorul electric nu se $ncălzete până la valoarea nominală i



urmează o pauză suficientă ca motorul să se răcească până la temperaturamediului am%iant!

+aracteristic pentru funcţionarea centralei electrice a navei este variaţia $nlimite mari a energiei electrice solicitată de consumatori! 5uterea centralei

electrice la un moment dat este determinată de consumatorii care lucrează $n acelmoment! Numărul consumatorilor care lucrează la un moment dat i gradul lor de $ncărcare depind de regimurile i particularităţile de e4ploatare ale navei"raionul de navigaţie, starea mării i a condiţiilor de climă, forma i masa$ncărcăturii, viteza navei, caracterul lucrărilor $n timpul staţionării !a!#! Din cele

prezentate rezultă că $ncărcarea cu sarcină a generatoarelor centralei electriceeste un proces aleator! &n calcul precis al consumului de energie electrică tre%uiesă ai%ă $n vedere atât consumatorii care lucrează $n regimul dat, cât i faptul că

pentru fiecare consumator graficul de sarcină este varia%il i dependent de mulţifactori! &n asemenea calcul poate fi efectuat folosind metode specifice de

calculul pro%a%ilităţilor i statistici matematice, ceea ce presupune un volummare de calcule complicate i necesitatea cunoaterii a multor datee4perimentale!

În practica inginerească, până $n momentul actual, pentru calculul sarciniicentralei electrice i alegerea generatoarelor electrice se utilizează o metodă maisimplă %azată pe $ntocmirea %ilanţului energetic sau a ta%elului de sarcină, curezultate suficient de %une pentru nevoile practice! De asemenea, pentru calcululapro4imativ al puterii centralei electrice, necesar la $ntocmirea proiectului

preliminar al navei, se pot folosi metode analitice!5entru $ntocmirea %ilanţului energetic "ta%elul de sarcină#, procesul de

e4ploatare al navei se $mparte $ntr>un număr de regimuri caracteristice, urmândca pentru fiecare dintre ele să se sta%ilească puterea electrică solicitată de lacentrala electrică a navei! +alculele se organizează su% forma unui ta%el care

poartă denumirea de %ilanţul energetic sau ta%elul de sarcină al navei!Regimurile de funcţionare ale navei, care intră $n componenţa ta%elului de

sarcină, includ o%ligatoriu regimurile care corespund celei mai mici i celei maimari sarcini cerută de la centrala electrică i $ntre acestea câteva regimuriintermediare!

În funcţie de destinaţia navei, procesul de e4ploatare poate cuprindeurmătoarele regimuri:

a# pentru nave de transport mărfuri generale: staţionare fără lucrări de$ncărcare, staţionare cu lucrări de $ncărcare, ridicarea ancorei, navigaţie

pe mare "mar# i de avarieB %# pentru nave de pasageri: staţionare fără pasageri, staţionare cu pasageri,

ridicarea ancorei, navigaţie pe mare i de avarieBc# pentru navele flotei te(nice: staţionare fără lucrări, staţionare cu lucrări

te(nologice, navigaţie pe mare i de avarieBd# pentru spărgătoarele de g(eaţă: staţionare, ridicarea ancorei, navigaţie

$n mare li%eră, navigaţie printre g(eţuri, avarieBe# pentru navele de pescuit: staţionare, ridicarea ancorei, prinderea i

prelucrarea petelui i de avarie!



Regimul de avarie se consideră că are locul $n timpul marului la producereaunor incendii sau inundarea unor compartimente, fără scoaterea din funcţiune acentralei electrice! În astfel de cazuri, se solicită suplimentar energie electrică

pentru lupta contra incendiilor i nescufunda%ilităţii navei!

+/)/+ Metoda =ilanţului energetic @ta=elul de sarcină

1ceastă metodă este cea mai utilizată la proiectarea sistemuluielectroenergetic al navei i constituie procedeul de %ază pentru determinarea

puterii centralei electrice! -a%elul %ilanţului energetic "ta%elul de sarcină# areaceeai formă pentru toate tipurile de nave i se deose%ete numai $n ceea ce

privete definirea regimurilor de lucru care depind de destinaţia navei! +âtevasc(im%ări privind conţinutul %ilanţului energetic se introduc $n funcţie de naturacurentului agregatelor generatoare!

În ta%elul 6!)! se prezintă un model simplificat de %ilanţ energetic pentru onavă electrificată $n curent alternativ! 5entru simplificare, $n ta%el sunt cuprinsenumai trei regimuri care sunt generale pentru toate tipurile de nave: regim destaţionare, regim de mar i regim de avarie!

/a $ntocmirea %ilanţului energetic tre%uie $n preala%il să se cunoască toţiconsumatorii de energie electrică aflaţi la %ordul navei: acţionările electrice aletuturor mecanismelor i instalaţiilor, iluminatul tuturor $ncăperilor i punţilor,utilae pentru cam%uză, $ncălzirea electrică, aparatura de legături radio i legăturiinterioare, aparatura de navigaţie, !a!m!d!

În coloana ) se trec toţi consumatorii de energie electrică instalaţi la %ordulnavei! 5entru a avea o anumită ordine $n scrierea consumatorilor, acetia sunt

constituiţi pe grupe alcătuite conform clasificării după destinaţie!În coloanele 3>8 se trec datele nominale ale consumatorilor: numărul

consumatorilor de acelai fel "col!3#, puterea nominală a motorului electric"col!6#, randamentul "col!7#, factorul de putere la sarcina nominală, cos n

"col!8#! 5entru motoarele electrice aceste date sunt scrise pe etic(eta motorului!/a motoarele electrice, puterea nominală reprezintă puterea disponi%ilă la a4,

pentru aflarea puterii instalate consumate din reţea se utilizează relaţia:

5n 5inst!

")!)A#

Rezultatele calculelor efectuate cu relaţia "6!)!# se trec $n coloana 9!În coloana A se trece puterea total instalată pentru fiecare mecanism!

5inst!tot! nc 5inst! ")!)C#

$n care: 5inst!tot! > puterea totală instalată

nc > numărul consumatorilor de acelai fel!



Numărul consumator ilor

Puter ea nominală,

kw

Randamentul,

Factor ul de puter e,cos

n

unitar ă

totală

Coefcient de simultaneitate

k

0Coefcient de sar cină, k

s

Factor de putere, cos

5entru alţi consumatori, care nu sunt motoare electrice, cum ar fi iluminatul,$ncălzirea electrică, se calculează puterea electrică instalată totală i se trecedirect $n coloana A!

În continuare, se sta%ilete pentru fiecare consumator coeficientul de sarcină

i coeficientul de simultaneitate, corespunzător regimurilor de e4ploatare a navei!+oeficientul de sarcină sau de $ncărcare al consumatorului reprezintă raportul

$ntre puterea efectiv consumată $n regimul considerat i puterea instalată!

Bilanţul energetic pentru generatoarele

sistemului electroenergetic de curent alternativ

+onsumatori de energie electrică

5utereainstalată, S

Regim de staţionare

) 3 6 7 8 9 A C )*I! Mecanisme de punte

instalaţia de guvernare 3 9 *,C *,C) A,8 )8 > >

>

instalaţia de ancorare ) C *,C9 *,C6 ,6 ,6 ")# "*,A# "*,C#>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

II! Mecanisme au4iliare pentru instalaţiaenergetică compresor ) C *,C8 *,C6 ,7 ,7 ")# "*,# "*,C3# pompa de com%usti%il ) 3,8 *,C *,C 6,) 6,) > > >

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>III! Mecanisme pentru sisteme

navale: pompa de incendiu 3 )* *,C3 *,C) )3,3 37,7 "*,8# "*,C# "*,C#

ventilaţia > > > > > )* *,7 ) *,A>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

I2! Iluminatul>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

> > > > > 6* *,6 ) )

5uterea consumată totală "5c, Wc #: > cu consumatorii de scurtă durată

> fără consumatorii de scurtă durată

+oeficientul general de simultaneitate, k %&

5uterea calculată 5calc!, Wcalc! : > cu consumatorii de scurtă durată

> fără consumatorii de scurtă durată

Factorul mediu de putere, cosmed

Numărul i puterea generatoarelor > $n funcţiune> rezervă



Coefcient

de

simultaneitate, k

0

Coefcient de sar cină, k

s

Factor

deputere, cos

Coefcient de simultaneitate, k

0

Coefcient

de

sar cină, k

s

Factor de putere, cos

activă,

kW

r eacti

ă,

k

VAr

activă,

kW

r eactivă,

kVAr

activă, k

W

r eactivă,

kVAr

$a=elul +/+

Regim de mar Regim de avarie

5uterea

consumată

5uterea

consumată

5uterea

consumată

)) )3 )6 )7 )8 )9 )A )C ) 3* 3) 36

> > *,8 *,9 *,A8 7,8 7,* *,8 *,C *,C 9,* 8,*"9,8# "9# > > > > > > > > > >

"C,8# "9,*# ")# "*,# "*,C3#

"C,8# "9,*# > > > > >

> > ) )

*,C 6,) 3,8 ) ) *,C 6,) 3,8

",9# "C,*# > > > > > ) *, *,C 33 )7 7 *, ) *,A > > > > >

> *, )

) 3A > *,8 ) ) )8 >

CA 83 )9 )63 )8C ))3

AC 7A )A8 )3* )7A )*6

*,A *,C *,

9) 69

88 66

)8A)*8

)7* 8

)73 )**

)66 6

*,C9 *,C6 *,C3

) 4 A8 3 4 A8 3 4 A8

6 4 A8 3 4 A8 3 4 A8



5efect !

s

5inst!

")!)#+oeficientul de simultaneitate pentru consumatorii de acelai fel e4primă

raportul $ntre consumatorii care lucrează $n regimul dat i numărul total alconsumatorilor instalaţi!

nc funt!

*

nc inst!

")!3*#

+oeficienţii de sarcină i simultaneitate se sta%ilesc pe %aza analizeifuncţionării consumatorilor! /a această analiză se iau $n considerare caracteruloperaţiilor $ndeplinite de navă, regimul de funcţionare a instalaţiilor energetice

principale de putere, raionul i condiţiile climatice, starea mării !a!1legerea corectă a coeficienţilor de sarcină i de simultaneitate depinde $n

mare măsură de e4perienţa proiectantului $n aprecierea corectă a $ncărcăriiconsumatorilor $n diferite regimuri ale navei! În continuare, se prezintă câtevacriterii orientative privind alegerea acestor coeficienţi!

E4perienţa arată că pentru cei mai mulţi consumatori, $n toate regimurile delucru, coeficientul de sarcină are valoarea apropiată de unitate! 5entru câtevamecanisme, valorile acestuia sunt su%unitare, cum ar fi: instalaţia de guvernare,vinciul de ancoră, macarale !a!

arcina pentru instalaţia de guvernare depinde de starea mării, vitezei navei,viteza de %andare a cârmei, ung(iul de deplasare a cârmei! 5uterea consumată deacţionarea electrică a cârmei se sta%ilete astfel $ncât să corespundă regimului celmai greu i, ca urmare, coeficientul de sarcină pentru instalaţia de guvernare sealege $n limitele *,8 *,C!

Încărcarea vinciului de ancoră depinde de adâncimea de ancorare, stareamării i forţa vântului! 5entru regimul cel mai greu se apreciază valoareacoeficientului de sarcină $n limitele *,A *,!

arcina pentru macarale depinde de forma $ncărcăturii i masa acesteia care,

de o%icei, este mai mică decât sarcina nominală! +oeficientul de sarcină se alege pentru regimurile cele mai grele $n limitele *,C *,!

5entru vinciul de remorca sarcina depinde de starea mării, forma o%iectuluiremorcat i viteza de remorcare! +oeficientul de sarcină pentru asemeneavinciuri se alege $n limitele *,9 *,C!

5uterea consumată de utilaele electrice ale cam%uzei "plite, cuptoare, vasesu% presiune# depinde de numărul pasagerilor i ec(ipaului navei! 1cest număr se sc(im%ă $n staţionare comparativ cu celelalte regimuri!

5entru consumatorii care lucrează $n regim de avarie "pompe de incendiu, pompe de drena#, coeficienţii de sarcină au valori apropiate de unitate! În cazul



$n care aceste miloace sunt utilizate i $n alte regimuri, coeficienţii de sarcină auvalori $n limitele *,9 *,! ' asemenea situaţie se poate $ntâlni la ridicareaancorei când se pornete pompa de incendiu pentru spălarea lanţului de ancoră pemăsura virării acestuia la %ord!

Determinarea coeficientului de simultaneitate pentru consumatorii de acelaifel nu prezintă dificultăţi deose%ite! De regulă, pe navă se instalează mai mulţiconsumatori de acelai fel la mecanisme importante pentru siguranţa navei! Dee4emplu, instalaţia de guvernare electro(idraulică are instalate douăelectropompe din care: una asigură funcţionarea instalaţiei de guvernare, cealaltăfiind de rezervă! +oeficientul de simultaneitate, $n acest caz, este k * *,8!

După sta%ilirea coeficienţilor de sarcină i de simultaneitate se calculează puterea consumată pentru fiecare din consumatorii care lucrează $n regimurileconsiderate, astfel:

5c 5inst! * s ")!3)#

unde:5c > puterea activă consumată 5inst! > puterea

totală instalată * , s > coeficienţii de simultaneitate

i de sarcină!

2alorile o%ţinute se trec $n coloanele )), )9 i 3)!După sta%ilirea puterii active consumate $n fiecare regim se determină

factorul de putere corespunzător i se completează coloanele )*, )8, 3*! +alcululfactorului de putere se face pe %aza cunoaterii factorului de putere nominal"col!8# i a sarcinii consumatorului $n regimul considerat!

În continuare se calculează puterile reactive ale consumatorilor pentru fiecareregim i se completează coloanele )3, )A i 33! +alculele se fac cu formula:

Wc 5c tg ")!33#

unde: Wc > puterea reactivă consumată 5c > puterea

activă consumată tg > se determină pe %aza

cunoaterii factorului de putere, cos "col!)*, )8, 3*#!

/a sta%ilirea puterii centralei electrice $n diferite regimuri de e4ploatare anavei sunt luaţi $n considerare numai consumatorii care lucrează $n regim dedurată cu sarcină constantă sau varia%ilă i consumatorii care lucrează $n regiminterminent! +onsumatorii care lucrează $n regim de scurtă durată nu sunt luaţi $ncalcul i de aceea puterile corespunzătoare acestora se trec $ntre paranteze! Deaceti consumatori se va ţine seama la verificarea capacităţii de suprasarcină ageneratoarelor electrice!



În %ilanţul energetic "ta%elul de sarcină#, $n fiecare regim, sunt trecute puterile numai pentru consumatorii care lucrează $n regimul considerat!

/a sta%ilirea consumatorilor care lucrează $ntr>un anumit regim, precum i laalegerea coeficientului de sarcină, tre%uie să se ai%ă $n vedere pro%lemele

specifice e4ploatării navei!În regim de staţionare fără operaţiuni de $ncărcare "fără pasageri# pe navă se

află o mică parte din ec(ipa care se ocupă cu lucrări de $ntreţinere isupraveg(ere! De aceea, $n acest regim, numărul consumatorilor care lucreazăeste redus! Funcţionează parţial iluminatul, utilaele cam%uzei, miloace delegături, sisteme navale de utilizări generale! De o%icei, $n acest regim nulucrează mecanismele care deservesc instalaţia energetică de putere a navei!

În regimul de staţionare cu efectuarea lucrărilor de manipularea mărfurilor seaflă pe navă tot ec(ipaul pentru care tre%uie create toate condiţiile de trai,lucrează miloacele de $ncărcare>descărcare "macarale, vinciuri de $ncărcare,

pompe de marfă#!Regimul de ridicare a ancorei se desfăoară concomitent cu pregătirea navei

pentru mar! În acest regim funcţionează cu putere redusă instalaţia energetică principală, sunt $n funcţiune vinciul de ancoră i pompa de incendiu pentruspălarea lanţului, este prezent la %ord tot ec(ipaul!

În regim de mar funcţionează cea mai mare parte a consumatorilor deenergie electrică! +onsumatorii care nu funcţionează $n acest regim sunt:

pompele de incendiu i drena, mecanismele de rezervă, vinciul de ancoră,macarale i alte miloace cu destinaţie specială! În cazul navelor de pescuit $nacest regim lucrează traulerul i câteva macarale!

Funcţionarea consumatorilor $n regimul de mar asigură confortul deplin alec(ipaului i pasagerilor, funcţionarea mecanismelor care asigură marul navei,funcţionarea aparatelor de navigaţie i a miloacelor de legături radio!

În regimul de avarie, $n cazul $n care este necesar, se poate renunţa lafuncţionarea consumatorilor care asigură confortul ec(ipaului i pasagerilor "cam%uza, ventilaţia generală, $ncălzirea electrică !a!#! În acest regim rămâno%ligatoriu $n funcţiune consumatorii care asigură marul navei, legăturileinterioare i e4terioare, miloacele de navigaţie! /a acestea se adaugă miloacelede luptă $mpotriva incendiilor, scoaterea apei din compartimentele inundate ialte miloace de salvare!

+ea mai mare sarcină a centralei electrice poate fi, $n funcţie de destinaţianavei, $n unul din regimurile de mar, de pescuit, de ridicarea ancorei sau destaţionare cu efectuarea lucrărilor de manipulare a mărfurilor!

/a $ntocmirea %ilanţului energetic se iau $n considerare condiţiile cele maigrele de e4ploatare a navelor: ceaţă, temperaturi scăzute, temperaturi ridicate,$ncărcarea completă a navei, viteza ma4imă de mar !a!m!d!

După completarea tuturor liniilor i coloanelor ta%elului de sarcină secalculează puterea totală activă i reactivă, 5c si Wc , consumată $n fiecareregim! +alculul se face prin $nsumarea aritmetică a cifrelor de pe coloanele



)), )3, )9, )A, 3) i 33 care reprezintă puterile consumate de fiecare consumator care lucrează $n regimul considerat! 5entru fiecare $nsumare de pe o coloanărezultă două valori: una corespunde $nsumării cu luarea $n considerare aconsumatorilor cu funcţionare $n regim de scurtă durată "cifrele dintre paranteze#

i a doua fără luarea $n considerare a consumatorilor cu funcţionare de scurtădurată!

În continuare, se alege coeficientul general de simultaneitate, '0 , pe

regimuri de e4ploatare a navei! 1cest coeficient ia $n considerare faptul că nu toţi

consumatorii, prevăzuţi să funcţioneze $ntr>un anumit regim, lucrează simultan i

la $ncărcarea ma4imă! De e4emplu, regimul de mar poate fi de ordinul zilelor,

săptămânilor sau lunilor i $n această perioadă lungă se pot sc(im%a condiţiile de

navigaţie i, ca urmare, consumatorii consideraţi $n acest regim cu funcţionare

continuă pot fi pentru perioade scurte deconectaţi! În aceste condiţii puterea

efectiv consumată $n regimul de mar este mai mică decât cea rezultată din

$nsumarea aritmetică a puterilor consumate! De regulă, pentru calculele practice,

valorile coeficientului de simultaneitate general, '0 , pe regimuri, se alege

astfel:

> pentru regimul de staţionare la ancoră: '0 *,A*,A8

> pentru regimul staţionare cu lucrări de $ncărcare>descărcare:

'0 *,C

> pentru regimul de ridicare a ancorei: '0 *,A8*,C

> pentru regimul de mar: '0 *,C*, > pentru regimul de avarie:

'0 *,*,8!

În afara coeficientului general de simultaneitate pentru determinarea puteriicalculate pe regimuri de e4ploatare tre%uie să se ia $n considerare i pierderile deenergie $n reţeaua de distri%uţie! 1ceste pierderi se apreciază ca fiind 6>8O din

puterea consumată! +u aceste precizări, puterea calculată pentru fiecare regim sedetermină astfel:

5calc! ),*6),*8 '0 5c

")!36#

Wcalc! ),*6),*8 '0 Wc ")!37#

5uterea aparentă se calculează cu e4presia:

calc! 5calc3 W3calc! ")!38#

2aloarea medie a factorului de putere calculat pentru fiecare regim este:



5calc!

cosmed

calc!

)!39#

2alorile puterilor de calcul, 5calc! ,Wcalc! ,calc! ,o%ţinute ca rezultat al %ilanţuluienergetic permit să se treacă la alegerea numărului i puterii generatoarelor electrice principale i de rezervă pentru sistemul electroenergetic al navei!1legerea se face luând $n considerare puterile calculate fără luarea $n considerarea consumatorilor care lucrează $n regim de scurtă durată! După cum se vede idin e4emplul prezentat $n ta%elul 6!), $ntre valorile puterilor calculate cu luarea$n considerare i fără luarea $n considerare a consumatorilor cu regim defuncţionare de scurtă durată nu sunt deose%iri semnificative! E4istenţaconsumatorilor cu funcţionare de scurtă durată se are $n vedere la verificarea

capacităţii de suprasarcină a generatoarelor care $n condiţii normale tre%uie săasigure alimentarea acestor consumatori! De regulă, generatoarele navale admitsuprasarcină de )*O $n decurs de 3 ore, 38O timp de 6* minute i 8*O timp de 8minute! În cazul $n care sarcina consumatorilor de scurtă durată depăetecapacitatea de suprasarcină se recurge la conectarea unui generator suplimentar!

5entru calculul puterii centralei electrice se alege regimul cu cea mai mare putere consumată! În cele mai multe cazuri, acesta este regimul de mar! Deasemenea, la proiectarea sistemului electroenergetic este necesar să se prevadă io rezervă de )8>3*O faţă de puterea consumată cea mai mare!

1legerea numărului i puterii generatoarelor electrice reprezintă o sarcinădificilă $ntrucât tre%uie să se ai%ă $n vedere mai mulţi factori te(nici, economicii de e4ploatare, adesea contrari unul altuia! -re%uie sta%ilit un compromis careasigură regimurile cele mai favora%ile pentru funcţionarea centralei electrice! /aalegerea numărului i puterii generatoarelor electrice tre%uie să se ai%ă $nvederea $ndeplinirea următoarelor cerinţe:

)# 0eneratoarele tre%uie să fie $ncărcate $n toate regimurile aproape desarcina nominală "de regulă minim A8>C*O din puterea nominală#!

3# 0eneratoarele alese să fie de acelai tip i putere! În acest caz se asigurăo funcţionare sta%ilă la cuplarea $n paralel i se reduce cantitateanecesară de piese de rezervă!

6# 5uterea generatorului de rezervă tre%uie să fie aceeai cu a

generatorului de %ază! Este evident că cea mai %ună alegere este aceea$n care toate generatoarele de %ază i de rezervă sunt de acelai tip i

putere!Din punct de vedere al $ncărcării fiecărui generator aproape de sarcina

nominală, această cerinţă se realizează $n cazul folosirii unui număr mare degeneratoare cu posi%ilitatea de cuplare $n paralel a acestora! În acelai timp, unnumăr mare de agregate generatoare este limitat pe de o parte de posi%ilităţile demontare la navă, iar pe de altă parte de greutăţi legate de funcţionarea $n paralel aacestora! De aceea, de regulă, acest număr se limitează la 3>7 agregategeneratoare!



&n e4emplu de alegerea numărului i puterii generatoarelor este prezentat $nta%elul )!)! 5entru acoperirea consumului de energie electrică $n toate regimurilei asigurarea unei rezerve sunt posi%ile trei variante: prima alegerea a douăgeneratoare cu puteri de )8* S fiecareB a doua alegerea a trei generatoare cu

puteri de )** S fiecareB a treia alegerea a patru generatoare cu puteri de A8S fiecare!

După prima variantă $n toate regimurile lucrează un generator de %ază cu puterea de )8* S, al doilea fiind rezervă! În acest caz, sunt evidente douăneaunsuri: $ncărcare mică a generatorului $n regimul de staţionare "su% 7*O# i

posi%ilitatea de a efectua lucrări de revizii sau reparaţii numai $n regimul destaţionare!

1 doua variantă asigură funcţionarea a două generatoare de )** S $nregimurile de mar i de avarie, al treilea fiind de rezervă! În regim de staţionarelucrează un generator, două fiind de rezervă! În această variantă, $n toate

regimurile, sarcina generatoarelor este de circa 9*>A*O, ceea ce se poateconsidera mulţumitor! /ucrările de revizii i reparaţii sunt posi%ile numai $nregimul de staţionare!

1 treia variantă asigură funcţionarea a două generatoare de A8 S pentruregimurile de mar i de avarie, celelalte două fiind de rezervă, $n regimul destaţionare lucrează un generator de A8 S i trei sunt de rezervă! În aceastăvariantă se asigură $ncărcarea optimă a generatoarelor care lucrează "circaC**O#, lucrările de $ntreţinere i revizii se pot efectua atât $n regimul destaţionare cât i $n regimurile de mar i de avarie!

Din această analiză rezultă că varianta a treia este cea mai %ună cu condiţia

ca $n compartimentul prevăzut pentru centrala electrică să se permită montarea a patru agregate generatoare! În caz contrar, din motive constructive se optează pentru varianta a doua cu trei agregate generatoare!

1legerea generatoarelor se face după puterea activă de calcul $n cazul $n carevaloarea factorului de putere mediu este egală cu *,C sau mai mare! Dacă factorulde putere mediu are valoarea mai mică de *,C, atunci alegerea generatoarelor seface după puterea aparentă!

Metoda %ilanţului energetic "ta%elul de sarcină# se poate aplica i pentrudeterminarea puterii diesel>generatorului centralei electrice de avarie!Dieselgeneratorul de avarie intră $n funcţiune la scoaterea de su% tensiune acentralei electrice de %ază i puterea acestuia tre%uie să fie suficientă pentru a

asigura o%ligatoriu alimentarea următorilor consumatori:> iluminatul de avarieB> acţionarea electrică de avarie a cârmeiB> acţionarea electrică a pompei de incendiu de avarieB> legături de comunicaţii interioare i e4terioareB > lumini de navigaţie i

semnalizareB> vinciurile %ărcilor i alupelor de salvareB> alte instalaţii pentru siguranţa vieţii ec(ipaului!E4perienţa arată că pentru maoritatea navelor puterea diesel>generatorului de

avarie este $n limitele 8*>3** S!



În cazul sistemelor electroenergetice de curent continuu, metoda %ilanţuluienergetic pentru determinarea numărului i puterii generatoarelor electrice esteaceeai cu deose%irea că dispar coloanele 8, )*, )3, )8, 3* i 33 care corespundfactorilor de putere i puterilor reactive!

+/)/) Metoda analitică de determinare a puterii centralei electrice

1ceastă metodă permite determinarea puterii centralei electrice fără o analizăde detaliu a funcţionării tuturor consumatorilor de energie electrică!

Metoda analitică de determinare a puterii agregatelor generatoare presupunee4istenţa unei corelaţii $ntre puterea centralei electrice, puterea instalaţieienergetice de propulsie a navei $n anumite regimuri i deplasamentul navei!

De e4emplu, $n regim de mar cea mai mare parte a consumatorilor cufuncţionare constantă o constituie mecanismele care deservesc instalaţia

energetică de putere! +a urmare, puterea centralei electrice pentru regimul demar este $n corelaţie cu puterea motoarelor principale! /a staţionarea navei fărăoperaţiuni de $ncărcare puterea centralei electrice este dată de consumatorii careasigură condiţiile de trai ale ec(ipaului i este $n corelaţie cu deplasamentulnavei!

Rezultatele analizei unui volum mare de date statistice au permis o%ţinereaunor formule e4perimentale de calcul a puterii centralei electrice! 5entrue4emplificare se prezintă calculul puterii centralei electrice pentru o navă detransport mărfuri generale cu motoare principale lente!

'egim de mar! 5uterea centralei electrice $n acest regim poate fi determinată cu una din

e4presiile:

5mars )C*,*3CN 5s!d!ma4 !

sau

")!3A#

5mars )C *,*3CN 5c!nivel

")!3C#unde:N > puterea motoarelor principale

5s!d!ma4 !

> puterea cea mai mare la conectarea unui consumator cu regim descurtă durată "pompa de incendiu sau pompa de drena#

5c!niveltrai > puterea consumatorilor care asigură nivelul de trai al

ec(ipaului!

5c!niveltrai 5K 52 5climS

")!3#

$n care:5K > puterea utilaelor cam%uzei

52 > puterea ventilaţiei generale



5clim! > puterea instalaţiei de climatizare!

Dacă 5s!d!ma4 ! X 5c!niveltrai se folosete relaţia "6!))#, iar dacă 5 s!d!ma4 ! Y 5c!niveltrai se

folosete relaţia "6!)3#!taţionare fără operaţiuni de $ncărcare

Puterea centralei electrice se determină cu una din e(presiile)

5st! ))*,**3D 5s!d!ma4 !

")!6*#

5st! )) *,**3D 5c!nivel trai

")!6)#

unde:D > deplasamentul navei $n tdS!

5s!d!ma4 ! , 5c!nivel trai > au aceeai semnificaţie ca $n formulele ")!3A# i ")!3C#!

Staţionare cu operaţii de "ncărcare În acest regim, puterea centralei electrice se compune din puterea determinată

$n regimul de staţionare fără operaţiuni de $ncărcare la care se adaugă putereanecesară pentru funcţionarea instalaţiilor de $ncărcare "vinciuri sau macarale#!

),*8 n

5st!inc! 5st! *,86 n ) *,)80 n v n

")!63# unde:0 n > sarcina nominală, t v n > viteza

nominală de ridicare a $ncărcăturii, mmin! n >

numărul vinciurilor sau macaralelor de pe navă!

'egim de manevră

În acest regim apro4imarea puterii se face cu formula:

5man! 5mars *,C 5ancora 5comp! ")!66#

unde:5ancora > puterea vinciului de ancoră, S

5comp! > puterea compresorului pentru aerul de pornire, S!

În acest regim, spre deose%ire de regimul de mar, pot fi conectate: vinciul deancoră, pompă de incendiu "pentru spălarea lanţului de ancoră# i compresorul

pentru aerul de pornire! În acelai timp tre%uie avut $n vedere că, pe de o parte posi%ilitatea de conectare concomitentă este redusă, iar pe de altă parte, aceticonsumatori lucrează $n regim de scurtă durată!

'egim de avarie



În regimul de avarie, sarcina centralei electrice o constituie consumatorii careasigură marul navei, stingerea incendiului, scoaterea apei din compartimenteleinundate! În acest regim sunt deconectaţi consumatorii de mică importanţă pentruvitalitatea navei cum ar fi: cam%uza, ventilaţia, climatizarea !a! În caz de

necesitate poate fi introdus $n funcţiune: generatorul de rezervă! /uând $nconsiderare aceste posi%ilităţi, puterea centralei electrice $n regim de avarie, deo%icei, nu depăete puterea $n regim de mar!

Metoda analitică de determinare a puterii centralei electrice permiteapro4imarea acesteia, suficientă pentru proiectul preliminar al navei! &n calculmai precis rezultă din aplicarea metodei %ilanţului energetic!

$!"$ D! A'$(!&A%'A!)! +entrala electrică a navei este formată din:

a# surse de energie electricăB

%# surse de energie electrică $mpreună cu ta%loul de distri%uţieBc# surse de energie electrică, ta%loul principal de distri%uţie i ta%lourile secundare

de distri%uţieBd#sursele i reţeaua electrică a navei!

3! c(ema electrică de structură din figura de mai os corespunde:

a# unor EN autonomeB %# unor EN cu preluarea parţială a puterii de la sistemul energeticBc# unor EN unitareBd# unor EN mi4te!

%'CA! D! &!IFICA!

E4plicaţi modul de completare a ta%elelor de sarcină "%ilanţul energetic#

8"-'N" %A $!"$'% D! A'$(!&A%'A! ):%B 3:c!

&nitatea de $nvăţre nr!3C!N$A%! !%!C$IC! NA&A%!

C'-IN"



urse de energie electrică la nave!isteme de e4citaţie i de stingere a câmpuluila generatoarele sincrone! 5rincipiile reglării automate a tensiunii i puteriireactive!isteme de compoundare a generatoarelor sincrone i de reglare automată a

e4citaţiei!istemul EEN de e4citaţie cu tiristoare pentru generatoare sincrone! Distri%uţia

sarcinii reactive $ntre generatoarele sincrone care funcţionează $n paralel!5rincipiile reglării automate a frecvenţei i puterii active!Regulatoare de turaţiecu două impulsuri, sisteme de reglare a frecvenţei $n funcţie de parametriigeneratorului! Distri%uţia sarcinii active $mtre generatoarele care funcţionează $n

paralel! 5rocedee de cuplare $n paralel a generatoarelor! Metode de sincronizare!incronizarea automată a generatoarelor sincrone: cu ung(i constant de

anticipare i cu timp constant de anticipare!

(BI!C$I&!

> enunţarea i e4plicarea sitemelor de e4citaţie utilizate $n domeniul navalB> definirea principiilor reglării automate a tensiunii i distri%uirii uniforme

a puterii reactiveB> descrierea sistemului de e4citaţie cu tiristoare de tipul EENB> definirea principiilor reglării automate a frecvenţei i distri%uirii uniforme

a puterii activeB> descrierea metodelor de cuplare $n paralel a generatoarelor sincrone

navale!

)/ "urse de energie electrică la nave/ "isteme de e?citaţie ageneratoarelor electrice

)/+ "urse de energie electrică la nave/

)/) 9eneratoare sincrone

istemul de e4citaţie al generatoarelor sincrone, ca i $n cazul generatoarelor de curent continuu, este un element important al mainii sincrone!

5entru o funcţionare sigură a generatoarelor sincrone, cât i pentrusta%ilitatea sistemului electroenergetic, sistemul de e4citaţie tre%uie să



$ndeplinească următoarele cerinţe de %ază: să fie direct, independent de reţeauaelectrică e4terioarăB să asigure forţarea e4citaţiei până la valoarea ma4imă $ntimp minimB să ai%ă viteză mare de cretere a e4citaţieiB să fie sigur $nfuncţionare!

În sistemele electroenergetice navale se folosesc următoarele sisteme dee4citaţie a generatoarelor sincrone:

)# cu e4citatrice de curent continuu3# cu autoe4citaţie6# cu e4citatrice de curent alternativ "sistemul de e4citaţie fără

perii#! Sistemul de excitaţie cu excitatrice de curent

continuu realizează alimentarea $n curent continuu ae4citaţiei generatorului sincron de la un generator de curentcontinuu cuplat cu a4ul generatorului sincron i antrenat deacelai motor primar! 1cest generator de curent continuu se

numete e4citatrice i a reprezentat primul sistem folosit pentru alimentarea e4citaţiei generatoarelor sincrone! 5utereae4citatrice reprezintă ),8>3O din puterea e4citatriceigeneratorului sincron! -ensiunea nominală a e4citatricei

pentru generatoare cu puteri până la 3** S este 3C2, 382,882, iar pentru puteri mai mari 38>982!

În figura 3!A se prezintă sc(ema de e4citaţie a generatorului sincron de lae4citatricea de curent continuu!

Fig/ )/4 "c;ema de principiu a alimentării e?citaţiei generatoruluisincron de la e?citatrice

/a pornire se produce autoe4citarea e4citatricei ca generator de curentcontinuu i tensiunea de la %ornele acesteia alimentează e4citaţia generatorului

sincron!5entru realizarea autoe4citaţiei e4citatricei este necesar ca flu4ul remanent alacesteia să fie:

rem 3 8 O*

"3!8#

$n care: * > flu4ul la mers $n gol, corespunzător tensiunii ma4ime !5rin rotirea generatorului i e4citatricei cu viteza nominală la %ornele

e4citaţiei se creează o tensiune de "3>8#O din valoarea nominală! +ircuitul de



e4citaţie al e4citatricei fiind $nc(is, $n el apare un curent, i e e4 , care creează un

flu4 suplimentar i câmpul rezultant va fi:

rez! rem! supl!

"3!9#1utoe4citarea este posi%ilă numai atunci când sensurile celor două flu4uri

coincid, adică se o%ţine creterea flu4ului rezultant având ca rezultat cretereatensiunii electromotoare, !a!m!d!

5rezenţa e4citatricei, care este o maină de curent continuu cu colector i perii, scade siguranţa $n e4ploatare a generatorului sincron! E4perienţae4ploatării agregatelor generatoare arată că cele mai multe avarii alegeneratoarelor se produc din cauza defecţiunilor care apar la e4citatrice! Deasemenea, e4citatricea mărete ga%aritul "$ndeose%i lungimea# i greutateaagregatului generator! 5entru generatoarele navale care au putere relativ mică $n

comparaţie cu generatoarele centralelor electrice staţionare, ga%aritul i preţul decost sunt mari pentru generatoarele sincrone cu e4citatrice de curent continuu!

Dezvoltarea semiconductoarelor i amplificatoarelor magnetice a permisrealizarea generatoarelor sincrone autoe4citate, care $n locul e4citatricei folosescun sistem static de e4citaţie fără elemente $n micare!

În momentul actual nu se mai instalează la nave generatoare sincrone cue4citatrice de curent continuu! 1cest tip de generator poate fi $ntâlnit doar la naveconstruite $n anii interiori!

Autoexcitarea generatoarelor sincrone constă $n alimentarea $nfăurării dee4citaţie, prin redresor, de la circuitul de curent alternativ al statorului!

În acest caz nu mai este necesară o sursă separată de energie! 5rocesul deautoe4citare se desfăoară analog cu autoe4citaţia generatorului de curentcontinuu! În figura 3!C se prezintă sc(ema simplificată a generatorului sincron cuautoe4citaţie!

Fig/ )/5 "c;ema de principiu a generatorului sincron autoe?citat

-ransformatorul intermediar, -i , are trei $nfăurări: $nfăurarea de tensiune,$nfăurarea de curent i $nfăurarea secundară, care $nsumează semnalele din

primele două $nfăurări! -ensiunea de linie a generatorului se aplicătransformatorului, -i , prin draselul D! emnalul de tensiune de la %ornele$nfăurării secundare este redresat i alimentează $n curent continuu $nfăurareade e4citaţie a generatorului sincron!



istemul de autoe4citaţie este realizat astfel $ncât realizează $nsumareafazorială a doi curenţi din care unul este proporţional cu tensiunea, iar cel de>aldoilea este proporţional cu curentul de sarcină din stator! Între cei doi curenţi,

pentru funcţionarea corectă a sistemului, tre%uie să fie un defaza de *!

Defazaul se o%ţine prin amplasarea draselului D $n circuitul de tensiune sau se poate folosi un condensator $n acelai scop! De asemenea, pentru o%ţinereadefazaului, $n unele sc(eme $n loc de drosel sau condensator se montează ununt magnetic cu rolul de a mări reluctanţa $nfăurării de tensiune pentru a o%ţine

pe această cale defazarea semnalelor de tensiune i de curent!5rocesul de autoe4citare al generatorului sincron este determinat, ca i $n

cazul generatorului de curent continuu, de e4istenţa magnetismului remanent! /arotirea rotorului generatorului sincron la %ornele lui apare tensiuneaelectromotoare remanentă care produce un curent de e4citaţie! -recereacurentului redresat prin $nfăurarea de e4citaţie a generatorului duce la mărirea

câmpului generatorului, ceea ce are ca urmare, creterea tensiunii electromotoarei a curentului de e4citaţie! 5rocesul de cretere continuă până când tensiuneageneratorului aunge la valoarea & * , corespunzătoare mersului $n gol algeneratorului!

În figura 3! se prezintă caracteristica de mers $n gol a generatorului icaracteristica circuitului de e4citaţie!

Fig/ )/6 Caracteristica de mers 0n gol a generatorului :i a circuitului de e?citaţie

2aloarea tensiunii,& * , corespunde punctului 6 de intersecţie $ntrecaracteristica de mers $n gol a generatorului ) i caracteristica circuitului dee4citaţie 3!

pre deose%ire de generatorul de curent continuu, caracteristica circuitului dee4citaţie a generatorului sincron nu este o dreaptă! +ircuitul e4citaţieigeneratorului format din droselul D, transformatorul intermediar -i , redresorul



R d i $nfăurarea de e4citaţie E0 este neliniar având impedanţa dependentă de

mărimea curentului de e4citaţie i de frecvenţă!

Din figura 3! se o%servă că cele două caracteristici se intersectează $n mai

multe puncte: ), 3 i 6! În acest caz, su% influenţa magnetismului remanent,tensiunea poate crete până la valoarea &), corespunzătoare punctului ), dupăcare se $ntrerupe creterea $n continuare! 1ceastă dispunere a celor douăcaracteristici nu este favora%ilă procesului de autoe4citaţie, $ntrucât tensiunearemanentă este mică, 3>8O &n, iar impedanţa circuitului de e4citaţie are valorimari!

5entru ca tensiunea generatorului să aungă la valoarea &*, corespunzătoaremersului $n gol este necesar să se adopte măsuri speciale care să permităridicarea tensiunii generatorului peste tensiunea critică, &cr , corespunzător ie X ie

cr !

În sc(emele de e4citare a generatoarelor sincrone autoe4citate se folosescdiferite procedee care asigură iniţierea autoe4citării, cum ar fi:> mărirea magnetismului remanent al generatorului care se poate realiza prin

montarea unor magneţi permanenţi $ntre poli i rotor! 5rocedeul asigurămodificarea caracteristicii de mers $n gol a generatorului cu consecinţefavora%ile procesului de autoe4citare! Dezavantaul constă $n complicareaconstrucţiei generatorului, mărirea dimensiunilor i $nrăutăţireacaracteristicilor de funcţionare ale generatorului!

> micorarea impedanţei circuitului de e4citaţie $n perioada de autoe4citare!1ceasta se poate o%ţine pe mai multe căi: untarea dreselului D, $n perioadade pornire, cu autorul unui %utonB conectarea $n scurtcircuit a %ornelor statorului generatorului, o%ţinându>se pe această cale contri%uţia $nfăurăriide curent la sporirea tensiunii $n $nfăurarea secundară a transformatoruluiintermediarB formarea unui circuit rezonant cu elementele circuitului dee4citaţie: "drosel, condensator, $nfăurările transformatorului intermediar#!În ceea ce privete ultimul procedeu, rezonanţa circuitului se sta%ilete

pentru o frecvenţă de 9*>*O din frecvenţa nominală! /a pornire aparetensiunea remanentă i la turaţia 9*>*O din turaţia nominală se o%ţinerezonanţa circuitului de e4citaţie, se reduce la minim impedanţa acestuia icrete curentul de e4citaţie la o valoare suficientă pentru autoe4citareageneratorului!

> alimentarea e4citaţiei generatorului, $n perioada de pornire, de la surseindependente: %aterie de acumulatori, generator de e4citaţie iniţială! 5utereaacestor surse este mică, câţiva volţiamperi i asigură $n perioada iniţialăautoe4citarea generatorului! În cazul folosirii generatorului de e4citaţieiniţială acesta este $nglo%at $n construcţia generatorului sincron, este de tipulgeneratorului sincron cu magneţi permanenţi pentru e4citaţie i alimenteazăe4citaţia generatorului sincron $n perioada iniţială printr>o punte redresoare!

/a generatoarele sincrone autoe4citate pentru alimentarea $nfăurării dee4citaţie dispusă pe rotorul mainii se folosesc inele i perii!



Sistemul de excitaţie cu excitatrice de curent alternativ elimină necesitateainelelor i periilor, de aceea acest sistem se mai numete sistem de e4citaţie fără

perii! E4citatricea $n acest caz este un generator sincron $nglo%at $n construcţiageneratorului de %ază! E4citatricea are $nfăurarea indusă trifazată de curent

alternativ dispusă pe rotorul mainii iar $nfăurarea inductoare, alimentată $ncurent continuu, este amplasată pe statorul generatorului de %ază!

În figura 3!)* se prezintă sc(ema de principiu a sistemului de e4citaţie cue4citatrice de curent alternativ!

Fig/ )/+* "c;ema de principiu a sistemului de e?citaţie cu e?citatrice de curentalternativ

Înfăurarea de e4citaţie a generatorului de %ază, E0, este alimentată de la$nfăurarea rotorului e4citatricei printr>un grup de redresoare montate pe a4ulrotorului! 1ceastă soluţie constructivă a permis eliminarea inelelor i periilor,$ntrucât toate elementele sunt montate pe rotorul aflat $n micare de rotaţie!Înfăurarea de e4citaţie a e4citatricei este alimentată $n curent continuu prinredresorul R d3 de la statorul generatorului sincron printr>un transformator intermediar, soluţie asemănătoare cu cea prezentată $n cazul generatoruluisincron autoe4citat!

1utoe4citarea generatorului se face pe %aza tensiunii remanente creată dee4istenţa magnetismului remanent al polilor e4citatricei i generatorului!Reglarea e4citaţiei se face de către regulatorul automat de tensiune, R1&,conectat la circuitul statorului i care conţine elemente similare cu cazulgeneratorului sincron autoe4citat!

istemul cu e4citatrice de curent alternativ este superior comparativ cucelelalte sisteme e4cluzând contactele alunecătoare: colector, inele de contact i

perii!Dintre sistemele de e4citaţie prezentate, cele mai utilizate la nave sunt

sistemul cu autoe4citaţie i sistemul cu e4citatrice de curent alternativ!

Reacţia indusului generatorului sincron

-ransformatorul intermediar, folosit $n sistemul cu autoe4citaţie i $n sistemule4citatricei de curent alternativ, are două $nfăurări primare: de tensiune i decurent! Înfăurarea de tensiune asigură autoe4citarea generatorului la mers $n gol"curentul de sarcină, I * # i menţine alimentarea e4citaţiei pe timpul



funcţionării generatorului sincron! Înfăurarea de curent are rolul de a compensacăderea de tensiune care apare la mersul $n sarcină al generatorului!

1semănător cu generatorul de curent continuu i $n cazul generatoruluisincron, la mersul $n sarcină, curentul de%itat de generator produce o cădere de

tensiune pe impedanţa $nfăurării induse a generatorului i, de asemenea, produce un flu4 de reacţie al indusului care se compune cu flu4ul inductor principal i creează flu4ul rezultant la mersul $n sarcină al generatorului!Înfăurarea de curent a transformatorului intermediar are un rol similar cue4citaţia serie a generatorului de curent continuu $ntrucât compensează cădereade tensiune i influenţa reacţiei indusului produse de curentul de sarcină!

/a mersul $n gol al generatorului sincron "I *#, $nfăurarea de e4citaţiedispusă pe polii inductori de pe rotor produce flu4ul inductor principal, * , acărui a4ă coincide cu a4a polilor! 1tunci când generatorul funcţionează $n sarcinăi de%itează un curent, I *, acest curent creează un flu4 propriu denumit flu4ul

de reacţie al indusului! În cazul generatorului sincron curentul de sarcină, I, estedefazat faţă de tensiune i se consideră că are două componente: o componentăactivă $n fază cu tensiunea i o componentă reactivă defazată cu 3 faţă detensiune!

Fenomenul reacţiei indusului depinde, $n cazul generatorului sincron, dedefazaul , care e4istă $ntre tensiunea electromotoare, E*, de mers $n gol icurentul de sarcină, I! În figura 3!)) se prezintă flu4ul inductor principal i flu4ulde reacţie pentru trei cazuri limită: sarcină activă, sarcină pur inductivă i sarcină

pur capacitivă!



Fig.2.11Fluxurile în generatorul sincron la mers în sarcină

a) activă, 0 ; b) inductivă, ; c)capacitivă, .

3 3

Din reprezentarea flu4urilor se o%servă că pentru sarcina activă "figura3!))!a#, flu4ul de reacţie este perpendicular pe a4a polilor inductori i se numeteflu4 de reacţie transversal, aZ "cazul este similar cu cel al generatorului decurent continuu#! 5entru sarcina inductivă "figura 3!))!%#, flu4ul de reacţie esteorientat de>a lungul a4ei polilor, $n sens contrar flu4ului inductor principal i senumete flu4 de reacţie longitudinal demagnetizant, ad ! Dacă sarcina este

capacitivă "figura 3!))!c#, flu4ul de reacţie este orientat de>a lungul a4ei, $nsensul flu4ului inductor principal i se numete flu4 de reacţie longitudinal

magnetizant! 5entru cazul general, , $n figura 3!)3 se prezintă

componentele 3

curentului de sarcină!În cazul general, curentul de sarcină prin componentele sale produce un flu4

de reacţie care este format din:

> un flu4 de reacţie transversal, aZ , creat de componenta activă a

curentului de sarcină, IaB

> un flu4 de reacţie longitudinal, ad , creat de componenta reactivă acurentului i care poate fi demagnetizant $n cazul unei compone ntereactive inductive sau magnetizant dacă componenta reactivă estecapacitivă!

> 5entru sistemul electroenergetic naval, principali consumatori fiindmotoarele electrice, se solicită de la centrală putere reactivă inductivănecesară $n funcţionarea motoarelor electrice i, ca urmare, $n toateregimurile de funcţionare, componenta longitudinală a flu4ului de reacţieeste demagnetizantă!



Fig/ )/+) Componentele curentului de sarcină acaracter inductiv> = caracter capacitiv/

Din cele prezentate rezultă că $n cazul generatorului sincron acţiunea flu4uluide reacţie al indusului de micorare a flu4ului rezultant, de la mersul $n gol lamersul $n sarcină, este dată $n principal de componenta inductivă a curentuluide sarcină!

)/1 "tingerea câmpului magnetic

0eneratoarele sincrone sunt prevăzute cu un dispozitiv automat de stingereacâmpului, 1+, care asigură, la decuplarea generatorului, micorarea rapidă atensiunii electromotoare i a curentului de%itat de generator!

Întrerupătorul automat al generatorului asigură protecţia la scurtcircuite, care pot apărea pe %arele ta%loului principal de distri%uţie, -5D, i pe reţeaua dedistri%uţie a energiei electrice! În cazul unui scurtcircuit $n interiorulgeneratorului sau $n ca%luri pe porţiunea de la generator la -5D, protecţia$ntrerupătorului automat nu acţionează! 1pariţia unui scurtcircuit $n interiorulgeneratorului, $n condiţiile $n care generatorul se rotete i e4citaţia generatoruluimenţine curentul de scurtcircuit, reprezintă un pericol grav atât pentru$nfăurările generatorului, cât i pentru corpul de oţel! 5oate apare $n acestecondiţii aa zisul GincendiuH $n fier, adică topirea oţelului datorită menţineriiarcului electric!

În condiţiile $n care se menţine turaţia motorului primar de antrenare ageneratorului, scurtcircuitele care pot apărea pe porţiunea neproteată de$ntrerupătorul automat pot fi $ntrerupte numai prin stingerea câmpului magnetic

care constă $n scăderea câmpului magnetic de e4citaţie până la o mărime aproapede anulare!

În funcţionarea normală a generatoarelor sincrone, la decuplarea$ntrerupătorului automat, apar supratensiuni periculoase datorită reactanţelor mari ale $nfăurărilor! În cazul $n care rezistenţa de izolaţie este slă%ită, acestesupratensiuni pot duce la apariţia scurtcircuitelor interioare sau pe porţiunea de lagenerator până la -5D! 5entru a evita o asemenea posi%ilitate de defecţiune, ladecuplarea normală a $ntrerupătorului automat tre%uie să se realizeze $n acelaitimp i stingerea câmpului magnetic cu autorul automatului de stingere acâmpului 1+!

tingerea câmpului magnetic se realizează suficient de repede i este singurul procedeu care permite limitarea avariei mainilor electrice la scurtcircuiteleinterioare! De asemenea, stingerea câmpului magnetic este necesară ladecuplarea $ntrerupătoarelor automate, $n condiţii normale de e4ploatare, pentrua evita apariţia supratensiunilor periculoase!

5rocedeul de stingere a câmpului magnetic este relativ simplu i constă $ndeconectarea $nfăurării de e4citaţie! În acelai timp tre%uie avut $n vedere că dincauza valorilor mari ale inductanţei circuitului de e4citaţie, la $ntrerupereaacestuia apar supratensiuni mari care pot duce la străpungerea izolaţiei! Deaceea, automatul de stingere a câmpului cu acţiunea rapidă tre%uie să ofere



posi%ilitatea limitării supratensiunilor care apar la %ornele $nfăurării de e4citaţie!În practică se folosesc următoarele procedee de stingere a câmpului: $nc(iderea$nfăurării de e4citaţie pe o rezistenţă constantăB $nc(iderea $nfăurării dee4citaţie $n scurtcircuitB conectarea $n circuitul de e4citaţie a unei rezistenţe

suplimentareB conectarea $n circuitul de e4citaţie a unei camere de stingere aarcului!

Stingerea câmpului prin conectarea unei rezistenţe pentru un generator sincron cu e4citaţia alimentată de la o e4citatrice de curent continuu este

prezentată $n sc(ema din figura 3!)6!

Fig/ )/+1 "tingerea câmpului magnetic pentru un generator sincron cu e?citatrice decurent continuu

tingerea câmpului se realizează pe calea $nc(iderii $nfăurării de e4citaţie,după deconectare, pe o rezistenţă de stingere!

În funcţionare normală e4citaţia generatorului, E0, este alimentată de lae4citatrice prin contactul ) normal $nc(is al automatului de stingere a câmpului1+, iar rezistenţa r s este deconectată!

/a deconectarea generatorului, automatul de stingere a câmpului realizează la$nceput $nc(iderea contactului 3 prin care rezistenţa de stingere a câmpului, r s,este conectată $n paralel cu e4citaţia, E0, a generatorului, după care, cu ooarecare $ntârziere, se desc(ide contactul ) prin care se deconectează alimentareade la e4citatrice! +onectarea $nfăurării de e4citaţie, fără pauză, pe rezistenţa destingere previne apariţia supratensiunilor $n circuitul de e4citaţie i astfel se$nlătură pericolul de străpungere a izolaţiei $nfăurării!

Înc(iderea $nfăurării de e4citaţie a generatorului pe rezistenţa de stingereduce la scăderea rapidă a tensiunii electromotoare până la valoarea tensiuniiremanente prin micorarea rapidă a câmpului magnetic! +urentul de e4citaţie nuscade instantaneu la valoarea zero! e menţine o perioadă scurtă de timp $n care

energia electromagnetică acumulată $n e4citaţia generatorului se descarcă peconturul $nc(is format din rezistenţa r s i e4citaţia generatorului E0,transformându>se $n căldură! +u cât este mai mare rezistenţa r s, cu atât maiintensă este a%sor%ţia energiei electromagnetice i cu atât mai rapidă va fistingerea curentului de e4citaţie!

5entru circuitul de e4citaţie se poate scrie:

die ie r e r s *

/ e



dt "3!A#

unde:/ e > inductanţa circuitului de e4citaţie al

generatorului i e > valoarea instantanee a curentului de

e4citaţie r e > rezistenţa $nfăurării de e4citaţie r s >

rezistenţa de stingere!

oluţia ecuaţiei diferenţiale "3!A# este:r e r s t

ie &e* e /e t Ie*e -sc

r e "3!C#

$n care:& e* > valoarea iniţială a tensiunii de e4citaţie

I e* > valoarea iniţială a curentului de e4citaţie

/ e > constanta de timp a circuitului de stingere a câmpului!-sc

r e r s

+urentul $n circuitul de stingere, dat de relaţia "3!C# se anulează după legeae4ponenţială! În figura 3!)3 se prezintă variaţia curentului de stingere $n funcţiede timp!

Fig/ )/+) Caracteristicile de stingere a câmpului cu autorul re#istenţei de stingere



+reterea vitezei de stingere se o%ţine prin mărirea valorii rezistenţei destingere! În acelai timp, creterea rezistenţei de stingere este limitată de valoareatensiunii ma4ime care apare $n primul moment la %ornele $nfăurării de e4citaţie!

&ma4 r s Ie* "3!#

2aloarea ma4im admisă a tensiunii se determină cu o relaţie sta%ilită pe %azee4perimentale $n funcţie de tensiunea de $ncercare la străpungere a $nfăurării dee4citaţie, astfel:

&ma4 *,A&incercare "3!)*#

După alegerea valorii tensiunii ma4ime, se determină valoarea rezistenţei destingere din condiţia:

&ma4

I e* r s &ma4 Br s

I e*

"3!))#

În timpul procesului tranzitoriu de stingere a câmpului tensiunea la %ornele$nfăurării de e4citaţie este:

di e i e r e

r s i e u e / dt "3!)3#

Din relaţia "3!)3# se o%servă că $n perioada de stingere tensiunea pe$nfăurarea de e4citaţie $i sc(im%ă semnul i se anulează după legeae4ponenţială!

t

u e & ma4 e - "3!)6#

În figura 3!)3 se prezintă forma de variaţie a tensiunii la stingerea câmpului!2aloarea cea mai mare a tensiunii apare $n primul moment al stingerii câmpului,deoarece inversarea câmpului %o%inei induce o tensiune electromotoare mare deautoinducţie!

2iteza de stingere a câmpului i, totodată viteza de scădere a tensiuniielectromotoare a generatorului, este caracterizată de constanta de timp, -sc, acărei mărime depinde de valoarea rezistenţei de stingere! În practică rezistenţa destingere se alege de 3>8 ori mai mare decât rezistenţa $nfăurării de e4citaţie i secalculează pentru o funcţionare de durată corespunzătoare cu 8O din curentulnominal de e4citaţie! 5entru aceste valori viteza de stingere a câmpului se



consideră suficientă i durata $n care tensiunea generatorului scade de la valoareanominală până la valoarea tensiunii remanente este de circa *,6>*,9 s!

Stingerea câmpului generatoarelor sincrone autoexcitate prinscurtcircuitarea $nfăurării de e4citaţie sau untarea $nfăurării secundare a

transformatorului intermediar este prezentată $n figura 3!)8!

Fig/ )/+2 "c;eme de stingere a câmpului generatoarelor sincrone autoe?citatea prin scurcircuitarea 0n.ă:urării de e?citaţie>= prin :untarea 0n.ă:urării secundare a trans.ormatorului intermediar/

/a generatorul cu autoe4citaţie procesul de stingere a câmpului se desfăoarăaltfel decât pentru generatorul cu e4citatrice de curent continuu! Deose%irea see4plică prin faptul că transformatorul cu trei $nfăurări lucrează $n regim detransformator de curent i la $ntreruperea $nfăurării de e4citaţie apare o tensiunemare pe redresor care depăete de 3,8>3 ori valoarea tensiunii nominale! 5entrustingerea câmpului generatoarelor sincrone cu autoe4citaţie se folosesc douătipuri de sc(eme prezentate $n figura 3!)8: a# scurcircuitarea $nfăurării dee4citaţie i %# untarea $nfăurării secundare a transformatorului cu trei$nfăurări!

Stingerea câmpului cu rezistenţe de stingere pentru generatoare sincrone

autoexcitate, prezentate $n figura 3!)9, permit creterea vitezei de stingerecomparativ cu sc(emele de stingere prin scurcircuitare!

Fig/ )/+3 "c;emele de stingere a câmpului cu re#istenţe de stingere pentrugeneratoarele sincrone autoe?citate

2ariantele prezentate $n figura 3!)9 permit: a# $nc(iderea e4citaţiei perezistenţă de stingere r sB %# introducerea $n serie cu $nfăurarea de e4citaţie a



rezistenţei de stingere r sB c# untarea cu rezistenţele r s a $nfăurării secundareaparţinând transformatorului cu trei $nfăurări!

+urentul $n circuitul de stingere i $n aceste cazuri variază după legeae4ponenţială!

t

ie I e*e -sc ,

"3!)7#

iar valoarea rezistenţei de stingere se alege din condiţia ca tensiunea ma4imă să nudepăească o anumită valoare!

& ma4 r s

I e*

"3!)8#

În varianta %# din figura 3!)9, valoarea rezistenţei, r s, care se introduce $nserie cu $nfăurarea de e4citaţie tre%uie să depăească valoarea rezistenţei critice!În procesul de autoe4citare al generatorului sincron punctul de funcţionare sesta%ilete la intersecţia caracteristicii de mers $n gol cu caracteristica circuituluide e4citaţie! /a introducerea $n serie cu circuitul de e4citaţie a unei rezistenţe sesc(im%ă $nclinarea caracteristicii circuitului de e4citaţie i pentru o anumităvaloare a rezistenţei introdusă $n circuit, denumită valoare critică, caracteristicade e4citaţie devine tangentă la caracteristica de mers $n gol! 5entru valori maimari decât rezistenţa critică, autoe4citarea nu mai este posi%ilă!

)/,/-rincipiile reglării automate a tensiunii :i puterii reactive)/,/+ 9eneralităţi

În funcţionarea normală a sistemelor electroenergetice navale se producecontinuu sc(im%area sarcinii consumatorilor i, ca urmare, sc(im%area puteriicerută de la generatoare! 1ceste sc(im%ări, $n cazul $n care lipsete reglareaautomată, produc oscilaţii ale tensiunii i frecvenţei sistemului faţă de valorilenominale i $nrăutăţesc calitatea energiei electrice produsă de generatoare!'scilaţiile tensiunii produc sc(im%area parametrilor de funcţionare ai

consumatorilor, iar oscilaţiile violente, create de scurtcircuite $n reţea sau de pornirea unor motoare asincrone de putere compara%ilă cu a generatoarelor, potduce la deteriorarea sta%ilităţii sistemului i scoaterea generatoarelor dinsincronism!

Micorarea frecvenţei duce la reducerea vitezei de rotaţie a motoarelor electrice i, ca urmare, se micorează productivitatea unor mecanisme "pompe,ventilatoare# sau, $n cazul mecanismelor de acţionare a vinciurilor i macaralelor,se mărete durata operaţiunilor! De asemenea, ridicarea frecvenţei duce lacreterea puterii electromotoarelor, mărirea pierderilor i a $ncălzirii acestora!

iguranţa sistemelor electroenergetice navale are o importanţă deose%ită pentru funcţionarea fără $ntrerupere a consumatorilor de energie electrică! În



e4ploatare, calitatea energiei electrice este asigurată $n principal de doi parametrii: tensiunea i frecvenţa!

5entru menţinerea constantă a tensiunii generatoarelor sincrone idistri%uţia ec(ili%rată a sarcinii reactive se acţionează asupra e4citaţiei

generatorului! În sistemele de reglare automată a tensiunii, influenţa e4terioară principală care determină fluctuaţiile tensiunii, este curentul reactiv sau putereareactivă! +omponenta inductivă a curentului de sarcină este cea care creeazăflu4ul de reacţie longitudinal demagnetizant care produce scăderea flu4uluirezultant i a tensiunii generatorului!

5entru menţinerea constantă a frecvenţei i distri%uţia ec(ili%rată a puteriiactive se acţionează asupra regulatoarelor de turaţie ale motoarelor primare deantrenare a generatoarelor! În sistemele de reglare automată a frecvenţeicurentului generatorului sincron, influenţa e4terioară principală, care determinăoscilaţiile frecvenţei, este sarcina aplicată la a4ul motorului primar, adică puterea

activă sau curentul activ produse de generator!istemele de reglare automată a tensiunii i distri%uţiei ec(ili%rată a sarciniireactive i sistemele de reglare automată a frecvenţei i distri%uţiei ec(ili%rată asarcinii active, sunt distincte $n sc(ema generală a generatorului sincron! Dee4emplu, dacă se acţionează asupra e4citaţiei, care face parte din primul sistem,nu se poate o%ţine modificarea parametrilor celui de>al doilea sistem: frecvenţa i

puterea activă! De aceea, aceste sisteme se tratează separat!

)/,/) Caracteristicile :i clasi.icarea sistemelor de reglare automată atensiunii @A$

5entru resta%ilirea tensiunii $n sistem, după scăderea ei $n regimurilenormale sau de avarie, este necesar să se acţioneze asupra e4citaţiei generatoruluisincron!

+omparativ cu sistemele industriale, $n sistemele electroenergetice navale,reglarea automată a tensiunii tre%uie să $ndeplinească cerinţe superioare privindcalitatea energiei electrice! 1ceasta se e4plică prin graficul diurn care, $n cazulsistemelor electroenergetice navale, are mari fluctuaţii de sarcini active ireactive! De asemenea, pentru sistemul electroenergetic naval sunt caracteristicecăderi mari de tensiune produse de curenţii de scurtcircuit sau de curenţii de

pornire a motoarelor asincrone cu rotorul $n scurtcircuit de putere compara%ilă cu puterea generatoarelor! În acelai timp, cerinţa de menţinere constantă a tensiuniila variaţia sarcinii este o condiţie de %ază pentru funcţionarea unor instalaţii de la

%ordul navei "sisteme automate, aparatura de radio, iluminat#!istemele de reglare automată a tensiunii i distri%uţia ec(ili%rată a sarcinii

reactive la funcţionarea $n paralel a generatoarelor $ndeplinesc următoarelefuncţii:

)# Menţinerea nivelului dat al tensiunii $n sistem i distri%uţia proporţionalăa sarcinii reactive $ntre generatoarele care lucrează $n paralel, $ncondiţiile sc(im%ării sarcinii de la zero până la valoarea nominală!



3# +reterea "forţarea# e4citaţiei generatoarelor peste valoarea nominală, $ncazul curenţilor de scurtcircuit sau altor avarii care produc scădereatensiunii, pentru asigurarea sta%ilităţii dinamice a sistemului de reglare!Forţarea e4citaţiei până la valoarea ma4imă se produce c(iar de la

scăderea tensiunii generatorului cu )*>)3!7O faţă de valoarea nominală!6# 1sigură resta%ilirea $n timp scurt a tensiunii după deconectarea

scurtcircuitelor! curtcircuitele care se produc $n reţea sunt $nsoţite decăderi de tensiune i din această cauză motoarele asincrone $imicorează cuplul motor i viteza, $n condiţiile menţinerii constante acuplului rezistent! Regulatorul automat de tensiune mărete din primulmoment tensiunea, iar după deconectarea scurtcircuitelor resta%iletevaloarea nominală a acesteia i asigură accelerarea motoarelor asincrone

pentru refacerea turaţiei nominale!7# &urează pornirea motoarelor asincrone $n scurtcircuit de putere mare,

compara%ilă cu puterea generatoarelor! /a pornirea acestor motoare,valoarea mare a curentului de pornire reactiv produce prin flu4ul dereacţie al indusului demagnetizarea generatorului urmată de micorareatensiunii i prelungirea duratei de pornire a motorului! În aceste condiţiiregulatorul automat de tensiune "R1-# asigură forţarea e4citaţiei,resta%ilirea tensiunii i scurtarea $nsemnată a duratei de pornire amotorului asincron de putere mare!

8# Îm%unătăţirea condiţiilor de sincronizare a generatoarelor!

Menţinerea constantă a tensiunii generatoarelor sincrone, atât $n regim permanent, cât i $n regim tranzitoriu, este posi%ilă numai prin folosirea

regulatorului automat de tensiune! '%ţinerea aceluiai scop prin comandămanuală, cu autorul unui reostat, nu este posi%ilă din cauza $ntârzierii procesuluide reglare efectuat de operator!

E4perienţa arată că sta%ilitatea funcţionării $n paralel a generatoarelor esteasigurată de posi%ilitatea forţării rapide a e4citaţiei generatoarelor până lavaloarea ma4imă, capa%ilă să asigure resta%ilirea $n timp scurt a tensiunii dupădecuplarea scurtcircuitelor i să menţină $n funcţiune motoarele asincrone!

5entru asigurarea sta%ilităţii funcţionării $n paralel a generatoarelor,regulatorul automat de tensiune tre%uie să acţioneze suficient de repede pentru acrete $n timp scurt tensiunea i curentul $n $nfăurarea de e4citaţie a

generatorului sincron! Din acest punct de vedere, la generatoarele sincrone cue4citatrice, creterea e4citaţiei se face mai $ncet decât la generatoarele cuautoe4citaţie din cauza $ntârzierilor produse de inductivitatea mare a $nfăurăriide e4citaţie a e4citatricei!

+ur%a de cretere a tensiunii la %ornele $nfăurării de e4citaţie ageneratorului sincron este prezentată $n figura 3!7!)!



Fig/ )/,/+ 9ra.icul de

determinare a vite#ei medii de cre:tere a tensiunii de e?citaţie2iteza de cretere a tensiunii este apreciată prin viteza medie de variaţie a

tensiunii

d& e pe o durată de *,3!7 s, faţă de tensiunea

nominală a sistemului dt med! de e4citaţie!

În figura 3!7!) cur%a de cretere a tensiunii este apro4imată printr>o dreaptătrasată astfel $ncât suprafaţa de su% cur%a a, d, e, f, c să fie egală cu suprafaţa

d& e reprezintă tangenta ung(iului de

$nclinare triung(iului a%c! Mărimea

dt med!

a dreptei a%! 5entru generatoare navale cu e4citatrice, viteza medie de cretere atensiunii este )*C>363!7 vs! 0eneratoarele autoe4citate asigură o viteză medie decretere a tensiunii mai mare, $n limitele 33!7*>6** 2s!

istemul de e4citaţie este caracterizat, de asemenea, de gradul de multiplicarea tensiunii la forţarea e4citaţiei! 1cest grad este caracterizat de raportul $ntretensiunea limită ma4imă i tensiunea nominală!

&e lim!ma4

p

& en

"3!7!)#

5entru generatoare sincrone cu e4citatrice, gradul de multiplicare la forţareae4citaţiei este k p 3,8, iar pentru generatoare autoe4citate k p 67!

+aracteristicile statice ale sistemului de reglare a tensiunii generatoruluisincron reprezintă dependenţa tensiunii generatorului funcţie de componentareactivă a curentului de sarcină i sunt prezentate $n figura 3!7!3!



Fig/ )/,/) Caracteristicile sistemului de reglare

+ < caracteristica astatică> ) 1 < caracteristici statice/

1tunci când generatorul trece de la un regim sta%il de funcţionare,caracterizat de o anumită valoare a componentei reactive a curentului de sarcină,la alt regim sta%il de funcţionare pentru care componenta reactivă a curentului desarcină are altă valoare, sistemul de reglare automată a tensiunii poate acţiona $ndouă feluri: să menţină constantă valoarea tensiunii pentru am%ele regimurista%ile i, $n acest caz, $i corespunde caracteristica astatică de reglare "dreapta )din figura 3!7!3# sau tensiunea $n al doilea regim sta%il să fie diferită de primuli, $n acest caz, sistemul de reglare are caracteristică statică de reglare "dreapta 3sau 6 din figura 3!7!3#!

/a reglarea după caracteristica astatică, $n diferite regimuri de funcţionare,tensiunea rămâne constantă indiferent de valoarea sarcinii!

/a reglarea după caracteristica statică, tensiunea generatorului se sc(im%ă $nfuncţie de mărimea sarcinii! 0radul de sc(im%are a tensiunii la modificareasarcinii este determinat de $nclinarea caracteristicii de reglare, care estecaracterizată de coeficientul de statism!

Ecuaţia caracteristicii statice 3 din figura 3!7!3 este:

& &* sI r "3!7!3#

$n care: & > tensiunea la %ornele generatorului pentru o valoare

determinată a curentului de sarcină reactiv * r

& * > tensiunea de mers $n gol s > coeficientul de statism al

caracteristicii de reglare!

1precierea caracteristicii statice de reglare se face prin mai mulţi indicatori ianume:

> a%aterea erorii mărimii reglate faţă de valoarea iniţială:

& &* & "3!7!6#

> a%aterea relativă a mărimii reglate sau eroarea statică:



& &* & & & n

& n

"3!7!7#

$n care: & n > tensiunea nominală a generatorului

> statismul "corespunzător tensiunii nominale#:

&* & n

& n

"3!7!3!7#

> coeficientul de statism!

s &* & n tg

I rn

"3!7!9#

$n care: I rn > curentul reactiv de sarcină nominal!

Din punct de vedere al coeficientului de statism, acesta poate fi pozitiv atuncicând tensiunea scade la creterea curentului, & n &* "dreapta 3 din figura

3!7!3# sau negativ atunci când tensiunea crete la creterea curentului de sarcină,& n &* "dreapta 6 din figura 3!7!3#!

În practică, caracteristicile statice nu sunt linii drepte, regulatorul de tensiune$n funcţionare prezintă un domeniu de a%ateri! 2aloarea acestora se apreciază

prin coeficientul:

u

& n

"3!7!A#

unde [u reprezintă lărgimea domeniului a%aterilor de la mărimea reglată! Înzona corespunzătoare a a%aterilor, mărimea reglată "tensiunea# poate avea orice

valoare! +oeficientul:

)**O

3 "3!7!C#

reprezintă precizia de menţinere a mărimii reglate "tensiunea# pentrucaracteristica dată!

+aracteristica statică a regulatorului automat de tensiune arată $n ce măsurăvaloarea tensiunii generatorului, la instalarea unui nou regim sta%il de



funcţionare, este diferită de valoarea din regimul sta%il anterior! 1ceastădeose%ire este e4primată de eroarea statică u i de coeficientul de statism s !După principiile de funcţionare, sistemele de reglare automată a tensiunii se$mpart $n trei categorii:

)# isteme care acţionează la a%aterea tensiunii generatorului de lavaloarea impusă "regulator automat de tensiune#!

3# isteme care acţionează $n funcţie de variaţia curentului de sarcină"compoundare fazică#!

6# isteme cu reglare com%inată care acţionează atât la variaţiacurentului de sarcină, cât i la a%aterea tensiunii generatorului"compoundare fazică cu corector de tensiune#!

-oate sistemele prezentate, pentru menţinerea constantă a tensiunii,acţionează asupra e4citaţiei generatoarelor! 1cţiunea constă $n introducerea unui

curent suplimentar $n $nfăurarea de e4citaţie a generatoarelor autoe4citate sau $n$nfăurarea de e4citaţie a e4citatricei, $n cazul generatoarelor cu e4citatrice,dependent de a%aterea mărimii reglate!

)/,/1 "isteme de compoundare a generatoarelor sincrone

Compoundarea după curent

5rincipiul compoundării e4citaţiei de la curentul de sarcină folosit lageneratorul de curent continuu cu e4citaţie compound "mi4tă# este folosit i

pentru generatorul de curent alternativ!+ompoundarea după curent realizează sc(im%area e4citaţiei $n dependenţă de

mărimea curentului de sarcină! În figura 3!7!6 se prezintă sc(ema compoundăriicurentului generatorului sincron!

+urentul de sarcină al generatorului trece prin $nfăurarea primară atransformatorului de curent -+! Din secundarul transformatorului, curentul IK

proporţional cu curentul de sarcină I0 este redresat i se aplică $nfăurării dee4citaţie a e4citatricei! +urentul suplimentar iK introdus $n $nfăurarea dee4citaţie compensează variaţia tensiunii determinată de curentul de sarcină!Mărimea necesară a curentului iK se asigură prin alegerea corespunzătoare a

elementelor din circuitul de compensare!



Fig/ )/,/1 "c;ema de principiu a compoundării curentului generatorului sincron

istemul compoundării după curent este realizat simplu i regleazăne$ntrerupt e4citaţia, fără zone de insensi%ilitate!

Reglarea e4citaţiei $n sc(ema de compoundare după curent se face dupălegea:

Ede Ede* iI0 "3!7!#

unde: E de > tensiunea electromotoare a generatorului

proporţională cu tensiunea e4citatriceiB

E de* > tensiunea electromotoare a generatorului proporţională cu

tensiunea e4citatricei, $n a%senţa alimentării suplimentare de

la sistemul de compoundare "I0

*#B i > coeficient de compoundareB

I 0 > curentul de sarcină al generatorului!

/a scurtcircuite i mărirea %ruscă a sarcinii $n sistemul electroenergetic, se produce scăderea rapidă a tensiunii la %ornele generatorului! +urentul decompoundare, iK , determinat de creterea curentului generatorului, I0, produceforţarea e4citaţiei până la valoarea ma4imă i resta%ilirea tensiunii generatorului!În acelai timp, tre%uie menţionat, că principiul compoundării prezentat $n figura3!7!6 nu rezolvă complet pro%lema reglării e4citaţiei, $ntrucât curentul decompoundare, iK , este proporţional cu valoarea totală a curentului de sarcină i

nu sesizează modificarea factorului de putere! În cazul generatorului sincron,spre deose%ire de generatorul de curent continuu, curentul de sarcină este defazatcu un ung(i, , faţă de tensiunea generatorului i are două componente: ocomponentă activă, Ia, $n fază cu tensiunea generatorului i o componentă

reactivă, Ir , $n urmă cu "pentru sarcina inductivă# faţă de tensiunea 3generatorului "figura 3!7!7#!

Fig/ )/,/, Componentele curentului de sarcină

Din analiza fenomenului reacţiei indusului, componenta reactivă inductivăcreează un flu4 de reacţie longitudinal demagnetizant, constituind cauza



principală a micorării flu4ului rezultant la mărirea sarcinii i pe această %ază, areducerii tensiunii la %ornele generatorului! În figura 3!7!7 se vede că $ncondiţiile menţinerii constante a valorii totale a curentului de sarcină, la cretereadefazaului de la ) la 3 se mărete valoarea componentei reactive, crete

efectul de demagnetizare i reducere a tensiunii generatorului! istemul decompoundare fiind dependent de valoarea totală a curentului de sarcină, nureacţionează la modificarea defazaului i, ca urmare, precizia reglării esteinsuficientă i reprezintă 3!7>)*O din tensiunea nominală!

În sc(emele folosite $n aplicaţiile practice, pentru ridicarea preciziei reglăriise utilizează compoundarea fazică care permite efectuarea reglării, atât $n funcţiede mărimea curentului de sarcină, cât i $n funcţie de defazaul dintre curent itensiune!

Compoundarea fazic! istemul de compoundare fazică, reprezentat $nfigura 3!7!8 se %azează pe principiul reglării com%inate i asigură menţinerea

constantă a tensiunii atât la sc(im%area curentului, cât i a factorului de putere alsarcinii!

Fig/ )/,/2 "c;ema de principiu a compoundării .a#ice de curent

5entru e4plicarea principiului de funcţionare al compoundării fazice, $nfigura 3!7!9 se prezintă diagramele fazoriale ale tensiunii i curentului construite

pentru diferite valori ale factorului de putere!/egea reglării e4citaţiei $n cazul compoundării fazice este e4primată de

relaţia:

Ede Ede* u &0 iI0 "3!7!)*#

unde: & 0 > tensiunea generatorului I 0 >

curentul generatorului u > coeficient de

compoundare după tensiune i > coeficient de

compoundare după curent!



Fig/ )/,/3 Diagrama .a#orială a tensiunii :i curentului 0n ca#ul legării 0n paralel a

0n.ă:urărilor secundare ale trans.ormatoarelor de curent :i tensiune pentru

*

+urentul $n $nfăurarea de e4citaţie, Ie, este determinat de suma vectorială adouă componente: o componentă IK proporţională cu valoarea curentului desarcină i o componentă I& proporţională cu tensiunea generatorului! 5entruo%ţinerea unui regla corect, componenta de tensiune I& tre%uie să fie decalată cuung(iul * faţă de tensiunea generatorului! În acest caz, pentru un curentde sarcină constant, la sc(im%area defazaului dintre tensiune i curent de la

* la *, curentul de e4citaţie al generatorului are valoareaminimă la * i ma4imă la *, ceea ce corespunde reglaului,$ntrucât la creterea defazaului se mărete componenta reactivă a curentului,crete efectul de demagnetizare care este compensat de creterea corespunzătoare

a curentului de e4citaţie! În caz contrar, pentru I& $n fază cu tensiuneageneratorului, * , curentul de e4citaţie ma4im ar fi pentru * iminim la *, adică invers faţă de necesităţile reglaului!

Defazaul dintre tensiunea generatorului &0 i componenta curentului dee4citaţie I&, proporţională cu tensiunea generatorului, $n sc(ema din figura 3!7!8,se o%ţine prin conectarea $n circuit a impedanţei @K de valoare foarte mare!

În sc(emele de compoundare fazică, $nfăurările secundare aletransformatoarelor de tensiune i de curent pot fi conectate $n paralel sau $n serie!În figura 3!7!A se prezintă varianta de conectare $n paralel!

Fig/ )/,/4/ "c;ema de compoundare .a#ică cu conectarea 0n paralel a secundarelortrans.ormatoarelor de curent :i tensiunea sc;ema de principiu> = sc;ema ec;ivalentă



Negliând flu4urile de dispersie, rezistenţele se terge $nfăurărilor, curentulde magnetizare i pierderile active $n circuitul magnetic, se o%ţine sc(emaec(ivalentă simplificată prezentată $n figura 3!7!A!%! +onform sc(emeiec(ivalente rezultă:

Ie I & IK "3!7!))#

u &0 &e @K I &

"3!7!)3# $n care: I e > curentul de e4citaţie al

generatorului!

IK i I0

"3!7!)6#

este componenta curentului proporţională cu intensitatea curentuluigeneratorului I0!

&e !e "e "3!7!)7#

$n care: &e > tensiunea la %ornele $nfăurării de e4citaţie

! e > impedanţa $nfăurării de e4citaţie

Din relaţiile "3!7!))#, "3!7!)3#, "3!7!)6#, după efectuarea calculelor corespunzătoare, se determină curentul de e4citaţie!

) " e i ! # " 0 u &0 @ K @ e

"3!7!)3!7#

Din relaţia "3!7!)3!7# se o%servă că valoarea curentului de e4citaţie o%ţinut prin $nsumarea vectorială a componentelor proporţionale cu tensiunea i curentulgeneratorului depinde de valoarea reactanţei elementului de compoundare, ! !

Dacă se anulează impedanţa de compoundare, ! *, curentul de e4citaţie estedeterminat numai de componenta de tensiune i funcţionarea normală a

sistemului nu este posi%ilă!2aloarea curentului de e4citaţie, "e , depinde, de asemenea, de raportul $ntre

rezistenţa i reactanţa impedanţei ! ! Dacă r \ *, atunci ung(iul de deviere

$ntre tensiunea generatorului, & 0 , i componenta curentului de e4citaţie, " & ,

este K ** ! În acest caz, pentru o sarcină inductivă a generatorului,

** , componentele curentului de e4citaţie " + ,"U se $nsumează alge%ric

o%ţinându>se valoarea ma4imă a curentului de e4citaţie, care corespunde $ntru

totul necesităţii reglaului "vezi figura 3!7!9!#!



Dacă r # *

i reactanţa elementului de compoundare4

# *

, atunci ung(iul

dintre tensiunea generatorului i componenţa"

u este zero,

K *

! În acest caz

pentru sarcina activă a generatorului,

*

, componentele

"

#

, "

u se$nsumează alge%ric o%ţinându>se valoarea ma4imă a curentului de e4citaţie iar la

micorarea factorului de putere până la anulare ** , curentul de e4citaţie sereduce până la valoarea minimă, cea ce nu corespunde necesităţilor de regla ica atare sistemul nu funcţionează normal!

În concluzie, pentru funcţionarea normală a sc(emei din figura 3!7!A,elementul de compoundare are reactanţa foarte mare comparativ cu rezistenţacare este neglia%ilă! De asemenea $n unele sc(eme de compoundare fazică

pentru o%ţinerea defazaului,

# ** , $ntre tensiunea generatorului i

componenta ] u a curentului de e4citaţie, $n locul droselului se folosete uncondensator, efectul fiind acelai!

c(ema prezentată $n figura 3!7!C corespunde cazului $n care $nfăurările secundare aletransformatoarelor de tensiune i de curent sunt conectate $n serie!

În această sc(emă, spre deose%ire de cazul anterior, $n loc de $nsumarea curenţilor seface $nsumarea tensiunilor electromotoare ale surselor! 5entru realizarea sc(emeicompoundării fazice este necesar ca $ntre punctele ) i 3 să e4iste o caracteristică moale

a sursei de curent! De aceea se introduce o impedanţă suplimentară!

", de valoare

mică, $n paralel cu $nfăurarea secundară a transformatorului de curent!

Fig/ )/,/5 "c;ema de compoundare .a#ică cu conectarea 0n serie a 0n.ă:urărilor secundareale trans.ormatoarelor de tensiune :i de curent a < sc;ema de

principiu = < sc;ema ec;ivalentă

uma tensiunilor electromotoare, conform sc(emei ec(ivalente, este:

&e !e "e & $ ! " i "0 "e "3!7!)9# unde

&e !e"e : & $ u &0 "3!7!)A#

Din relaţiile "3!7!)9#, "3!7!)A#, după efectuarea calculelor corespunzătoare, se o%ţinevaloarea curentului $n $nfăurarea de e4citaţie!



)

"e !" i "0 u &0 ! # !e !"

"3!7!)C#Din relaţia "3!7!)C# rezultă că valoarea curentului de e4citaţie depinde de valoarea

impedanţei ! " ! Dacă !" lipsete, atunci alimentarea de la sursa de tensiune nuinfluenţează curentul de e4citaţie, această fiind dependent numai de curentulgeneratorului! Este evident că $n cazul untării $nfăurării secundare a transformatoruluide curent, ! " * , componenţa de curent nu influenţează curentul de e4citaţie!

În ecuaţia "3!7!)C# se $nsumează vectorial căderea de tensiune pe impedanţa !" i

componenta proporţională cu tensiunea generatorului & $ !

În sc(emele de compoundare fazică $nsumarea semnalelor proporţionale cu

tensiunea i curentul generatorului se face pe cale electrică sau electromagnetică! Înultimul caz se folosete un transformator de construcţie normală cu trei $nfăurării i treicoloane reprezentat $n figura 3!7!, $n două variante!

În acest caz, $n locul legăturilor electrice $ntre $nfăurările secundare aletransformatoarelor de curent i de tensiune, $nsumarea se face pe %aza flu4ului magneticrezultant care induce $n a treia $nfăurare a tensiune proporţională cu suma semnalelor din $nfăurările de curent i de tensiune!

Fig/ )/,/6 $rans.ormatorul cu trei 0n.ă:urării :i trei coloane

În transformatorul cu trei $nfăurării tensiunea magnetomotoare rezultantă $n

$nfăurarea de ieire spre redresor reprezintă suma tensiunilor magnetomotoare create de$nfăurările de curent i de tensiune, cea ce ec(ivalează cu $nsumarea curenţilor $n cazulsc(emei cu $nfăurările secundare de curent i de tensiune conectate $n paralel!

5entru a o%ţine defazarea semnalului de tensiune cu ung(iul # ** faţă detensiunea generatorului, necesară funcţionării corecte a sistemului de reglare princompoundare fazică, elementul de compoundare, după cum a fost prezentat, poate fi undrosel sau un condensator! 1celai efect se poate o%ţine i prin realizarea unei construcţiispeciale pentru miezul magnetic al transformatorului de compoundare care permitefolosirea untului magnetic sau $ntrefierului! 5rin această construcţie se $nlocuiete

droselul sau condensatorul de impedanţă ! # !



?untul magnetic se dispune $ntre coloane, $ntre $nfăurările de tensiune i de curent!5rezenţa untului mărete impedanţa de dispersie a flu4ului $nfăurării de tensiune ceace ec(ivalează cu introducerea $n serie $n circuitul $nfăurării de tensiune a elementului

de compoundare ! # !Introducerea $ntrefierului, realizat practic prin introducerea unor plăcuţe din material

nemagnetic $n circuitul magnetic al transformatorului de curent, este ec(ivalent cuuntarea $nfăurării secundare a acestuia cu o impedanţă !" prin care se realizează$nmuierea caracteristicii e4terne a transformatorului de curent!

În practică se $ntâlnete o diversitate mare de sc(eme de compoundare fazică ageneratoarelor sincrone, având $n comun acela principiu de funcţionare!

1naliza sistemului de compoundare fazică a fost făcută, pentru simplificare, pe ofază, fenomenele analizate fiind similare i pe celelalte faze ale generatorului sincron! În

practică transformatorul de compoundare fazică este un transformator trifazat având pefiecare fază cele trei $nfăurări de curent, de tensiune i de ieire! 5rimele două pot fi

considerate $nfăurări primare iar ce>a de>a treia $nfăurare secundară! În figura 3!7!)* se prezintă mai multe variante de compoundare fazică pentru generatorul sincron!

În figura 3!7!)* a este prezentată sc(ema compoundării fazice cu element de compoundareinductiv! Elementele sc(emei sunt: transformatorul de compoundare fazică-+F, droselul D i redresorul Rd!

-ransformatorul de compoundare este un transformator trifazat cu trei coloane avânddispuse trei $nfăurări trifazate: de curent L) , de tensiune L3 i de ieire L6 !

Elementul de compoundare este droselul D!1utoe4citarea generatorului se face pe seama tensiunii electromotoare remanente!

istemul menţine tensiunea cu precizie de8O! c(im%area nivelului tensiunii de lucru

se face cu rezistenţa de regla R r $n limitele 8O!c(ema din figura 3!7!)*% folosete ca element de compoundare un condensator i

se compune din: transformatorul de compoundare fazică, -+F, %ateria de condensatori,

+, redresor trifazat $n punte, R d ! +urentul din $nfăurarea de ieire L6 reprezintă suma

vectorială a curenţilor din $nfăurarea de curent L) i $nfăurarea de tensiune L3 !

Înfăurarea de e4citaţie a generatorului sincron este alimentată de la $nfăurarea de ieire

prin redresorul R d ! 5rezenţa capacităţii $n circuitul $nfăurării de tensiune L3 produce

deviaţia semnalului de tensiune cu ** faţă de tensiunea generatorului, necesară pentrucompensarea influenţei factorului de putere! În afară de acesta, impedanţa capacitivă

micorează impedanţa totală a circuitului de e4citaţie favorizând procesul deauto4icitare! În cazul acestui sistem statismul reglării nu depăete 6O la sc(im%area

sarcinii de la zero la )**O i a factorului de putere, cos, de la ),* la *,7 ! În figura3!7!)*!c se prezintă varianta sistemului de compoundare fazică fără element e4terior decompoundare! În acest caz, construcţia specială a transformatorului de compoundareconstă $n plasarea unui unt magnetic $ntre coloane, $ntre $nfăurările de curent i detensiune, care are rolul elementului de compoundare! Elementele sc(emei sunt:transformatorul de compoundare fazică cu unt magnetic, -+F i redresorul trifazat $n

punte R d ! În această variantă sc(ema se simplifică prin a%senţa elementului e4terior decompoundare! 5rezenţa untului magnetic produce dispersia flu4ului magnetic din$nfăurarea de tensiune ec(ivalentă cu introducerea $n serie a unei inductanţe!



Fig/ )/,/+* "c;eme de compoundare .a#ică pentru generatoare sincrone autoe?citatea < cu element de compoundare inductiv @drosel> = < cu element de compoundarecapacitiv> c < cu :unt magnetic

Compoundarea fazic cu corector de tensiune!

+ompoundarea fazică realizată pentru generatoare sincrone asigură menţinerea tensiuniigeneratorului cu statism 68O!

/a nave cu grad $nalt de automatizare această precizie de menţinerea tensiunii nueste suficientă! În condiţiile actuale, pentru astfel de nave, se cere ca precizia reglării

tensiunii să nu fie mai mică de )O la sc(im%area sarcinii de la zero la )38O , a

factorului de putere de la ) la *,7 i a frecvenţei $n limitele 3,8O!5entru realizarea cerinţelor sporite de ridicarea a preciziei reglării tensiunii, pe lângă

compensarea căderii de tensiune pe impedanţa statorului i a influenţei flu4ului dereacţie al indusului, realizată de sistemul de compoundare fazică, tre%uie avute $nvedere i celelalte influenţe asupra sta%ilităţii tensiunii, cum ar fi: saturaţia circuitelor magnetice ale generatorului, (isterezisul, sc(im%area rezistenţelor $nfăurărilor cutemperatura!

În scopul ridicării preciziei reglării tensiunii, $n sistemele de compoundare fazică sefolosesc corectoare de tensiune! +orectorul de tensiune lucrează pe principiul a%ateriimărimii reglate "tensiunea# faţă de o mărime de referinţă sau de comparare i se



compune, $n principiu, din %locul de măsură, %locul de comparare i amplificare ielementul de e4ecuţie!

În practică se folosesc diferite sc(eme de realizare a corectoarelor de tensiuneconstruite cu amplificatoare magnetice sau cu elemente semiconductoare! În funcţie de

sistemul de e4citaţie al generatorului, corectorul de tensiune se conectează: pe$nfăurarea de e4citaţie, pe o $nfăurare de comandă a transformatorului decompoundare, pe $nfăurarea de comandă a unui drosel cu reactanţa regla%ilă, !a!

5rincipiile reglării automate a tensiunii generatoarelor sincrone navale sunte4amplificate prin prezentarea unor sc(eme practice realizate de diferite firmeconstructoare i prezentate $n su%capitolul 3!7!8!

)/,/, Distri=uţia sarcinii reactive 0ntre generatoarele care.uncţionea#ă 0n paralel /a funcţionarea $n paralel a generatoarelor sincrone, spredeose%ire de generatoarele de curent continuu, proporţional cu puterea nominală a

generatorului tre%uie să se distri%uie atât puterea activă cât i puterea reactivă!În cazul generatoarelor sincrone reactanţa inductivă a $nfăurării statorului este multmai mare decât rezistenţa $nfăurării i la apariţia unei diferenţe $ntre tensiunile

electromotoare ale generatoarelor cuplate $n paralel, E , apare curentul de egalizare

defazat cu ** faţă de tensiunea E ! +urentul de egalizare este pur reactiv i practic nuinfluenţează asupra puterii active dezvoltată de motoarele primare! 1cest curent creeazănumai sarcină reactivă!

5rin reglarea e4citaţiilor generatoarelor se modifică tensiunile electromotoare i se produce sc(im%area distri%uţiei sarcinii reactive $ntre generatoare! Dacă la unul dingeneratoare se mărete e4citaţia iar la celălalt se micorează atunci, $n condiţiilemenţinerii constante a tensiunii la %arele centralei, primul se $ncarcă cu sarcină reactivăiar al doilea restituie sarcina reactivă!

5rin reglarea curenţilor de e4citaţie ai generatoarelor, manual sau automat, serealizează distri%uţia ec(ili%rată a sarcinilor reactive $ntre generatoarele carefuncţionează $n paralel! ă urmărim funcţionarea a trei generatoare, cu reglare automatăa tensiunii, conectate $n paralel la aceleai %are! În figura 3!7!)) se prezintăcaracteristicile statice de reglare pentru cele trei generatoare cu statisme diferite:

),3 ,6 !

5entru regimul sta%il ) tensiunea la %are este &) i curenţii de sarcină reactivi sunt

"0r),"0r3 ,"0r6! /a creterea sarcinii reactive, solicitată de la %arele centralei, se micorează

tensiunea la %are, sistemele de reglare automată intră $n funcţiune i se măresc curenţii

de e4citaţie ai generatoarelor! În noul regim sta%il 3 de funcţionare, tensiunea la %are

este &3 iar valorile curenţilor de sarcină reactivă se modifică, având valorile:

"Q0r),

"Q0r3 ,

"Q0r6!

criind pentru fiecare generator ecuaţia caracteristicii statice de reglare "relaţia

3!7!3# pentru regimurile sta%ile ) i 3 , scăzând cele două ecuaţii "mem%rii din stânga imem%rii din dreapta# se o%ţine o nouă formă pentru caracteristicile de reglare!

& s) "0r) * %



& s3 "0r3 *&'

& s6 "0r6 *&(

"3!7!)#

$n care: & &) &3

s), s3 , s6 > coeficienţii de statism aicaracteristicilor de reglare!În figura 3!7!)), din triung(iurile I, II i II rezultă:

& & %

Fig/ )/,/++ Distri=uţia sarcinii reactive la .uncţionarea 0n paralel a generatoarelor cu statismedi.erite

1dunând mem%rii din partea dreaptă i mem%rii din partea stângă se o%ţine:

6 ) ) )

) "0ri & s) s3 s6

"3!7!3)#

"0r) &tg)

s) &

& &&

"0r3 'tg 3 s3 &

& & &

"0r6

&tg 6 s3 (

"3!7!3*#



!!!

k

!!k

!!k

!!k

!

!!

Din ecuaţia "3!7!3)# se determină & i se $nlocuiete $n relaţiile "3!7!3*#! Dupăefectuarea calculelor, rezultă:

6 % "0ri &

"0r) ) &&

s) s) s3 s6 &&

6 &

) "0ri &&

"0r3 '

)

&&s3 s) s3

s6

&6

&

"0ri &

"0r6 ) &

) &

s6 s) s3 s6 &(

"3!7!33#

1nalog se poate o%ţine variaţia curentului pentru n generatoare care funcţionează $n paralel!

n

"0ri

"0rn i) s) s3 sn

"3!7!36#

i variaţia de tensiune:n

"0ri

& i)



) sn

s) s3 sn

"3!7!37#

Din e4presia "3!7!36# rezultă că, pentru generatoarele cu coeficienţi de statismdiferiţi ai caracteristicilor de reglare, sarcina reactivă se distri%uie proporţional cucoeficienţii de statism! În e4emplul prezentat $n figura 3!7!)) generatorului 6 cu cel maimic grad de statism $i corespunde $ncărcarea cea mai mare!

/a funcţionarea $n paralel a generatoarelor de aceeai putere, distri%uţia egală asarcini reactive se o%ţine $n cazul $n care coincid caracteristicile de reglare "au acelaigrad de statism#! În cazul $n care generatoarele care lucrează $n paralel au puteri diferite,sistemul automat de reglare a tensiunii tre%uie să asigure distri%uţia puterii reactive $ntregeneratoare proporţional cu puterile nominale ale acestora!

Fig/)/,/+) "c;ema de principiu de sta=ili#are a curentului

Funcţionarea $n paralel a generatoarelor care au caracteristică astatică de reglare nuasigură sta%ilitate $n distri%uţia sarcini reactive!

5entru funcţionarea $n paralel, regulatoarele automate de tensiune ale generatoarelor tre%uie să ai%ă caracteristică statică de reglare i pentru a realiza distri%uţia ec(ili%rată asarcinii reactive $ntre ele, sistemele de reglare tre%uie să permită reglarea statismului! Înfigura 3!7!)3 se prezintă sc(ema de principiu a sistemului de reglare a statismului!



5rincipiul de funcţionare constă $n aplicarea unui semnal de tensiune, proporţionalcu curentul de sarcină, la intrarea regulatorului automat de tensiune! 1cest semnal seadaugă la semnalul de intrare proporţional cu tensiunea generatorului i $n acest fel, lacreterea curentului de sarcină, se mărete artificial tensiunea aplicată elementului de

măsură al regulatorului! Regulatorul automat de tensiune sesizează creterea tensiunii icomandă scăderea tensiunii generatorului până la realizarea ec(ili%rului $ntre valoareamăsurată i valoarea impusă "de referinţă#! În acest mod se o%ţine micorarea tensiuniigeneratorului la creterea curentului de sarcină i deci un anumit grad de statism alcaracteristici de reglare!

5entru sc(ema din figura 3!7!)3 tensiunea care se aplică elementului de măsură este:

U r U & "c 'r "r 'r "3!7!38#

$n care: & r > tensiunea care se aplică regulatorului

I c > curentul $n $nfăurarea secundară de curent

"r > curentul de lucru al regulatorului

R r > rezistenţă de regla

Deoarece curentul "r "c se poate neglia căderea de tensiune "r 'r i relaţia

"3!7!33!7# devine:

U r U & "c 'r "3!7!39#

În figura 3!7!)6 se prezintă diagramele fazoriale ale tensiunilor regulatorului cu curentde sta%ilizare!

Din diagramele fazoriale ale tensiunilor rezultă că tensiunea de reglare esteinfluenţată $n principal de componenta reactivă a curentului generatorului "figura3!7!)6%#! Influenţa componentei active asupra mărimii tensiunii de reglare, U r , estenesemnificativă "figura 3!7!)6a#!

+urentul din secundarul transformatorului este proporţional cu curentul

generatorului "c )"0r i ecuaţia "3!7!39# poate fi scrisă su% forma:

U & U r "&r 'r "3!7!3A#

Modificarea statismului se o%ţine prin reglarea rezistenţei R r care modifică

tensiunea suplimentară introdusă de curentul reactiv la intrarea regulatorului automat detensiune!



Fig/ )/,/+1 Diagramele .a#oriale ale tensiunilor regulatorului cu curent de sta=ili#are a E

pentru sarcină activă cos ) > = < pentru sarcină reactivă cos *

5entru distri%uţia ec(ili%rată a sarcinii reactive $ntre generatoarele carefuncţionează $n paralel se folosesc diferite soluţii de realizare a %locului de sta%ilizare acurentului, toate având $n comun acelai principiu de funcţionare!

În afara %locului de sta%ilizare a curentului se folosesc i legături de egalizare!5rin trecerea curenţilor de egalizare se micorează tensiunea electromotoare ageneratorului cu curent reactiv mai mare i se mărete tensiunea electromotoare ageneratorului cu valoarea curentului reactiv mai mică, realizându>se ec(ili%rareadistri%uţiei sarcini reactive!

)/,/2 "c;eme de reglare automată a tensiunii :i puterii reactive pentrugeneratoarele sincrone

)/,/2/+ "istemul de autoe?citaţie :i reglare automată a tensiunii generatoarelorsincrone produs de .irma „!lma”@9ermania

Date tenice principale- istemul menţine tensiunea generatorului cu precizia de

3,8O $n condiţiile sc(im%ării sarcinii de la zero la )**O i a factorului de putere de la

*, la *,7! istemul lucrează după principiul compoundării fazice cu $nsumarea electrică a

semnalelor de tensiune i de curent, fără corector de tensiune!/a aplicarea unor ocuri de sarcină, sistemul de reglare reacţionează rapid! 5entru un

oc de sarcină de )**O , timpul de resta%ilire a tensiunii este de *,3 s! Scema de principiu !i elementele componente sunt prezentate $n figura 3!7!)7!Elementele de %ază ale sc(emei sunt: ) transformator de compoundare de

curentB 3 reactorB 6 redresor de putereB 7 rezistenţă de reglare a tensiuniiB 3!7 e4citaţia generatorului sincron!

$uncţionarea sistemului- După realizarea turaţiei nominale generatorul seautoe4cită pe %aza magnetismului remanent! -ensiunea electromotoare dată demagnetismul remanent, care apare $n $nfăurarea statorului, se aplică $nfăurării dee4citaţie a generatorului 3!7 prin reactorul 3, redresorul 6 i produce auto4citarea



generatorului! 2aloarea curentului de e4citaţie i tensiunea de mers $n gol ageneratorului sunt dependente de valoarea curentului "& care trece prin $nfăurările

reactorului! 1cest curent este proporţional cu tensiunea generatorului i defazat cu **

faţă de aceasta, prin prezenţa reactorului!

/a funcţionarea generatorului $n sarcină apare curentul de sarcină "&, $n $nfăurareastatorului, care produce flu4ul de reacţie al indusului i căderea de tensiune peimpedanţa statorului! 5entru compensarea influenţei curentului de sarcină, printransformatorul de curent ) i redresorul 6 se aplică un curent suplimentar "# $n$nfăurarea de e4citaţie a generatorului, realizându>se compoundarea după curent!+reterea curentului de e4citaţie compensează micorarea tensiunii provocată decurentul de sarcină!

/a funcţionarea $n sarcină a generatorului, pe partea de curent alternativ se $nsumeazăvectorial doi curenţi: curentul "& proporţional cu tensiunea generatorului i defazat cu

**

faţă de aceasta i curentul "# proporţional cu valoarea curentului de sarcină algeneratorului, "0 !



Fig/ )/,/+, "c;ema de principiu a generatorului sincron autoe?citat produs de .irma „!lmo”seria ""!D

+urentul generatorului, "0 , este defazat faţă de tensiunea generatorului, & 0 , cu

ung(iul determinat de factorul de putere al sarcinii! În figura 3!7!)3!7 se prezintădiagrama fazorială de $nsumare electrică a componentelor curentului de e4citaţie!

Fig/ )/,/+)/, Diagrama .a#orială a curenţilor de e?citaţie pentru

di.eriţi .actori de putere cos , ai sarcinii

Din diagramele fazoriale se o%servă că valoarea curentului de e4citaţie, " e , semodifică la sc(im%area factorului de putere! 5entru acela curent de sarcină, curentul de

e4citaţie crete la mărirea ung(iului "micorarea factorului de putere cos # i se

micorează la scăderea ung(iului "mărirea factorului de putere cos # ceea

corespunde necesităţii reglaului tensiunii generatorului după principiul compoundăriifazice!

5arametrii sc(emei de reglare se calculează astfel $ncât să se asigure compensareareacţiei indusului i menţinerea constantă a tensiunii generatorului la sc(im%areasarcinii i a factorului de putere!

5entru distri%uţia ec(ili%rată a sarcinii reactive $ntre generatoarele care funcţionează$n paralel, se prevăd două conductoare pe partea de curent continuu care asigură

punerea $n paralel a $nfăurărilor de e4citaţie ale generatoarelor! c(ema de conectare pentru două generatoare de aceeai putere este prezentată $n figura 3!7!)9!

Dacă generatoarele au puteri diferite, atunci $n serie cu $nfăurarea de e4citaţie ageneratorului cu puterea mai mică se introduce a rezistenţă de egalizare, de mărimecorespunzătoare!

0eneratoarele din seria ED asigură funcţionarea sta%ilă la mersul $n paralel! /amersul $n gol nu se conectează $n paralel generatoarele, deoarece poate apăreafenomenul de oscilaţii ale tensiunilor! 'rdinea de conectare este: mai $ntâi se conecteazălegăturile de egalizare la %are, care leagă $ntre ele polarităţile de acelai fel ale$nfăurărilor de e4citaţie, după care se cuplează generatorul la %are! Distri%uţiaec(ili%rată a sarcinii reactive $ntre generatoarele care lucrează $n paralel este asigurată,

pentru acest sistem de reglare, prin %arele de egalizare !



Distri%uţia sarcinii active nu depinde de sistemul de reglare automată a tensiuniigeneratorului i se realizează numai pe %aza modificării puterii cedate de motorul

primar! 5entru aceasta este necesar să se acţioneze asupra regulatorului de turaţie de pemotorul diesel sau asupra regulatorului de distri%uţie a a%urului $n cazul tur%inelor!

Fig/ )/,/+3 "c;ema legăturilor de egali#are pe partea de curent continuu la .uncţionarea 0nparalel a generatoarelor sincrone

În figura 3!7!33 se prezintă sc(ema legăturilor de egalizare pentrugeneratoarele sincrone care funcţionează $n paralel!

c(ema din figura 3!7!33 se folosete i pentru conectarea $n paralel ageneratoarelor cu corector de tensiune tranzistorizat prezentată $n fig! 3!7!) alcărui %loc de funcţionare $n paralel, .5, este identic cu cel folosit lageneratoarele sincrone tip M+K!



Fig/ )/,/)) "c;ema legăturilor de egali#are la conectarea paralel a generatoarelor dinseria MC

Elementele componente ale sc(emei din figura 3!7!37 sunt: 0),03 >

generatoare sincroneB %locul sistemului de autoe4citaţieB -r 5 > transformator

divizor pentru funcţionarea $n paralelB -r + > transformator curentB R r > rezistenţă

de reglarea tensiunii pentru regimul sta%il de funcţionareB R ),R 3 > rezistenţe $n

circuitele legăturilor de egalizareB a),a 3 > $ntrerupătoare automate pentru cuplarea

generatoarelor la %areB a 6 > $ntrerupător automat pentru conectarea secţiilor de

%areB .E> %are de egalizare!

)/,/2/)/ !c;ipament static de e?citaţie naval @!"!N pentru generatoaresincrone produse de I-A < Bucure:ti

Principalele date tenice- Ec(ipamentul static de e4citaţie naval asigurăe4citarea i reglarea automată a tensiunii generatorului!

istemul este realizat cu semiconductoare i are ca element final unredresor monofazat semicomandat care alimentează $nfăurarea de e4citaţie ageneratorului!



Reglarea automată a tensiunii se e4ecută funcţie de a%aterile tensiuniigeneratorului faţă de valoarea nominală sta%ilită pentru regimul permanent! Însc(ema generatorului nu se folosete compoundarea fazică!

5recizia de reglare a tensiunii este de )O din valoarea nominală, la

variaţia sarcinii de la * la )**O!-impul de resta%ilire a tensiunii la o variaţie %ruscă a sarcinii, este su% *,6s!Domeniul de reglare a tensiunii pentru regimul sta%il permanent este 8O

din valoarea tensiunii nominale!0radul de statism poate fi reglat $n limitele *!!!!!)*O !Ec(ipamentul static de e4citaţie este realizat su% forma unui cadru metalic

pe care sunt fi4ate plăcile cu elemente semiconductoare, are gradul de protecţieI5'' i este destinat pentru montarea $n secţiile ta%loului principal de distri%uţieal navei!

Scema bloc !i elementele componente sunt prezentate $n figura 3!7!3C

Ec(ipamentul static de e4citaţie i reglare automată a tensiuniigeneratorului se compune din următoarele unităţi: )! &nitatea de comandăelectronică, formată din:

a# traductorul de tensiune i frecvenţă, --F! %# regulatorul automat R care conţine %locul de comparare i

amplificare!c# dispozitivul de comandă pe grilă, D+0!d# amplificatorul de impuls, 1I! 3! &nitatea de forţă, compusă din:a# puntea semicomandată

%# partea de autoamorsare

c# partea de amorsare 6! &nitatea de supraveg(ere i protecţie, careasigură:

> supraveg(erea arderii siguranţelor ultrarapide> supraveg(erea apariţiei supratensiunilor> protecţie la apariţia suprasarcinilor

7! &nitatea de reglare a valorilor impuse, care realizează:> sta%ilirea valorii impuse a tensiunii pentru regimul permanent> modificarea statismului caracteristicii de reglare!

1utoe4citarea generatorului se face automat $n cazul $n care tensiuneaelectromotoare remanentă a generatorului are valoarea minimă 62 $ntre fază inul sau poate fi efectuată manual, $n cazul $n care tensiunea remanentă este maimică de62 , prin alimentarea de la o sursă e4terioară la apăsarea pe %utonul deamorsare, .R!



Fig/ )/,/)2 "c;ema =loc a sistemului !"!N

+u potenţiometrul de valoare impusă a tensiunii, & , se poate reglatensiunea la %ornele generatorului $n limitele 8O U n, iar cu potenţiometrul destatism, folosit numai la funcţionarea $n paralel a generatoarelor, se poatemodifica gradul de statism $n limitele *!!!!!)*O! /a funcţionarea independentă ageneratorului potenţiometrul de statism se fi4ează pe poziţia zero!

/a funcţionarea $n paralel a două generatoare autoe4citate cu sistem EEN,repartiţia ec(ili%rată a sarcinii reactive se realizează prin modificarea statismului

caracteristicii e4terne, &0 f "0r , astfel $ncât să se o%ţină acelai grad de statism

pentru cele două generatoare! În figura 3!7!3 se prezintă sc(ema %loc deconectare $n paralel a generatoarelor autoe4citate cu sistem EEN!

În acest caz nu se folosesc legături de egalizare! 5rin o%ţinerea aceluiaistatism al caracteristicilor de reglare, se realizează automat distri%uţia ec(ili%ratăa sarcinii reactive $ntre generatoarele care lucrează $n paralel!

5entru oprirea voită a generatorului se apasă pe %utonul %*3 G'prireH!Repunerea $n funcţiune după o oprire voită se poate face numai după apăsarea, $n

preala%il, pe %utonul %*) GRevenireH!



De regulă, oprirea voită se face când se intenţionează oprirea grupului i $nacest caz precede oprirea motorului diesel!

În caz de avarie "suprasarcină, supratensiune, arderea unei siguranţeultrarapide de protecţie# sc(ema de protecţie comandă $ncetarea funcţionării!

Repunerea $n funcţiune, după $nlăturarea cauzei care a determinat acţiunea protecţiei, se poate face numai după apăsarea %utonului GRevenireH!

Figura )/,/)3 %egarea 0n paralel a generatoarelor autoe?citate cu sistem!"!N

În continuare se prezintă detailat funcţionarea sistemului pe unităţi i %locuri constitutive urmărindu>se sc(ema %loc din figura 3!7!38!

)! Funcţionarea unităţii de comandă electronicăa. Traductorul de tensiune !i frecvenţă, TT$, $ndeplinete rolul de element

de măsurare a mărimii reglate "tensiunea# i $n acelai timp de protecţie aec(ipamentului static de e4citaţie $n cazul micorării turaţiei motorului diesel!

În figura 3!7!3A se prezintă sc(ema i elementele acestui %loc!.locul --F este realizat din două punţi redresoare: una monofazată pentru

ramura de măsurare a tensiunii i alta trifazată pentru ramura de protecţie lascăderea frecvenţei!

1limentarea punţii trifazate p)!!!!p9 se face de la secundarele

*3 )**2 ale transformatoarelor m) i m 3 prin intermediul reactanţelor "6 , "7

, "8 ! -ensiunea de alimentare a punţii cât i valorile reactanţelor au fost astfel

alese $ncât, $n domeniul de frecvenţe 38!!!!73,8*z , tensiunea pe potenţiometrul r 6



rămâne practic constantă "$n cazul $n care tensiunea la %ornele generatorului

scade proporţional cu frecvenţa#!

1limentarea punţii monofazate pC!!!!!!!p)3 se face din secundarul

*)6*2 al transformatorului m) ! /a ieirea punţii, pe potenţiometrul r 7 se o%ţine

o tensiune proporţională cu tensiunea generatorului!

Fig/ )/,/)4 "c;ema =locului $$F

/a frecvenţa de 73,8* # , tensiunile pe anozii p)6 i p)7 sunt egale! Dacă

frecvenţa scade su% 73,8* # potenţialul diodei p)6 este mai mare decât al diodei

p)7 i funcţionează numai ramura de protecţie, ramura de măsurare a tensiunii

fiind %locată! /a creterea frecvenţei peste 73,8* # , potenţialul diodei p)7 devine

mai mare, intră $n funcţiune ramura de măsurare a tensiunii iar ramura de

protecţie este %locată! 5rin intrarea $n funcţiune a ramuri de măsurare a tensiunii

se asigură menţinerea constantă a tensiunii generatorului care a fost e4citat până

la tensiunea nominală! În figura 3!7!3C se prezintă variaţia tensiunii la %ornele

generatorului funcţie de frecvenţă!



Fig/ )/,/)5 &ariaţia tensiunii generatorului .uncţie de .recvenţă

În perioada $n care semnalul de ieire este dat de ramura de protecţie"domeniul frecvenţelor 38!!!!!!73,8* # # tensiunea generatorului crete apro4imativliniar cu frecvenţa! De la frecvenţa de 73,8* # intră $n funcţiune ramura demăsurare a tensiunii i tensiunea se păstrează constantă la variaţii ale frecvenţei$n apropierea frecvenţei nominale, $n gama 73,8!!!!!88* # !

b. 'egulatorul automat ' este elementul care comparară două mărimi deintrare, determină automat eroarea, prelucrează dinamic semnalul de eroare icorespunzător amplifică mărimea de comandă!

Mărimile de intrare sunt: tensiunea proporţională cu tensiunea de la %ornelegeneratorului i o tensiune de referinţă, de valoare constantă! Diferenţa dintrecele două mărimi reprezintă eroarea care este prelucrată iar la ieirearegulatorului R se o%ţine semnalul de comandă care se aplică lanţului deelemente ale sc(emei de reglare pentru resta%ilirea valorii nominale a tensiuniigeneratorului! În figura3!7!3 se prezintă sc(ema Regulatorului automat!



Fig/ )/,/)6 "c;ema regulatorului automat

Regulatorul automat este realizat cu un amplificator operaţional integrat !El este prevăzut cu un circuit de reacţie realizat cu elemente pasive "rezistenţele

r 7 !!!!r , condensatoare 6 !!!! 8 #! Montaul realizat permite o%ţinerea unui factor

de amplificare $n gama )*:)! Reglarea factorului de amplificare se face cu

rezistenţa r )3 i potenţiometrul r )) !

În cazul când contactul d, din circuitul de reacţie al regulatorului estedesc(is, regulatorul de tip 5I, iar când contactul d se $nc(ide se o%ţine unalgoritm de comandă 5ID! +omponenta D contri%uie la forţarea e4citaţiei, aspectnecesar la pornire!

.locul regulatorului conţine i sursa de alimentare realizată cu puntea

redresoare monofazată p9 ! -ensiunea redresată este sta%ilizată cu diodele zener

p),p3 i filtrată cu condensatorii ) , 3 ! ursa este folosită pentru alimentarea

circuitului integrat , realizarea tensiunii de referinţă care se aplică pe una din

intrările amplificatorului operaţional i alimentarea releului d care aparţine

sc(emei de protecţie a generatorului!

5e intrările amplificatorului 1 se aplică: tensiunea de referinţă de valoarefi4ă i tensiunea proporţională cu tensiunea de la %ornele generatorului!Regulatorul compară cele două mărimi de intrare realizează algoritmul decomandă i amplifică semnalul de comandă! emnalul o%ţinut la ieirea



Regulatorului constituie tensiunea de comandă, & com , pentru dispozitivul decomandă pe grilă, D+0!

c# Dispo#itivul de comandă pe grilă, DC&, are rolul de a furniza impulsurisincronizate cu reţeaua! 1ceste impulsuri, după amplificare, sunt folosite la

amorsarea tiristoarelor de putere din puntea semicomandată care alimentează$nfăurarea de e4citaţie a generatorului!

D+0ul reprezentat $n figura 3!7!6*, este de fapt un oscilator de rela4are cu

tranzistor unioncţiune p)9 , sincronizat cu reţeaua!

Fig/ )/,/1* Dispo#itivul de comandă pe grilă

5entru $nţelegerea funcţionării %locului D+0, sc(ema acestuia se urmărete$mpreună cu reprezentarea formelor de unde ale tensiunilor din figura 3!7!6)!

1limentarea %locului D+0 se face de la puntea redresoare p)C care

furnizează tensiunea continuă, de sincronizare, &d !Dioda zener p)A sta%ilizează

tensiunea pulsatorie la nivelul &a care corespunde pragului de desc(idere a

diodei p)A !

oncţiunea E.) a tranzistorului unioncţiune p)9 se desc(ide atunci când

potenţialul emitorului &+ reprezintă o fracţiune din tensiunea aplicată $ntre %aze & .. ! În emitorul acestui tranzistor se află condensatorul 7 care se $ncarcă

de la tensiunea de comandă, & com , o%ţinută de la ieirea %locului --F! 1tunci

când tensiunea la %ornele condensatorului 7 aunge la valoarea & + &.. , se

desc(ide oncţiunea +,) ! +ondensatorul se descarcă pe această oncţiune i prin

$nfăurarea primară a transformatorului de impuls, m i $n secundarul

transformatorului apare un impuls! În acest mod, pe condensator se aplică o

tensiune $n dinte de fierăstrău, & % , iar $n secundarul transformatorului se o%ţin



impulsuri, & + , a căror frecvenţă va fi mai mare cu cât tensiunea de comandă, &

com , este mai mare!

Fig/ )/,/1+Formele de variaţie a tensiunilor din sc;ema DC9

-ensiunea de sincronizare, &a , aplicată $ntre %aze fiind periodică, rezultătrenuri de impulsuri! Frecvenţa trenurilor de impulsuri este dată de frecvenţa de

sincronizare, &a , iar frecvenţa impulsurilor $n cadrul unui tren, este dată de

mărimea tensiunii de comandă!

În figura 3!7!6) s>a notat cu ung(iul la care apare primul impuls! eo%servă că, la creterea tensiunii de comandă, ung(iul se micorează! 5entru&com!min! corespunde ma4 , iar pentru &com!ma4! corespunde min! !

În funcţionarea normală a generatorului, releul d3 din sc(ema de protecţieeste alimentat i prin $nc(iderea contactului său, din sc(ema --F prezentată $n



figura 3!7!3A, este alimentat releul d ! e desc(ide contactul d din sc(ema D+0i permite funcţionarea acestui %loc!

Fig/ )/,/1)/ "c;ema ampli.icatorului de impuls AI

1cţiunea protecţiei la producerea unei avarii constă $n $ntreruperea

alimentării releului d 3 din sc(ema de protecţie! 5rin aceasta se $ntrerupe

alimentarea releului d din sc(ema --F i se $nc(ide contactul d din sc(emaD+0 care %loc(ează funcţionarea acestuia prin punerea la masă a tensiunii decomandă!

d# mplificatorul de impuls are rolul de a asigura tiristoarelor din punteasemicomandată un impuls de amorsare suficient ca putere i durată! În figura3!7!63!7 se prezintă sc(ema electrică a amplificatorului, principiul de funcţionareeste dat $n figura 3!7!69 iar $n figura 3!7!6A se prezintă formele de variaţie aletensiunilor i impulsurilor o%ţinute de la amplificatorul de impuls!

Fig/ )/,/11 -rincipiul de .uncţionare al ampli.icatorului de impuls



Fig/ )/,/1, Formele de variaţie a tensiunilor :i impulsurilor 0n ampli.icatorul deimpuls

1mplificatorul de impuls permite o%ţinerea unui impuls de putere, de formă

dreptung(iulară, având o durată egală cu durata de conducţie a tiristorului!1mplificatorul de impuls are un sistem de sincronizare care permite apariţiaimpulsului numai atunci când anodul tiristorului devine pozitiv faţă de catod! Deaceea $n sc(ema %loc a sistemului EEN din figura 3!7!38 se prevăd douăamplificarea de impuls, fiecare lucrând pe o semiperioadă a tensiunii!

ursa de alimentare a amplificatorului de impuls este puntea de diode p) p7

i %ateria de condensatoare )!!!! 7 !5rincipiul de funcţionare prezentat $n figura 3!7!66, constă $n folosirea a

două $ntrerupătoare $nseriate:

> unul realizat cu tranzistorul p)3 care se $nc(ide numai atunci când seaplică semiperioada pozitivă a tensiunii de alimentare, o%ţinută de latransformatorul m 6 B

> al doilea realizat cu tiristorul p)6 care se $nc(ide atunci când pe grila lui

apar impulsuri de la D+0!

1l doilea $ntrerupător după $nc(idere nu se mai desc(ide decât la$ntreruperea curentului prin el! 1ceastă $ntrerupere se realizează de primul$ntrerupător la terminarea semiperioadei pozitive!



Rezistenţa de sarcină r s este su% tensiune numai atunci când am%ele$ntrerupătoare sunt $nc(ise! /ucrând $n acest fel, sc(ema realizează la ieireaamplificatorului de impuls, un impuls cu durata egală cu perioada de conducţie,, a tiristoarelor de putere din puntea semicomandată!

c(ema din figura 3!7!63 mai conţine: dispozitivul de $nc(idere i desc(iderea tranzistorului p)3 format din divizorul r ),r 3 , alimentat de $nfăurarea de

sincronizare a transformatorului m 6 , prin dioda p)) B dispozitivul de $nc(idere

desc(idere a tiristorului p)6 format din dioda p)* , filtrul r 8 , 9 i protecţia

unctiunii grilă catod cu diodele p8 p !

Ieirea amplificatorului de impuls constituie semnalul aplicat pe grilatiristorului de putere din puntea semicomandată care alimentează $nfăurarea dee4citaţie a generatorului!

/- $uncţionarea unităţii de forţă- &nitatea de forţă asistemului EEN asigură următoarele funcţii:> autoamorsarea generatorului, atunci când tensiunea electromotoare

remanentă este cel puţin 62 B> amorsarea generatorului de la %ateria de acumulatori de 372 $n cazul $n

care tensiunea electromotoare remanentă este mai mică de 62 B

> alimentarea $nfăurării de e4citaţie i reglarea curentului de e4citaţie pentru menţinerea constantă a tensiunii la %ornele generatorului!

a# Puntea semicomandată- În figura 3!7!68 se prezintă sc(ema electrică a punţii semicomandate iar $n figura 3!7!69 se prezintă formele de variaţie aleimpulsurilor de tensiune i curenţi aplicate $nfăurării de e4citaţie a generatorului



Fig/ )/,/12 "c;ema electrică a punţii semicomandate de putere

5untea semicomandată, 5) 57 , realizează alimentarea $nfăurării de e4citaţie

a generatorului conectată la %ornele de ieire + ," i reglarea automată a

curentului de e4citaţie pentru menţinerea constantă a tensiunii generatorului!

5untea semicomandată conţine: 3 tiristoare, 5),53 , cu protecţiile lor, r ), ) i r 3, 3 B 3 diode de putere, 56 ,57 , cu protecţiile lor, r 6 , 6 i r 7 , 7 B protecţia $mpotriva

supratensiunilor din spre %ornele generatorului, r 8 ,r 9 i )) ! De asemenea pe

ramura cu tiristoare se prevăd siguranţele ultrarapide e) ,e 3 , cu

micro$ntrerupătoarele, %) ,% 3 , pentru supraveg(ere i rezistenţele r )-,r 3- montate

$n paralel pe oncţiunea grilă>catod a tiristoarelor!



Fig/ )/,/13 Formele de variaţie ale impulsurilor de tensiune :i curenţi aplicate

0n.ă:urării de e?citaţie a generatorului

1limentarea punţii se face de la %ornele generatorului, $ntre o fază R i nul

' prin intermediul %o%inelor de reactanţă kl ) i kl 3 ! 5e partea de curentcontinuu, puntea este proteată $mpotriva supratensiunilor dinspre $nfăurarea de

e4citaţie, de către limitatorul de supratensiune, cu seleniu, 5)6 !

În e4plicarea principiului de funcţionare se consideră următoarele ipotezesimplificatoare, care sunt apropiate de realitate i anume:

> inductanţa $nfăurării de e4citaţie a generatorului, conectară la %ornele de ieire, K, ", ale punţii semicomandate, este foartemare i ca urmare curentul se menţine constant $n timpulfuncţionării:



> căderea de tensiune pe elementele semiconductoare este nulăB >ung(iul de comutare, ., practic nul!

E4plicarea funcţionării se face urmărind reprezentările din figurile 3!7!68 i 3!7!69!În prima semiperioadă a tensiunii de alimentare, de la amplificatorului de impuls

1I) se primete impulsul de comandă care se aplică pe tiristorul 5) la ung(iul /t *

! Intră $n conducţie tiristorul 5) i se $nc(ide circuitul prin 5) , $nfăurarea de e4citaţie a

generatorului conectată la %ornele K,"i dioda 57 , sta%ilindu>se curentul "d "fig!

3!7!69 c i d# ! În momentul $n care tensiunea anod catod aplicată tiristorului

5) devine negativă, acesta se stinge! Din acest moment curentul prin e4citaţia

generatorului este preluat de diodele 56 ,57 i datorită inducţiei mari a $nfăurării el $i

menţine valoare "d $n timp ce tensiunea la %ornele K, ", este nulă!

/a momentul se dă comanda de aprindere a tiristorului 53 prin aplicarea

impulsului de comandă de la al doilea amplificator de impuls, 1 "3 , care lucrează $n

semiperioada negativă a tensiunii de alimentare! e $nc(ide din nou circuitul punţii prin:

tiristorul 53 , $nfăurarea de e4citaţie a generatorului i dioda 56 ! 5e $nfăurarea de

e4citaţie se aplică din nou tensiunea de alimentare! În momentul când tensiunea anodică

pe tiristorul 53 devine negativă acesta se stinge! Din acest moment curentul prin

e4citaţia generatorului este preluat de diodele 56 ,57 ! -ensiunea pe $nfăurarea de

e4citaţie se anulează până la primirea comenzii de aprindere a tiristorului 5) , iar

curentul $n circuit, datorită inductanţei mari a $nfăurării de e4citaţie, $i menţine

constantă valoarea "d !

5entru sc(ema de redresare $n punte monofazată, valoarea tensiunii medii redresate pentruung(iul ^ de desc(idere a tiristoarelor este:

&d *,&s ) cos

3 "3!7!3# iar pentru: *

&do *,&s "3!7!6*#

$n care & s este valoarea efectivă a tensiunii de fază de la %ornele generatorului!Introducând "3!7!6*# $n relaţia "3!7!3# rezultă:

&d &d* ) cos

3 "3!7!6)#

În figura 3!7!6A se prezintă variaţia tensiunii medii redresate $n funcţie de ung(iul !



Fig/ )/,/14 &ariaţia tensiunii medii redresate 0n .uncţie de ung;iul

istemul automat de reglare menţine constantă tensiunea generatorului prin

sc(im%area ung(iului de desc(idere, , atunci când tensiunea se a%ate de la valoareanominală!

/a creterea curentului de sarcină scade tensiunea la %ornele generatorului!1ceastă scădere este sesizată de %locul regulator R care mărete valoareatensiunii de comandă de la ieirea sa! +reterea tensiunii de comandă produce $n

%locul D+0 micorarea ung(iului care comandă prin amplificatorul deimpuls aprinderea tiristoarelor!

-iristoarele sunt $n conducţie $n perioada i la micorarea ung(iului

se mărete durata $n care tiristoarele sunt $n conducţie! De asemenea, conformrelaţiilor "3!7!3, 3!7!6)# la scăderea ung(iului se mărete valoarea tensiuniimedii redresate, & d ! Mărirea tensiunii medii duce la creterea curentului prin$nfăurarea de e4citaţie i tensiunea generatorului revine la valoarea nominală!

/a scăderea $ncărcării generatorului, crete tensiunea la %orne, intervinereglarea automată i procesele se desfăoară invers! În acest caz, reglareaautomată va acţiona pentru creterea ung(iului ! cade perioada de conducţie

, se micorează tensiunea medie redresată i curentul de e4citaţie, scadetensiunea generatorului i se resta%ilete valoarea nominală! %# Partea de autoamorsare- Elementele sc(emei de autoamorsare sunt

prezentate $n figura 3!7!7)!



Fig/ )/,/15 "c;ema de autoamorsare a generatorului

5entru autoamorsare, tensiunea de la %ornele generatorului se aplică prin puntea redresoare formată din ramura de autoamorsare care conţine diodele p8,p9

completată cu diodele p6 ,p7 din puntea de putere semicomandată, la $nfăurareade e4citaţie a generatorului "%ornele #, "#! Ramura de autoamorsare, $n afara

diodelor p8 ,p9 , mai conţine siguranţele e6 ,e 7 , contactele normal desc(ise +) 1R ,+) - + ale contactatorului +) precum i partea de relee prin care se scoate dinfuncţiune autoamorsarea atunci când tensiunea generatorului a auns la valoarea*,8& n , suficientă pentru ca $n continuare autoe4citarea să fie preluată de punteasemicomandată de putere!

/a rotirea generatorului cu turaţia nominală, $ntre %ornele *R apare tensiunea

electromotoare remanentă 0 62 ! /a această valoare, contactorul + 3 nu

acţionează i contactul + 3 din circuitul contactului +) este $nc(is! De asemenea

pentru această valoare a tensiunii releul de tensiune minimă i ma4imă R-N nualimentează releul d 6 i contactul d 6 din circuitul contactorului +) este $nc(is!

+ontactul d) care aparţine sc(emei de supraveg(ere i protecţie, $n situaţie

normală, este de asemenea $nc(is!În condiţiile $n care toate contactele din

circuitul %o%inei contactorului C ) sunt $nc(ise, aceasta este alimentat iniţial de la

%ateria de acumulatori de 372 , e4terioară ec(ipamentului!

+ontactorul $nc(ide contactele +) 1 R ,+) - + i permite efectuarea

autoamorsării! 2aloarea tensiunii remanente de minim 62 depăete căderile de



tensiune pe diodele p6 p9 sau p7 p8 i alimentează $nfăurarea de e4citaţie a

generatorului! +urentul din $nfăurarea de e4citaţie duce la mărirea tensiunii

generatorului i astfel procesul de autoe4citare este iniţiat i se produce $n

avalana până când tensiunea generatorului aunge la *,8& n ! /a aceasta valoare

a tensiunii acţionează releul d 6 din %locul R-N i prin desc(iderea contactului d 6

$ntrerupe alimentarea contactului +) ! e desc(id contactele din circuitul punţii i

funcţionarea autoamorsării $ncetează! Din acest moment intră $n fracţiune

comanda electronică care prin puntea semicomandată de putere asigură $n

continuare creterea tensiunii generatorului până la valoarea nominală!

+ând tensiunea generatorului aunge la valoarea nominală, acţionează i

contactorul + 3 care desc(ide său din circuitul contactului +) ! /a scăderea

tensiunii generatorului su% *,8& n se $nc(id contactele d 6 , + 3 i se realizează

condiţiile pentru o nouă funcţionare a autoamorsării!

+ontactorul +) este alimentat iniţial de la %ateria de acumulatorii iar după

amorsarea generatorului va fi alimentat de la transformatorul m 7 i puntea

pC p)* !

Fig/ )/,/16 &ariaţia tensiunii generatorului 0n timpul autoamorsării

În figura 3!7!6 se prezintă variaţia tensiunii generatorului $n perioada deautoamorsare!

c# Partea de amorsare este utilizată pentru iniţierea procesului deautoe4citaţie $n cazul $n care tensiunea remanentă a generatorului este mai micăde 62 ! c(ema de amorsare este prezentată $n figura 3!7!7*!



Fig/ )/,/,* "c;ema de amorsare a generatorului de la sursă e?terioară

Elementele sc(emei de amorsare sunt: o %aterie de acumulatori, 372 , orezistenţă regla%ilă de )*1, 8*L , un %uton % i a diodă p)3 !

/a apăsarea pe %utonul % este alimentată $nfăurarea de e4citaţie ageneratorului de la %ateria de acumulatori! +urentul din $nfăurarea de e4citaţie

produce un flu4 magnetic inductor care ridică tensiunea generatorului pestevaloarea de *,8& n de la care intră $n funcţiune sc(ema electronică cu punteasemicomandată i se asigură autoe4citarea generatorului până la valoareatensiunii nominale! 0- Unitatea de supravegere !i protecţie-

1re rolul de a supraveg(ea funcţionarea corectă a ec(ipamentului static dee4citaţie i de protecţie $n cazul producerii unor avarii! În figura 3!7!7) se

prezintă sc(ema electrică de supraveg(ere i protecţie !1ceastă unitate acţionează la producerea următoarelor avarii:

> arderea siguranţelor ultrarapide> apariţia unor supratensiunii> apariţia unor suprasarcini

c(ema este alimentată de la %ateria de 372 curent continuu i $n paralel dela puntea redresoare pC p)* "prezentată $n figura 3!7!6C#!

5entru toate situaţiile de avarie acţiunea protecţiei se face prin releul d) !

Elementele care dau informaţii releului d) sunt:

> contactul normal desc(is d 6 al releului de tensiune ma4imă din %locul

R-N $n serie cu contactul normal desc(is al contactorului + 3 ! /a

tensiunea nominală se $nc(ide contactul + 3 i la depăirea tensiune

ma4ime, care corespunde pentru ),3& n , se $nc(ide i contactul d 6

sta%ilindu>se alimentarea releului d) B

> contactul normal desc(is al releului de suprasarcină montat $n$ntrerupătorul automat de cuplare a generatorului la %are! În cazul



apariţiei unei suprasarcini, releul acţionează, se $nc(ide contactul săunormal desc(is i este alimentat releul d) B

> la arderea uneia din siguranţele ultrarapide se $nc(id contactele %) sau %

3 i se sta%ilete circuitul de alimentare a releului d) !

Fig/ )/,/,+ "c;ema electrică de supraveg;ere :i protecţie

În cazul producerii uneia sau mai multe din situaţiile de avarie prezentate,

este alimentat releul d) care memorează avaria prin $nc(iderea contactului d) de

automenţinere a alimentării i desc(ide contactul d) din circuitul releului d3

$ntrerupând alimentarea acestuia! 5rin $ntreruperea alimentării releului d 3 se

realizeazăB

> se $ntrerupe alimentarea releului d sin sc(ema Regulatorului "figura3!7!3#, se $nc(ide contactul d din sc(ema D+0 "figura 3!7!6*#, sunt

%locate impulsurile de comandă i puntea semicomandată $i $ntrerupefuncţionareaB

> se desc(ide contactul normal $nc(is al releului d) i se realizează

deconectarea $ntrerupătorului automat al generatorului!

'prirea voită a generatorului se realizează folosind sc(ema de protecţie! 5rinapăsarea pe %utonul %*3 G'5RIREH este alimentat releul d) i sc(ema acţionează

ca i $n cazul producerii unei avarii efectuând %locarea sistemului electronic i

decontarea generatorului de la %are!

5entru de%locare, $n vederea reluării funcţionării, este necesar să se apese mai$ntâi pe %utonul %*) GRevenireH! 5rin apăsarea pe acest %uton se $ntrerupeautomenţinerea alimentării releului d) i la $ncetarea apăsării, releul d) nu maieste alimentat, iar sc(ema revine la situaţia iniţială!



7! Unitatea de reglare a valorilor impuse realizează tensiunea de referinţăfuncţie de care sistemul efectuează reglarea automată a tensiunii generatorului,

precum i modificarea gradului de statism al caracteristicii de reglare!

-ensiunea de referinţă, su% forma unei tensiunii de curent continuu sta%ilizatse o%ţine de pe rezistenţele r 3 ,r 6 din sc(ema Regulatorului "figura 3!7!3#!

1ceastă tensiune, de referinţă se aplică printr>un potenţiometru la una dinintrările amplificatorului 1! +u potenţiometru se poate regla valoarea tensiuniide referinţă GReglare valoare impusă tensiuneH, astfel $ncât să se permită fi4areatensiunii la %ornele generatorului $n limitele 8O!!!!)*8O&n !

5entru reglarea statismului caracteristicii e4terne, necesar la funcţionarea $n paralel a generatorului, pe rezistenţa r s din sc(ema --F "figura 3!7!3A# se aplicăun al doilea semnal de tensiune o%ţinut din secundarul unui transformator decurent montat $n circuitul principal al generatorului i care nu este reprezentat $n

sc(eme!

-ensiunea din secundarul transformatorului de curent, proporţională cuvaloarea curentului de sarcină, "0r , se adaugă la tensiunea măsurată,

proporţională cu tensiunea generatorului!

În acest fel tensiunea furnizată de traductorul de tensiune se mărete $n modartificial la creterea curentului de sarcină! Regulatorul sesizând cretereatensiunii, comandă scăderea până la realizarea ec(ili%rului $ntre valoareamăsurată i valoarea impusă "de referinţă#! În urma acestui regla se o%ţinescăderea tensiunii generatorului la creterea sarcinii i deci un anumit grad de

statism al caracteristicii e4terne, &0 f "0r

! În general pentru acest tip degeneratoare, gradul de statism este de 6!!!7O!

)/2/ eglarea automată a .recvenţei :i puterii active

)/2/+ -rincipiile reglării automate a .recvenţei

În sistemele electroenergetice de curent alternativ frecvenţa este dependentăde viteza de rotaţie a motoarelor primare care antrenează generatoarele sincrone!1gregatele generatoare, care alimentează motoarele electrice de acţionare

precum i alţi consumatori de energie de la %ordul navei, sunt prevăzute curegulatoare pentru sta%ilizarea frecvenţei curentului alternativ! Menţinereaconstantă a frecvenţei $n sistemele electroenergetice constituie una din condiţiilede %ază pentru funcţionarea normală a consumatorilor de energie electrică!

pre deose%ire de reglarea tensiunii, reglarea frecvenţei tre%uie să asigure osingură frecvenţă pentru tot sistemul, independent de distri%uţia sarcinii active$ntre agregatele generatoare!



Reglarea frecvenţei este strâns legată de distri%uţia puterii active $ntreagregatele generatoare, $ntrucât resta%ilirea frecvenţei $n sistemulelectroenergetic se o%ţine pe seama sc(im%ării puterii active $ntre agregatelegeneratoare! copul reglării automate a frecvenţei i distri%uţiei puterii active

$ntre generatoare este o%ţinerea eficienţei economice i siguranţă ridicată $nfuncţionare, atât $n regimuri normale cât i $n regim de avarie!

Ecuaţia de ec(ili%ru a puterilor agregatului generator de energie electricăeste:

d /

2 1P 2& 2 i 2 pierderi

dt

"3!8!)#

unde: 2M5 > puterea dezvoltată de motorul primar

20 > puterea dezvoltată de generator

2 i > momentul de inerţie al elementelor $n micare de rotaţie de la

motor i generator

/ > viteza ung(iulară de rotaţie 2 pierderi

> pierderi mecanice i electrice!

5uterea, 20 , dată de momentul de frânare al generatorului este determinată de

sarcina lui i depinde de viteza ung(iulară de rotaţie, /! 2aloarea puterii 2M5 a

motorului primar depinde de regulatorul de turaţie i viteza ung(iulară de rotaţie!+auza modificării frecvenţei $n sistemul electroenergetic constă $n

dezec(ili%rul dintre suma puterilor dezvoltate de generatoare, 320 i suma

puterilor cerută de consumatori, 32+ ! Modificarea ec(ili%rului se produce atât ca

urmare a sc(im%ării 320 cât i a 32+ care atrage după sine sc(im%area vitezei de

rotaţie a agregatelor i a frecvenţei $n sistem!

Întrucât frecvenţa curentului alternativ este dată de viteza de rotaţie amotorului primar de antrenare a generatorului, sta%ilizarea frecvenţei se o%ţineacţionându>se asupra sistemului de alimentare cu com%usti%il sau a%ur a

motorului primar! Reglarea frecvenţei se face cu regulatoarele mecanice deturaţie ale motoarelor primare i cu regulatoarele de frecvenţă! 5rimulreacţionează nemilocit la sc(im%area vitezei de rotaţie a motorului primar iar celde al doilea la sc(im%area parametrilor electrice ai generatorului produsă demodificarea frecvenţei! În am%ele cazuri se acţionează asupra aceluiai elementfinal de e4ecuţie care modifică alimentarea cu com%usti%il sau a%ur "$n cazultur%inelor cu a%ur# a motorului primar!

/a un dezec(ili%ru $ntre puterea produsă, 320 i puterea consumată, 32+ ,corespunzător unui anumit regim sta%il de funcţionare, intră $n funcţiune



regulatorul de turaţie sau de frecvenţă care acţionează conform caracteristicilor lor statice de reglare!

5entru reglarea vitezei i frecvenţei, precum i pentru distri%uţia sarciniiactive $ntre generatoarele care funcţionează $n paralel, se folosesc regulatoare de

viteză i frecvenţă cu caracteristici de reglare astatice ) sau statice 3 prezentate $nfigura 3!8!)!

Fig/ )/2/+ Caracteristicile regulatoarelor de .recvenţă

tatismul caracteristicilor de reglare este:

//

unde:/* ,f * > viteza ung(iulară de rotaţie i frecvenţa la mersul $n gol ideal /n ,f n > viteza

ung(iulară de rotaţie i frecvenţa la sarcina nominală a generatorului!

De asemenea regulatoarele de viteză se mai caracterizează i prin gradul deuniformitate reprezentat de coeficientul:

n * n n

n med!

"3!8!7#

* n

)**O /n

sau

"3!8!3#

f f n

* f n )**O "3!8!6#



unde: n * > viteza de rotaţie la mersul $n gol ideal n n > viteza

de rotaţie la sarcina nominală n med > viteza de rotaţie pentru

umătate din sarcina nominală!

+oeficientul de statism al caracteristicilor de reglare este:

/* /n tg "3!8!8# s 2n

sau

s f * f n tg

2n

"3!8!3!8#

Din figura 3!8!) rezultă:

/n /* /n 2n tg s5n "3!8!A#

f n f * f n 2n tg s5n "3!8!C#

5entru caracteristica statică de reglare, coeficientul de statism s $i păstrează

valoarea constantă la sc(im%area puterii generatorului i ca urmare la mărirea puterii, frecvenţa se reduce iar la micorarea puterii frecvenţa crete!

Ecuaţiile "3!8!A# i "3!8!C# reprezintă ecuaţiile de reglare după caracteristicistatice i pot fi scrise su% forma generală:

/ s 2*%'

f s 2* (

"3!8!#

c(emele de reglare automată a frecvenţei generatoarelor cunosc o marediversificare constructivă dată de firmele care le e4ecută! -oate aceste sc(emefolosesc $n esenţă următoarele principii de %ază pentru reglarea frecvenţei:

a# după a%aterea mărimii reglate "turaţia# %# după a%aterea turaţiei i variaţia sarcinii activec# după variaţia parametrilor electrici ai generatoarelor "sarcina activă i

frecvenţa#După primul principiu lucrează regulatorul mecanic centrifugal care până $n

prezent este folosit pe scară largă $n instalaţiile navale! 5e %aza celui de al doilea principiu sunt construite regulatoarele electromecanice cu două impulsuri: un



impuls de la regulatorul mecanic centrifugal i al doilea $n funcţie de sarcinaactivă a generatorului! 1l treilea principiu folosete traductoare de frecvenţă i de

putere activă prin care se urmăresc parametrii electrici ai generatorului i $nfuncţie de acest valori se e4ecută reglarea !

5entru toate sistemele de reglare elementul final de e4ecuţie acţioneazăasupra consumului de com%usti%il sau a%ur pentru modificarea turaţiei!

Reglarea automată i menţinerea constantă a frecvenţei $n sistem tre%uie săfie e4tinsă $n tot domeniul puterilor agregatelor! 2ariaţia sarcinii cerută deconsumatori i necesitatea e4istenţei unei rezerve de putere se asigura, de regulă,

prin folosirea mai multor agregate care lucrează $n sistem! În legătură cu aceastaapare necesitatea distri%uirii sarcinii active $ntre agregate! Reglarea automată afrecvenţei tre%uie să asigure $n acelai timp i distri%uţia ec(ili%rată a sarciniiactive $ntre generatoarele care lucrează $n paralel asigurând astfel funcţionareasistemului eficientă, cu consum minim de com%usti%il!

)/2/) Distri=uţia sarcinii active la .uncţionarea 0n paralel a generatoarelor

' pro%lemă importantă a reglării frecvenţei $n sistemele electroenergeticeeste asigurarea distri%uţiei ec(ili%rată a sarcinii active $ntre generatoarele carelucrează $n paralel! În continuarea se prezintă metodele de %ază folosite $nsistemele electroenergetice pentru distri%uţia sarcinii active!

"etoda caracteristicilor statice- În figura 3!8!3 se prezintă caracteristicilestatice de reglare a turaţiei a motoarelor primare pentru trei generatoare!

Fig/ )/2/) Distri=uţiasarcinii active 0ntre generatoare cu caracteristici statice de reglare

/a funcţionarea $n paralel a generatoarelor de aceeai putere avândcaracteristici statice de reglare cu coeficienţi de statism diferiţi, pentru vitezanominală /) puterea dată de generatorul ) este 2) iar puterile date de al doileai al treilea generator sunt 23 respectiv 26 ! După cum se o%servă sarcinileactive de generatoarelor sunt diferite $ntrucât caracteristicile de reglare au

/a scăderea vitezei de rotaţie cu / /) /3 sarcinile generatoarelor se

sc(im%ă corespunzător i capătă valorile:

2), , 23

, ,26, ! Din triung(iurile:

a %c,aQ%QcQ,a44 %44c44,rezultă:

f

f %



!

!!

k

!

!!

k

f f&&

23 '

tg3 s3 &

f f&

26

& tg6 s6 &( "3!8!)*#

i analog, pentru generalizare, se o%ţin relaţiile pentru n generatoare carelucrează $n paralel! 5entru generatorul de ordinul i relaţia este:

f f 2i tgi si

"3!8!))#

1dunând $ntrei ei termenii din dreapta i termenii din stânga egalităţilor "3!8!)*#, se o%ţine:

2) 23 !!!! 2n

f )s) )s3 !!! )sn

Rezolvând ecuaţia "3!8!)3# $n raport cuf i $nlocuind această valoarea $n ecuaţiile

"3!8!)*#, rezultă:n

%

2i &

2) i) &

& s) s)

s3 sn

&& n &

2i &

53 i) &&

sau

"3!8!)3#

n n )

2i f i) i)

si

"3!8!)6#



!

!!

k

!

!!

k

& s3

s) n s3 sn

&&&

'

2i &

56 i) &

& s6

&

s) s3 sn &

&

&n

&

2i &

5n i) &

& sn &

Din cele prezentate rezultă că $n cazul generatoarelor de aceeai putere careau caracteristici de reglare cu coeficienţi de statism diferiţi, sarcina nu estedistri%uită egal $n regimuri sta%ile de funcţionare! Distri%uţia sarcinii se faceinvers proporţional cu coeficienţii de statism! În cazul prezentat $n figura 3!8!3,generatorul 6 având cel mai mic statism este $ncărcat cu sarcina cea mai mare!

De asemenea la scăderea frecvenţei creterile de putere nu sunt egale la cele treigeneratoare! 1ceste creteri se distri%uie, după cum rezultă din relaţiile "3!8!)7#invers proporţional cu coeficienţii de statism ai caracteristicilor de reglare!

Distri%uţia egală a sarcinilor $ntre generatoarele de aceeai putere se poateo%ţine numai $n cazul $n care caracteristicile de reglare ale acestora coincid!5entru a o%ţine această coincidenţă, agregatele generatoare care lucrează $n

paralel se aleg de acelai tip, fapt care asigură din construcţie caracteristiciidentice!

5entru situaţiile $n care, dei generatoarele sunt de acelai tip,caracteristicile lor de reglare diferă $ntr>o oarecare măsură sau $n cazul $n care

s) s3 sn &(

"3!8!)7#



sunt de tipuri diferite, se prevede posi%ilitatea intervenţiei manuale a operatorului pentru modificarea statismului astfel $ncât să se o%ţină acelai coeficient destatism pentru generatoarele care lucrează $n paralel! +orectarea coeficientului destatism se o%ţine prin acţiunea unui senvomotor electric asupra cremalierei

pompelor de inecţie $n sensul de mărire a consumului pentru agregatele mai puţin $ncărcate cu sarcină activă i reducerea consumului de com%usti%il pentrucele cu $ncărcare mai mare, astfel $ncât frecvenţa sistemului să rămână constantă!Întrerupătorul cu care se pune $n funcţiune senvomotorul electric aflat pe pompade inecţie, este amplasat pe panoul fiecărui generator conectat la ta%loul

principal de distri%uţie! Întrerupătorul are două poziţii: stânga i dreapta curevenire $n poziţia zero la $ncetarea acţionării! 5rin conectări scurte pe o poziţiesau cealaltă se o%ţine rotirea senvomotorului de e4ecuţie $ntr>un sens sau $ncelălalt pentru mărirea respectiv reducerea consumului de com%usti%il!

Metoda caracteristicilor statice este folosită pe scară largă $n centralele

electrice navale deoarece nu necesită dispozitive sau instalaţii complicate i oferărezultate mulţumitoare $n distri%uţia ec(ili%rată a sarcinii active $ntregeneratoarele care funcţionează $n paralel!

"etoda generatorului pilot este folosită pentru menţinerea constantă afrecvenţei i distri%uţia dată a sarcinii activei $ntre generatoare! 1ceastă metodăconstă $n folosirea unui pilot cu rol de generator pilot iar celelalte ca generatoarede %ază! 0eneratorul pilot, are caracteristica de reglare astatică iar generatoarelede %ază au caracteristici de reglare statice! În figura 3!8!6! se prezintăcaracteristicile de reglare a trei generatoare!

5rocesul sc(im%ării frecvenţei este caracterizat de durata de timp t care

poate fi $mpărţită $n două perioade: t ) i t 3 ! 5e durata t ) , $n care se măretesarcina sistemului, frecvenţa se a%ate de la valoarea nominală i sarcinasuplimentară se distri%uie $ntre generatoare invers proporţional cu coeficienţii destatism ai caracteristicilor de reglare! 5e durata t 3 se resta%ilete frecvenţa $nsistem i se produce redistri%uirea sarcinii suplimentare!

În figura 3!8!6 este prezentat cazul unui sistem energetic care conţine trei

generatoare: 0),03 ,06 ! 0eneratorul 0) este generator pilot, iar celelalte, 0 3 ,06 ,

sunt generatoare de %ază!

Fig/ )/2/1 -rincipiul distri=uţiei sarcinii active după metoda generatorului principal



/a frecvenţa nominală, f n , generatoarele lucrează cu sarcinile active

2),23 ,26 ! +onsiderăm că se produce un oc de sarcină i legat de acesta

frecvenţa scade de la f n la f ) !

5e durata t) sarcina suplimentară se distri%uie $ntre generatoare invers proporţional cu coeficienţii de statism ai caracteristicilor de reglare i parametriide funcţionare se deplasează pe caracteristicile de reglare din punctele ) $n

punctele 3! 5entru frecvenţa f ) f n generatoarele, 0),03 ,06 , se $ncarcă cusarcinile suplimentare, 2),23 ,26 i puterile de%itate de generatoaresunt: 2)4,234,264!

5e durata t 3 , $ntrucât generatorul 0) are caracteristică astatică, intră $n

funcţiune regulatorul acestuia care acţionează pentru mărirea consumului de

com%usti%il al motorului primar! În urma acestei acţiuni se resta%ilete frecvenţa

$n sistem la valoarea nominală i generatorul 0) preia asupra sa toată sarcina

suplimentară! 5unctul de funcţionare al generatorului 0) se mută din 3 $n 6, iar la

generatoarele de %ază 0 3 ,06 , punctele de funcţionare revin din punctele 3 $n

punctele )!

5rocesul reglării se $nc(eie când frecvenţa a revenit la valoarea nominală,generatoarele de %ază funcţionează cu sarcina iniţială 23 ,26 iar sarcinageneratorului principal este:

2) 44 2) 2) 23 26

"3!8!)8#

În cazul $n care nivelul sarcinilor suplimentare care apar $n e4ploatarea unuisistem electroenergetic depăesc posi%ilităţile de $ncărcare a unui generator, $ncalitatea de generator pilot pot fi două generatoare! În acest caz surplusul desarcină va fi distri%uit egal $ntre cele două generatoare pilot sau $n alt raportdeterminat de sistemul de distri%uţie a sarcinii active!

"etoda statismului virtual - După această metodă reglarea la a%atereafrecvenţei i sc(im%area ec(ili%rului $ntre puterea dată i puterea consumată, seefectuează de către fiecare generator din sistem! 5rin această reglare se o%ţine

păstrarea constantă a frecvenţei $n sistem i distri%uţia sarcinii dupăcaracteristicile statice ale căror coeficienţii de statism se modifică prin reglareastfel $ncât să se o%ţină o distri%uţie ec(ili%rată a sarcinii!

1plicând legea generală a reglării statice "relaţia 3!8!# pentru cele ngeneratoare, rezultă:

n %

f s) 2) )

2i * &

n)

&



n &

f s3 23 3 n) 2i *&'

!

&

&

n &

f sn 2n n

2i *&

n) (

"3!8!)9#

unde: 5),53 !!!!!5n > sunt puterile dezvoltate de fiecare generatorn

5i > suma sarcinilor celor n generatoaren)

),3 !!!!!n > coeficienţii parţiali de distri%uţie a sarciniitotale pe generatoare!

uma coeficienţilor parţiali este egală cu unitatea, ) 3 !!!!n ),

sau $n procente reprezintă )**O!

Din ecuaţiile "3!8!)7# rezultă că procesul reglării celor n generatoare setermină când frecvenţa se resta%ilete la valoarea nominală, f * i sarcina sedistri%uie $ntre generatoare corespunzător coeficienţilor parţiali de $ncărcare,adică

n

5 5i !n)

' asemenea reglare este astatică relativ la frecvenţă i statică relativ ladistri%uţia sarcinii active $ntre generatoare!

istemul asigură sta%ilitate $n distri%uţia sarcinii active $ntre generatoare

corespunzător coeficienţilor parţiali de $ncărcare!În folosirea acestei metode, pentru compensarea erorii statice produsă de

neliniaritatea caracteristicilor de reglare sau alte cauze, se com%ină cu metodageneratorului pilot! În acest caz unul din generatoare se folosete ca generator

pilot i are caracteristica de reglare astatică!Metoda statismului virtual are o largă utilizare $n sistemele electroenergetice

i $n ultimul timp i>a găsit utilizarea i $n sistemele electroenergetice navale! 'asemenea aplicaţie este prezentată $n sc(ema din figura 3!8!6!



)/2/1 egulatoare automate a vite#ei de rotaţie pentru motoareletermice

)/2/1/+ egulatoare mecanice centri.ugale

/a agregatele generatoare, până $n momentul actual, regulatoarelecentrifugale au cea mai largă utilizare! 1ceste regulatoare funcţionează, conform principiului reglării după a%aterea mărimii reglate "turaţia#! Regulatoarelecentrifugale pot fi cu acţiune directă, pentru puteri până la )**+5 i cu acţiuneindirectă, pentru puteri mai mari! /a tur%inele navale cu a%ur sau cu gaze i deasemenea pentru motoarele diesel se folosesc, de regulă, regulatoare centrifugalecu acţiune indirectă!

/a regulatoarele cu acţiune directă, elementul centrifugal acţionează directasupra elementului de e4ecuţie care poate fi: cremaliera pompelor de inecţie

pentru motoarele diesel sau elementul de distri%uţie a a%urului pentru tur%ine!

În cazul regulatoarelor cu acţiune indirectă, elementul centrifugal acţioneazăasupra elementului de e4ecuţie prin intermediul unui amplificator (idraulic!Regulatoarele cu acţiune indirectă pot fi cu legătură inversă rigidă sau

elastică! De asemenea caracteristica de reglare a regulatoarelor de vitezăcentrifugale poate fi statică sau astatică!

În figura 3!8!7!a se prezintă sc(ema simplificată a regulatorului centrifugal cuacţiune indirectă, cu legătură inversă rigidă i cu caracteristica de reglare statică!

Fig/ )/2/, "c;ema simpli.icată a regulatorului centri.ugala < cu caracteristică de reglare statică> = < cu caracteristica de reglare astaticăElementul de %ază al regulatorului centrifugal este elementul de măsură )

compus din greutăţi sferice i un sistem de pârg(ii! 1cţiunea elementului demăsură asupra tiei 1. este ec(ili%rată de resortul 6! 14ul vertical 3 alregulatorului este cuplat cu a4ul motorului printr>un reductor i este rotit cu oviteză proporţională cu turaţia motorului iar greutăţile sferice acţionează printr>un sistem de pârg(ii asupra mufei 7!

+apătul 1 al tiei 1. este legat cu pistonul servomotorului A iar capătul . cu pistonul sertarului distri%uitor 8! /a viteza normală de rotaţie a agregatului



pistonul sertarului distri%uitor ocupă poziţia $n care orificiile a i % sunt $nc(ise!5istonul servomotorului A fiind su% presiuni egale $n părţile superioară iinferioară, rămâne $n poziţia fi4ă!

Dacă sarcina generatorului se modifică i nu mai corespunde puterii

dezvoltată de motor, se sc(im%ă viteza de rotaţie a agregatului!ă urmărim $n continuare funcţionarea regulatorului la sc(im%area sarcinii!

/a funcţionarea motorului cu puterea 5) viteza de rotaţie este 1)!

+orespunzător acestei viteze, greutăţile sferice se rotesc cu viteza

1 )1) "3!8!)A#

unde: ) > este raportul de transmisie al vitezei de la a4ul

motorului la regulator i dezvoltă forţa centrifugă!

0 3

Fcf 3 3 _1 g

"3!8!)C#

unde: 0 greutatea sferelor i elementelor $n micare de rotaţie5 > raza de rotaţie a sferelor g >

acceleraţia gravitaţională 3 >

factor de proporţionalitate!

În poziţia fi4ă a mufei forţele care acţionează asupra ei sunt $n ec(ili%ru, F )

F6 , $n care:

F) Fcf!tg "3!8!)#

F6 Fr 30 0n "3!8!3*#

unde: Fr > forţa resortului comprimat

0 > greutatea sferelor 0n > greutatea mufei 7!

/a creterea sarcinii generatorului, viteza de rotaţie se micurează de la 1)

la 13 i forţele F) i F6 nu mai sunt $n ec(ili%ru, $ntrucât se micorează forţa F)

iar forţa F6 rămâne constantă! u% acţiunea diferenţei, F F6 F) , mufa 7 sedeplasează $n os! În primul moment punctul 1 rămâne nemicat iar punctul . sedeplasează $n os i ocupă poziţia .4! 5istonul sertarului distri%uitor 8 desc(ideorificiile conductelor de ulei su% presiune a i %! &leiul, su% presiune, prinorificiul a pătrunde $n partea superioară a cilindrului servomotorului A deplasând$n os pistonul "punctul1 ocupă poziţia 14#! 5rin deplasarea pistonului se$mpinge pârg(ia glisantă 3!8 i se mărete consumul de com%usti%il sau a%ur almotorului primar!



Deplasarea pistonului $n os produce revenirea punctului . spre poziţiainiţială i când aunge $n poziţia iniţială $nc(ide orificiile a i % ale conductelor deulei! 5istonul servomotorului se va afla $n noua poziţie 14 iar punctul . $n

poziţia iniţială! După câteva oscilaţii $ntre puterea cerută i puterea dezvoltată,

procesul tranzitoriu se amortizează i se sta%ilete ec(ili%rul pentru noua valoarea vitezei 13 i puterea 23 !

/a micorarea sarcinii generatorului, viteza de rotaţie crete cea ce conducela o acţiune $n sens contrar a regulatorului!

În acest fel regulatorul asigură reglarea vitezei de rotaţie funcţie de sarcinădupă o caracteristică de reglare statică! /a deplasarea mufei $n sus sau $n os sesc(im%ă poziţia clapetei 3!8 care modifică consumul de com%usti%il sau a%ur almotorului primar!

În figura 3!8!7!%! este prezentată sc(ema simplificată a regulatoruluicentrifugal cu acţiune indirectă, cu legătură inversă elastică i caracteristică de

reglare astatică!1mortizorul de ulei , resortul )* i tia 1. formează legătura inversă

elastică! 5artea superioară i inferioară a amortizorului este umplută cu ulei!+ele două părţi comunică $ntre ele prin orificii tu%ulare a căror secţiune poate fimodificată cu ventilul C!

Iniţial procesul se desfăoară ca i $n cazul reglării statice! /a cretereasarcinii viteza agregatului se micorează i su% acţiunea diferenţei forţelor, F ,mufa 7 se deplasează $n os! 5unctul . se deplasează $n os, se desc(ide orificiilea, % ale sertarului distri%uitor i uleiul, su% presiune, deplasează $n os pistonulservomotorului mărind consumul de com%usti%il sau a%ur $n motorul primar!

+apătul 1 al traversei se deplasează $n 14 i tensionează resortul )*! predeose%ire de cazul anterior procesul reglării nu se $nc(eie $n acest moment, icontinuă su% acţiunea resortului )* care tinde să aducă punctul 14 $n poziţiainiţială! Micarea de readucere a tiei 1. $n poziţia iniţială este amortizată demicarea pistonului amortizorului care devine posi%ilă pe măsura treceriiuleiului prin orificiile tu%ulare din partea superioară $n partea inferioară a

pistonului! Deplasarea punctului 1 spre poziţia iniţială produce o deplasaresuplimentară a punctului . i din nou pistonul sertarului distri%uitor desc(ideorificiile a i %! u% presiunea uleiului pistonul servomotorului A se deplaseazăde câteva ori $n os mărind de%itul de com%usti%il i o%ţinându>se astfelcreterea vitezei agregatului! 5rocesul continuă până când se termină acţiunearesortului )* prin revenirea lui $n starea iniţială! /a terminarea reglării tia 1. imufa 7 ocupă poziţiile iniţiale, orificiile a i % ale sertarului distri%uitor sunt$nc(ise i viteza de rotaţie a agregatului corespunde cu viteza iniţială!

Regulatoarele centrifugale ale vitezei de rotaţie menţin turaţia cu precizie

de 3,8O $n regimuri sta%ile de funcţionare i cu precizie de 89 O laocuri de sarcină, cea ce pentru cerinţele actuale, nu este suficient! De asemenea,după cum rezultă din e4perienţa e4ploatării, aceste regulatoare nu asigură o$naltă precizie $n distri%uirea sarcinii active $ntre agregatele generatoare carelucrează $n paralel! 1cţiunea regulatoarelor este dependentă, de asemenea, de



factorii ca: frecarea, vâscozitatea uleiului !a!, care pot conduce la modificareacaracteristicilor statice de reglare i distri%uţiei inegale a sarcinii!

5recizia reglării turaţiei i distri%uţia ec(ili%rată a sarcinii active pot fi$m%unătăţite prin aplicarea asupra regulatorului a unui al doilea impuls, funcţie

de sarcină activă a generatorului! În ultimul timp s>au realizat regulatoare deturaţie com%inate cu două i trei impulsuri electromecanice i electrice,construite după principii diferite! În continuare se prezintă sistemul com%inat deregulator cu două impulsuri!

)/2/1/) egulatoare de turaţie electromecanice cu două impulsuri

Regulatorul de viteză cu două impulsuri folosete: un impuls al regulatoruluicentrifugal creat după viteza de rotaţie "situaţie similară cu a regulatoarelor mecanice centrifugale# i un al doilea impuls de la un traductor de curent activ iun amplificator cu electromagnet, o%ţinut după valoarea sarcinii active de%itată

de generator!c(ema funcţională de principiu a regulatorului electromecanic cu douăimpulsuri este prezentată $n figura 3!8!8!

Elementele de %ază ale sc(emei funcţionale din figura 3!8!8 sunt:

regulatorul centrifugal care constituie elementul de măsură după deviaţiavitezei ung(iulare

traductorul de curent activ de la care se o%ţine un semnal proporţional cusarcina activă a generatorului

amplificator magnetic sau cu semiconductori amplificator electro(idraulic, 1EJ , compus din electromagneţii

EM),EM3 i amplificatorul (idraulic 1J) amplificatorul (idraulic 3 3

elementul de e4ecuţie care este cremaliera pompelor de inecţie pentrumotoarele diesel "sau clapeta de reglare a a%urului pentru tur%ine#

motorul primar diesel, D generatorul electric, 0 !

Fig/ )/2/2 "c;ema electrică .uncţională a regulatorului cu două impulsuri Înregulatorul de turaţie cu două impulsuri %locul de măsurare conţine elementulcentrifugal a cărui funcţionare este identică cu cea prezentată la regulatoarele



mecanice i elementul traductor de curent activ a cărui prezentare se va face $ncontinuare! În figura 3!8!9! se prezintă sc(ema electrică de principiu atraductorului de curent activ!

Fig/ )/2/3 "c;ema de principiu a traductorului de curent activ

a < sc;ema electrică> = < diagrama .a#orială a tensiunilor

c(ema de principiu pentru măsurarea curentului activ sesizează deviaţia după fază$ntre curentul i tensiunea generatorului!

Înfăurările secundare ale transformatorului de tensiune -r -, $nfăurările

primare i secundare ale transformatoarelor intermediare -r ") i -r " 3 sunt

realizate cu acelai număr de spire!

În regim de mers $n gol tensiunile &) i &3 sunt egale, iar tensiunea & 6 pe

rezistenţa r 6 este nulă! În această situaţie tensiunile & 7 i & 8 sunt egale iar tensiunea la ieirea traductorului este nulă, & iesire *!

5entru sarcina activă a generatorului cos ) tensiunea & 6 aplicată pe

rezistenţa r 6 coincide ca fază, de e4emplu cu tensiunea &3 i este opusă ca fază

faţă de tensiunea &) ! +a urmare tensiunea aplicată transformatorului intermediar

-r " 3 crete, iar cea aplicată transformatorului intermediar - r ") scade $n

aceeai măsură! +orespunzător acestei diferenţe la ieire, &ieBire * !

În cazul sarcinii pur reactive cos * tensiunea & 6 pe rezistenţa r 6 estedefazată cu ** faţă de tensiunile &) i &3 ! 5entru acest ung(i de defazare

tensiunile & 7 i & 8 se măresc $n aceeai măsură i rămân egale $n valoare

a%solută! Diferenţa dintre aceste tensiuni fiind nulă, tensiunea la ieirea

traductorului de curent activ va fi de asemenea nulă, &iesire *!

5entru o sarcină oarecare, curentul defazat faţă de tensiune cu un ung(i

sau * , diagrama fazorială a tensiunilor este prezentată $n figura 3!8!9!%!



3

Întrucât tensiunea & 6 este mică $n comparaţie cu tensiunile & 7 i & 8 , se

poate apro4ima că segmentul 1D &8 iar segmentul +D &7 ! +u această

apro4imaţie rezultă:&8 &3 &6 cos

"3!8!3)#

&7 &) &6 cos "3!8!33#

1vând $n vedere că &) & 3 , valoarea tensiunii de ieire, pe partea de

curent alternativ, este:

&iesire &8 &7 3&6 cos "cos "a "3!8!36#

$n care: " a > componenta activă a curentului generatorului

> factor de proporţionalitate!

Din cele prezentate rezultă că tensiunea la ieirea traductorului de curentactiv este direct proporţională cu componenta activă a curentului de sarcină!După redresare raportul $ntre tensiunea de ieire pe partea de curent alternativ i

pe partea de curent continuu se menţine constant! Funcţionarea corectă atraductorului de curent activ depinde de raportul $ntre valorile tensiunilor

secundare alte transformatorului de tensiune -r - i valoarile tensiunii & 6 !Funcţionarea optimă se o%ţine atunci când acest raport este valoarea $n limitele68!

În figura 3!8!A se prezintă sc(ema electrică a regulatorului electromecanicde turaţie cu două impulsuri!

emnalele de la ieirea traductorului de curent activ se aplică pe

$nfăurările electromagneţilor EM) i EM 3 care aparţin amplificatorului

electro(idraulic 1EJ! 1mplificatorul electro(idraulic este format din

electromagnetul diferenţial

) cu armătura mo%ilă tip clapetă 3 i amplificatorul (idraulic 1J ) format larândul său din sertarul distri%uitor 8 i pistonul 7 !

În continuare se prezintă funcţionarea regulatorului electromecanic cu douăimpulsuri!

/a mersul $n gol al generatorului, tensiunile &47 i &48 sunt egale camărime i armătura mo%ilă a electromagnetului se află $n ec(ili%ru, $n poziţiaorizontală!



Fig/ )/2/4 "c;ema electrică a regulatorului electromecanic de turaţie cu două impulsuri

/a aplicarea sarcinii i apariţia semnalului de comandă, tensiunile &4

7 i

&4

8 care se aplică $nfăurărilor electromagnetului sunt diferite! 1rmătura mo%ilăeste atrasă de miezul electromagnetului pe a cărei $nfăurare se aplică tensiuneamai mare! Micarea armăturii mo%ile modifică corespunzător poziţia sertaruluidistri%uitor 8 al amplificatorului (idraulic 1J) i acesta comandă deplasarea

pistonului 7 ! 1cţiunea pistonului 7 se transmite sertarului distri%uitor alamplificatorului (idraulic 1J3 aparţinând regulatorului mecanic cu acţiuneindirectă, prezentat $n figura 3!8!7, $n paralel cu acţiunea asupra acestuia aelementului său centrifugal!

Micarea pistonului 7 acţionează asupra resortului 6 aparţinând legăturiiinverse i se produce până la ec(ili%rarea forţelor care acţionează asupraarmăturii mo%ile a electromagnetului! În momentul când se o%ţine ec(ili%rulforţelor care acţionează asupra armăturii mo%ile, aceasta ocupă poziţia iniţială,orizontală, sertarul distri%uitor 8 revine $n poziţia iniţială iar pistonul cu tia 7ocupă noua poziţie!

Folosirea electromagnetului diferenţial cu armătura mo%ilă tip clapetă oferă posi%ilitatea o%ţinerii unei amplificării mari a forţei de tracţiune, realizată cu oconstrucţie de ga%arite reduse!

+aracteristica de reglare a electromagnetului i amplificatorului (idraulic este practic liniară! -ia 7 a amplificatorului (idraulic 1J) , care transmite semnalul proporţional cu sarcină activă, este cuplată la o %ucă mo%ilă specială care$nsumează acest semnal cu semnalul provenit de la elementul de măsurăcentrifugal i $mpreună acţionează asupra amplificatorului (idraulic 1J3 !1ceastă soluţie constructivă permite folosirea unui singur amplificator (idraulicde putere pentru acţionarea cremalierei pompelor de inecţie care constituieelementul de e4ecuţie al sistemului de reglare!

E4ploatarea regulatoarelor de turaţie cu două impulsuri arată că la sc(im%ărirapide ale sarcinii active până la )**O , a%aterea ma4imă a turaţiei nu depăete



),9O faţă de valoarea nominală, iar durata procesului tranzitoriu de resta%ilire aturaţiei nu depăete )s! 1ceastă precizie este considerată suficientă pentrunecesităţile consumatorilor de energie de la %ordul navei!

tatismul caracteristicii de reglare poate fi modificat $n limitele *AO!5rincipiul de funcţionare prezentat pentru regulatorul electromecanic cu douăimpulsuri este aplicat la realizarea regulatorului GoodHord care reprezintă unsistem universal de reglare a frecvenţei i distri%uţie a sarcinii active, folosit pescară largă $n centralele electric navale!

În funcţionarea normală, $ntrucât viteza de reacţie a traductorului de curentactiv este mai mare comparativ cu reacţia elementului de măsură centrifugal,

pentru reglarea turaţiei acţionează numai %locul electric! Dacă $nsă %loculelectric nu funcţionează sau se defectează pe timpul funcţionării atunci intră $nfuncţiune automat %locul centrifugal care menţine valoarea prescrisă a turaţiei!

)/2/1/1 egulatoare de turaţie după a=aterea parametrilor electrici aigeneratoarelor

În acest sistem de reglare, elementul de măsură mecanic centrifugal este $nlocuit cuun traductor de frecvenţă care urmărete turaţia motorului primar indirect prinmăsurarea frecvenţei generatorului! În figura 3!8!C se prezintă sc(ema electrică de

principiu a traductorului de frecvenţă realizat cu două circuite sensi%ile la frecvenţă!

Elementul de măsură este realizat din două circuite sensi%ile la frecvenţă: un

circuit de frecvenţă format de inductanţa /, redresorul R d) i rezistenţa de %alast

R %) iar al doilea circuit de frecvenţă este format de condensatorul + , redresorul

R d3 i rezistenţa de %alast R %3 ! Elementul de măsură este alimentat de latensiunea generatorului i reacţionează la devierea frecvenţei! /a ieirea acestuielement se o%ţine o tensiune continuă proporţională cu deviaţia frecvenţei!

5entru frecvenţa nominală i alegerea corespunzătoare a inductanţei / i a

capacităţii + , astfel $ncât impedanţele la frecvenţa nominală, să fie egale, curenţi

prin circuite sensi%ile la frecvenţă creează tensiuni egale i de sensuri contrare pe

rezistenţele R %) , R %3 ! În acest caz, tensiunea la ieirea elementului de măsură

este nulă, &iesire *! În figura 3!8!C% pentru frecvenţa f f n , căderile de

tensiune pe rezistenţele de %alast sunt egale, &R%) &R%3 !



Fig/ )/2/5 $raductor de .recvenţă cu două circuite sensi=ile la .recvenţăa < sc;ema electrică> = < variaţia tensiunilor pe re#istenţele de =alast> c

< variaţia tensiunii de ie:ire .uncţie de variaţia .recvenţei

Devierea frecvenţei tensiunii generatorului de la valoarea nominalămodifică valorile impedanţelor celor două circuite! În unul din circuite curentulcrete iar $n celălalt se micorează! +orespunzător, căderile de tensiune perezistenţele R %) , R %3 au valori diferite i la ieirea elementului de măsură seo%ţine o tensiune, &iesire *! 5olaritatea acestei tensiuni depinde de scăderea saucreterea frecvenţei $n raport cu valoarea nominală! 2ariaţia tensiunii de ieire $nfuncţie de variaţia frecvenţei este prezentată $n figura 3!8!C!c!

-ensiunea de ieire a elementului de măsură constituie tensiunea decomandă pentru un amplificator magnetic sau cu semiconductori! De laamplificator este alimentat un servomotor electric care acţionează asupra

sistemului de alimentare cu com%usti%il sau cu a%ur, mărind sau micorândconsumul $n funcţie de deviaţia frecvenţei! /a resta%ilirea turaţiei nominale,frecvenţa revine la valoarea nominală, tensiunea de la ieirea elementului demăsură se anulează i se $ntrerupe funcţionarea servomotorului!

Într>o altă variantă, traductorul de frecvenţă poate fi realizat folosind unfiltru %andă de frecvenţă! 1ceastă variantă este prezentată $n figura 3!8!!



Fig/ )/2/6 "c;ema de principiu a traductorului de .recvenţă cu .iltru =andăa < sc;ema traductorului> = < sc;ema .iltrului

Filtru %andă de frecvenţă reacţionează la a%aterea frecvenţei! -ensiunea de la

ieirea filtrului, & F , se aplică $n diagonala punţii sensi%ile la fază!c(ema filtrului, prezentată $n figura 3!8!%, este realizată cu inductanţele

/) ,/4) ,/ 3 i condensatorii +),+)4! Filtrul este calculat astfel $ncât la frecvenţa

nominală, f n, tensiunea de ieire & F este defazată $n raport cu tensiunea de intrare

cu un ung(i ** ! -ensiunile &) i &3 se aleg egale ca mărime i pentru

acest ung(i de defazare tensiunile & 6 i & 7 de la intrarea redresoarelor

R d) , R d3 sunt de asemenea egale! În figura 3!8!)* se prezintă diagramelefazoriale ale tensiunilor !

Din figura 3!8!)*a se o%servă că pentru **

tensiunile & 6 i & 7 suntegale!

-ensiunea de ieire a elementului de măsură este:

&iesire & &7 &6

5entru frecvenţa nominală, &6 & 7 i &iesire *!

Fig/ )/2/+* Diagramele .a#oriale de tensiunilor elementului de măsură cu .iltru =andă a

E ** > = E **> c E **



/a a%aterea frecvenţei faţă de valoarea nominală, filtrul %andă modificăung(iul dintre tensiunea & F i tensiunile &),&3 ! 1cest ung(i se micorează lascăderea frecvenţei i se mărete la creterea frecvenţei faţă de valoareanominală! Din reprezentarea diagramelor fazoriale $n figura 3!8!)* % i c se

o%servă că la scăderea sau creterea frecvenţei i modificarea ung(iului dedefaza , tensiunile la intrarea redresoarelor se modifică, & 6 & 7 i caurmare

&iesire & &7 &6 *!

Din reprezentarea diagramei fazorială se deduce:

&6 &)3 &3F 3&)&F cos "3!8!37#

&7 &33 &3F 3&3 &F cos "3!8!38#

5entru condiţii optime de lucru tensiunile &),&3 ,&F se sta%ilesc egale ca

mărime, &) &3 &F &! 1tunci:

&6 3& ) cos 3

"3!8!39#

& 7 3& ) cos

3 "3!8!3A#

În relaţiile "3!8!33!8#, "3!8!3A# aplicând formulele trigonometrice ale umătăţilor deung(iuri i efectuând diferenţa se o%ţine:

& & 7 &6 3&sin sin

3 3

"3!8!3C#Din relaţia "3!8!3C# se o%servă că la sc(im%area frecvenţei i modificarea

ung(iului de la * la , tensiunea & variază de la 3& la 3& !Elementul de măsură cu filtru %andă de frecvenţă are randament $nalt i

inerţie nesemnificativă! .anda de trecere de la o frecvenţă f ) la o frecvenţă f 3determină zona dată de reglare iar valorile inductanţelor i capacităţilor sesta%ilesc prin calcule!

În sc(ema regulatoarelor de turaţie după a%aterea parametrilor electrici aigeneratorului, traductoarele de frecvenţă i traductoarele de curent activconstituie elementele de măsură! emnalele de tensiune o%ţinute de la ieirea



traductoarelor, proporţionale cu a%aterea frecvenţei sau modificarea sarciniiactive sunt amplificate $n putere i se aplică la elementul de e4ecuţie caremodifică consumul de com%usti%il sau a%ur $n funcţie de sensul i valoareaa%aterii! De regulă elementul de e4ecuţie este un servomotor electric care

acţionează cremaliera pompelor de inecţie, $n cazul motoarelor diesel, sauacţionează asupra distri%uţiei a%urului, $n cazul tur%inelor cu a%ur!

)/2/1/, eglarea automată a .recvenţei :i distri=uţia sarcinii active

c(ema de principiu a sistemului de reglare automată a frecvenţei i distri%uţie a sarciniiactive este prezentată $n figura 3!8!)6!

Fig/ )/2/+1 "c;ema de principiu pentru reglarea automată a .recvenţei :i distri=uţiei sarciniiactive

9 < generator> M- < motor primar> $ < regulator de turaţie> "M < servmotor =i.a#at> a+ < a1 0ntrerupătoare automată> a, E a2 < separatoare> $rC < trans.ormator de curent> $r$ < trans.ormatorde tensiune> $CA < traductor de curent activ> $F < traductor de .recvenţă> AM < ampli.icatoaremagnetice

1cest sistem este destinată pentru a menţine frecvenţa constantă $n sistem irealizarea distri%uţiei sarcinii active $n regimurile sta%ile corespunzător coeficienţilor destatism ai caracteristicilor de reglare!

În calitatea de generator pilot este folosit primul agregat generator prevăzut cu traductor de frecvenţă, care menţine frecvenţa $n sistem cu precizia necesară!

-raductoarele de curent activ sesizează permanent sc(im%ările componentelor active ale curenţilor de sarcină, efectuează compararea sarcinilor active i $n cazul $ncare sunt diferite, curenţii de ieire trec prin $nfăurările de comandă aleamplificatoarelor magnetice "cu e4cepţia amplificatorului generatorului pilot care nueste conectat la traductorul de curent activ#! Ieirile amplificatoarelor magnetice



comandă funcţionarea servomotoarelor elementelor de e4ecuţie i se resta%ileteec(ili%rul $n distri%uţia sarcinilor active!

5rincipiul de funcţionare a sistemului de distri%uţie a sarcinii active $ntregeneratoarele care funcţionează $n paralel, rezultă din sc(ema ec(ivalentă prezentată $n

figura 3!8!)7!

Fig/ )/2/+, "c;ema ec;ivalentă pentru e?plicarea principiului distri=uţiei sarciniiactive

În figura 3!8!)7 se folosesc notaţiile:

& -),&-3 ,!!!& -n tensiunile la ieirea traductoarelor de curent activ i +),i +3 ,!!!i +n

curenţii $n $nfăurările de comandă ale amplificatoarelor magnetice r +),r +3 ,!!!r cn

rezistenţele $nfăurărilor de comandă

g),g3 ,!!!gn )

conductanţele $nfăurărilor de comandă g r +

În sc(ema ec(ivalentă, tensiunea $ntre punctele ) i 3 este:n

& g& g & g !!! & g

-i i

& -) )

-3 3

-n n n)

)3

g) g3 !!!! g n

"3!8!3#

n

g i

n)

) ) )unde: g) B g3 !!!!g n

r +) r +3 r +n

"3!8!6*#

5entru: r +) r +3 !!! r +n "3!8!6)#n

& -i

rezultă: &)3 n)

n "3!8!63#



Dacă componentele active ale curenţilor de sarcină sunt egale, atunci tensiunile de la ieireatraductoarelor de curent activ vor fi de asemenea egale!

&-) --3 !!!! &-n "3!8!66#

5entru această situaţie curenţii de comandă ai amplificatoarelor magnetice, i +),i +3

,!!!i +n sunt nuli i servomotoarele elementelor de e4ecuţie sunt $n repaus!

/a devierea tensiunilor &-),&-3 ,!!!&-n $n raport cu tensiunea &)3 , su% acţiunea

diferenţelor de tensiune & , prin rezistenţele $nfăurărilor de comandă, r +) r +3

!!! r +n , trec curenţii de comandă i +) ,i +3 ,!!!i +n ! În fiecare circuit curenţii sunt

proporţionali cu a%aterea de tensiune & i valoarea curentului pentru un circuit

n

i r) n) & -i & -

c nc

"3!8!67# $n care:

i + curentul de comandă $n $nfăurarea

& - tensiunea de ieire a traductorului de ordinul n

& - tensiunea ec(ivalentă $ntre punctele ) i 3n)

n

n numărul generatoarelor care lucrează $n paralel r + rezistenţa

$nfăurării de comandă a amplificatorului magnetic de ordinul !

În cazul $n care valorile componentelor active ale curenţilor de sarcină aigeneratoarelor nu sunt egale, apar curenţi $n $nfăurările de comandă aleamplificatoarelor magnetice! +urenţii de la ieirea amplificatoarelor pun $n funcţiuneservomotoarele elementelor de e4ecuţie i $n funcţie de sensul a%aterii se mărete sau semicorează consumul de com%usti%il sau a%ur până se o%ţine resta%ilirea ec(ili%rului iegalitatea componentelor active ale curenţilor de sarcină!

În figura 3!8!)8 se prezintă caracteristicile de reglare pentru cazul unui sistemformat din trei generatoare! 5entru sarcina 2) a sistemului caracteristicile de reglare seintersectează $n punctul a!

Dacă sarcina $n sistem crete de la 2) la 53 $ntrucât caracteristicile generatoarelor au coeficienţi de statism diferiţi, $ncărcările generatoarelor vor fi diferite! +a rezultat,



prin $nfăurările de egalizare i prin $nfăurările de comandă ale amplificatoarelor treccurenţii! ervomotoarele elementelor de e4ecuţie intră $n funcţiune i modificăstatismele caracteristicilor de reglare ale agregatelor care funcţionează $n paralel pânăcând se o%ţine egalitatea curenţilor activi "fig! 3!8!)8a#!

Dacă traducătorul de curent activ al generatorului pilot nu este conectat prinamplificator la servomotorul de e4ecuţie, caracteristica de reglare a acestui generator este locul geometric al punctelor de intersecţie al caracteristicilor 3 i 6 "figura 3!8!)8%#!

Fig/ )/2/+2 9ra.icul distri=uţiei sarcinii active 0ntre generatoarele care lucrea#ă 0n paralel+ < caracteristica generatorului pilot> ) 1 < caracteristicile de reglare ale generatoarelor

de =a#ă

5entru păstrarea constantă a frecvenţei $n sistem la intrarea amplificatoruluigeneratorului pilot este conectat traductorul de frecvenţă! ervomotorul elementului dee4ecuţie al generatorului pilot acţionează pentru modificarea statismului caracteristiciide reglare ) astfel $ncât la modificarea sarcinii, frecvenţa să rămână constant! În cazul

53 5) pentru revenirea frecvenţei la valoarea iniţială, generatorul ) preia asupra sa osarcină mai mare! +reterea sarcinii pe generatorul ) este sesizată de traductorul decurent activ al generatorului ) i prin legăturile de egalizare este transmisătraductoarelor de curent activ ale generatoarelor 3 i 6! istemul de distri%uţie a sarciniiactive intră $n funcţiune i se acţionează asupra servomotoarelor elementelor de e4ecuţiede la generatoarele 3 i 6 până la resta%ilirea ec(ili%rului! /a resta%ilirea ec(ili%ruluicurenţii activi sunt egali i caracteristicile se intersectează $n punctul % care corespundefrecvenţei iniţiale f ) "fig!3!8!)8c#!

istemul de reglare automată a frecvenţei i distri%uţiei sarcinii active intră $nfuncţiune automat din momentul cuplării generatoarelor la %are! În acelai timp cuconectarea la %are, prin contactele au4iliare ale $ntrerupătoarelor automate, suntconectate i legăturile de egalizare $ntre traductoarele de curenţi activi! După efectuareaoperaţiilor de sincronizare, $n primul moment al cuplării generatorului sarcina lui estenulă! După cuplare intră $n funcţiune automat sistemul de distri%uţie a sarcinii active igeneratorul se $ncarcă astfel $ncât sarcina să se repartizeze egal $ntre generatoare!



În unele cazuri, când nu este necesară o sta%ilitate mare a frecvenţei, sistemul se poate folosi numai pentru distri%uţia egală a sarcinii $ntre generatoare! În acest caz lageneratorul pilot $n locul traductorului de frecvenţă se conectează traductorul de curentactiv, pe $nfăurarea de comandă a amplificatorului! În acest caz la sc(im%area sarcinii

totale, sistemul de distri%uţie a sarcinii active intră $n funcţiune i acţionează asupracaracteristicilor de reglare până când ele se intersectează din nou $ntr>un punct ce vacorespunde distri%uţiei egale a sarcinii active $ntre generatoare "fig! 3!8!)8a#!

istemul de reglare automată a frecvenţei i distri%uţiei sarcinii active asigurămenţinerea frecvenţei $n limitele *,8O faţă de valoarea nominală i precizia $n

distri%uţia sarcinii active cu devieri de cel mult A)*O atunci când sarcina totală a

sistemului se sc(im%ă de la 3*O la ))*Odin valoarea nominală i factorul de putere

variază din limitele, cos *,9 ),*!

)/3/ "incroni#area automată a generatoarelor sincrone

)/3/+ Condiţii :i procedee de conectare a generatoarelor pentru.uncţionarea 0n paralel

Funcţionarea $n paralel a generatoarelor de curent alternativ este un procesmai complicat $n comparaţie cu funcţionarea $n paralel a generatoarelor de curentcontinuu!

0eneratoarele sincrone pot funcţiona $n paralel numai la aceeai vitezăung(iulară a rotoarelor, adică la sincronizarea rotaţiilor! &ng(iul relativ dedeviaţie al rotoarelor, $n regim sta%il de funcţionare, este determinat de sarcinile

active aplicate fiecărui generator! /a sc(im%area regimului sarcinilor active alegeneratoarelor se modifică i ung(iurile de deviaţie $ntre rotoare! incronizareageneratoarelor presupune funcţionarea acestora cu deplasări relative admisi%ileale rotoarelor unul faţă de celălalt!

5entru conectarea generatoarelor la funcţionarea $n paralel tre%uie să se$ndeplinească anumite condiţii fără de care pot să apară ocuri mari alecurentului de egalizare! 1ceste ocuri conduc la scăderea tensiunii $n sistemulelectroenergetic i pentru valori mari ale acestora poate produce deteriorareageneratoarelor, motoarelor primare i scoaterea din funcţiune a generatoarelor care lucrează !

5rocesul conectării generatorului la funcţionarea $n paralel cu $ndeplinireacondiţiilor necesare, se numete sincronizarea generatorului i se poate face:manual, semiautomat i automat! /a sincronizarea manuală condiţiile pentrucuplarea generatorului la reţea se e4ecută manual de către operator!incronizarea semiautomată presupune efectuarea manuală a unor operaţiuni iar altele se realizează automat! incronizarea automată constă $n efectuareaautomată a tuturor operaţiunilor!

5entru sincronizarea generatoarelor se folosesc trei procedee diferite:sincronizarea precisă, sincronizarea grosieră i autosincronizarea!



/a sincronizarea precisă, generatorul e4citat, se cuplează la funcţionarea $n paralel cu reţeaua după realizarea condiţiilor de sincronism: egalitatea valorilor amplitudinilor tensiunilor, coincidenţa fazelor tensiunilor, egalitatea frecvenţelor generatorului care se cuplează cu frecvenţa reţelei!

/a sincronizarea grosieră generatorul e4citat se conectează la funcţionarea$n paralel fără respectarea strictă a condiţiilor de sincronism! În primul momental cuplării $n serie cu generatorul se introduce se introduce un reactor "%o%ină cureactanţă inductivă# care micorează ocul curentului de egalizare $n limiteadmisi%ile! După intrarea $n sincronism a generatorului reactorul este scos dincircuit!

5rocedeul de autosincronizare constă $n: antrenarea generatorului nee4citatla o turaţie apropiată de turaţia de sincronism "alunecarea admisi%ilă 36O#,cuplarea generatorului nee4citat la reţea, după cuplare se conectează alimentareae4citaţiei generatorului! În primul moment generatorul va funcţiona $n regim

asincron după care, având alimentată e4citaţia, este atras $n sincronism!1utosincronizarea este cel mai simplu procedeu de sincronizare i este aplicat $ncentrele electrice ale sistemului naţional $n care generatorul este conectat la oreţea de putere infinită i ocul curentului de egalizare poate fi suportat!1utosincronizare nu se practică $n cazul centralelor electrice navale $n care

puterea generatorului care se cuplează este compara%ilă cu puterea surselor carealimentează reţeaua electrică! În cazul centralelor electrice navale oculcurentului de egalizare din perioada $n care generatorul lucrează $n regimasincron produce scăderi mari ale tensiunii $n sistemul electroenergetic, poateduce la deteriorarea generatoarelor, motoarelor primare i de asemenea lascoaterea din funcţiune a generatoarelor care lucrează, având ca urmare scoatereadin funcţiune a centralei electrice navale!

istemele electroenergetice navale conţin de regulă două sau mai multegeneratoare sincrone! În figura 3!9!) este prezentat, su% forma simplificată, cazula două generatoare dintre care unul, 03 , lucrează iar al doilea, 0) , urmează să fieconectat $n paralel cu primul!

Fig/ )/3/+ Conectarea generatoarelor la .uncţionarea 0n paralela < sc;ema de principiu> = E sc;ema ec;ivalentă

5entru funcţionarea $n paralel a generatoarelor sincrone este necesar săcoincidă valorile instantanee ale tensiunilor, u) u 3 ! 1ceastă coincidenţă seo%ţine atunci când la conectarea $n paralel a generatoarelor sunt $ndepliniteurmătoarele condiţii:



)# coincidenţa formelor cur%elor tensiunilor u) i u 3

3# egalitatea valorilor efective ale tensiunilor &) &3

6# coincidenţa fazelor tensiunilor &) i &3

7# egalitatea frecvenţelor f ) f 3 8# succesiunea fazelor să fie aceeai!

Îndeplinirea primei condiţii se asigură prin construcţia generatoarelor, ultimacondiţie se asigură la monta, iar celelalte condiţii se realizează la conectarea $n

paralel a funcţionării generatoarelor i se verifică cu aparate de măsură:voltmetre, frecvenţmetre i sincronoscoape!

În cazul $n care valorile efective ale tensiunilor nu sunt egale, celelaltecondiţii presupunându>se că sunt realizate, diferenţa dintre tensiuni duce laapariţia curentului de egalizare $n circuitul comun al celor două generatoare!Deoarece pe acest circuit rezistenţele $nfăurărilor statorice au valori mici i senegliează $n comparaţie cu reactanţele inductive ale acestora, curentul deegalizare este un curent reactiv! Dacă &) &3 curentul de egalizare este defazat$n urma tensiunii &) având caracter inductiv pentru generatorul 0) i defazat$naintea tensiunii &3 având caracter capacitiv pentru generatorul 03 ! După cumeste cunoscut de la studiul generatorului sincron curentul de egalizare va produce$n acest caz un flu4 de reacţie longitudinal demagnetizant pentru generatorul 0 )

i un flu4 de reacţie longitudinal magnetizant pentru generatorul 0 3 ! +a urmarescade tensiunea generatorului 0) i crete tensiunea generatorului 0 3 , iar la %arese va sta%ili o valoare medie a tensiunii! +urentul de egalizare fiind $n acest caz

pur reactiv nu are componente active i nu creează ocuri de putere activă asupracelor două generatoare!

5entru realizarea condiţiei de cuplare &) &3 este necesar să se reglezetensiunea generatorului 0) care urmează să se conecteze pentru funcţionarea $n

paralel! Reglarea tensiunii se face prin modificarea curentului de e4citaţiei alacestuia! În cazurile practice, regulatoarele automate de tensiune montate pegeneratoare asigură $ndeplinirea condiţiei de egalizare a tensiunilor i ca urmareacest regla nu se efectuează, iar pe panoul generatorului nu se prevede această

posi%ilitate de regla! Ne$ndeplinirea condiţiilor 6 i 7 duce la apariţia tensiunii de %ătăi!

+onsiderăm că tensiunile generatoarelor sunt egale, & ) &3 iar frecvenţele suntdiferite, f ) f 3 ! În această situaţie vectorii tensiunilor generatorului care se

cuplează i generatorului care lucrează sunt defazaţii cu un ung(i ! În figura3!9!3 se prezintă diagramele tensiunilor i curenţilor la sincronizareageneratoarelor pentru valori diferite ale defazaului !



Fig/ )/3/) Diagramele tensiunilor :i curenţilor la sincroni#area generatoarelorpentru di.erite valori ale ung;iului a E ca#ul *> = < ca#ul ***>c < ca#ul )C**

+a urmare a inegalităţii vitezelor ung(iulare de rotaţie /) i /3 , ung(iul de

defaza, , se sc(im%ă de la * la )C** electrice i diferenţa geometrică a

tensiunilor, denumită tensiune de %ătăi, & % & &) &3 , variază $ntre

limitele de la * la 3U "pentru &) &3 &#!

În momentul conectării generatorului 0) apare curentul de egalizare a cărui

mărime depinde de diferenţa geometrică, a tensiunilor, & &) &3 !

+urentul

de egalizare care se $nc(ide prin circuitul comun al celor două generatoare este

defazat cu 3 faţă de vectorul căderii de tensiune & $ntrucât pe acest circuitrezistenţa este neglia%ilă $n raport cu reactanţa inductivă a $nfăurărilor statorice!

2aloarea curentului de oc $n momentul conectării $n paralel a celor douăgeneratoare cu $nfăurări de amortizare, pentru +4d4) +4d43 +4d4,se determină cu e4presia:

"oc 3 ̀ 3+4d 4 sin ,

44d4) 44d43 4r

"3!9!)# unde:

+4d4),+4d43 > tensiunile electromotoare corespunzătoare generatoarelor 0)

i

03 $n regim supratranzitoriu

44d4),44d43 > reactanţele longitudinale supratranzitorii ale generatoarelor 0)

i

03

4 r > reactanţa reţelei de la 0) la 0 3



` > coeficient de oc care ia $n considerare componenta aperiodică a

curentului "pentru sistemele navale se consideră ` ),9 ), #

3 > coeficient care determină valoarea amplitudinii componentei periodice a

curentului!+ea mai mare valoare a curentului de oc se o%ţine pentru )C** , $n

acest caz:

3 "oc ` 3+4d4

44d4) 44d43

4 r

"3!9!3#

?ocul curentului de egalizare, a cărui mărime poate depăi de )* )8 ori

valoarea curentului nominal al generatorului, creează forţe electrodinamice$nsemnate $n $nfăurările statoarelor, care pot duce la deteriorarea lor!

+onectarea generatoarelor la valori mari ale defazaului produc forţeelectrodinamice apropiate ca valoare de cele produse $n cazul unor scurtcircuitela %arele centralei electrice! În această situaţie, la conectarea generatorului acesta

poate să nu intre $n sincronism i ca urmare acţionează protecţia caredeconectează i generatoarele care lucrează!

+ea mai mare valoare a curentului de egalizare se o%ţine pentru )C**

electrice, atunci când & 3&! În sistemul electroenergetic compus din douăgeneratoare identice pentru care 44d4) 44d43 44d4 i 4 r *, $n cazulcel mai nefavora%il, )C** , curentul de egalizare atinge valoarea ma4imăegală cu valoarea curentului de scurtcircuit trifazat

oc +4d4 "3!9!6#" 3 `

44d

Diferenţa geometrică a tensiunilor, &, nu rămâne constantă $n timp! Dacă

tensiunile generatoarelor sunt sinusoidale, u) &)m sin/)t, u3 &3m sin/3t,

pentru situaţia $n care &)m &3m &m , valoarea instantanee a diferenţeitensiunilor, denumită tensiune de %ătăi, este:

u % u) u 3 3& m sin/)t sin/3 t

3& m sin /) /3 cos /) /3 3 3

"3!9!7#

În figura 3!9!6 se prezintă oscilograma tensiunii de %ătăi!



Fig/ )/3/1 (scilograma tensiunii de =ătăi

2aloarea amplitudinii $nfăurătoarei tensiunii de %ătăi se o%ţine cu e4presia:

/ % t 3&m sin

& % 3&m sin3 3

"3!9!8#

unde: / % /) /3 > pulsaţia tensiunii de %ătăi desfăurătoare

/ % t > ung(iul, de dezacord dintre a4ele, rotoarelor

generatoarelor aflate $n regim de sincronizare!

Din figura 3!9!6 se o%servă că amplitudinea tensiunii de %ătăi se sc(im%ă $n

limitele de la zero la 3& m ! +ur%a $nfăurătoarei 3&msin /) /3 t

reprezintă de 3

asemenea o sinusoidă căreia $i corespunde pulsaţia /) /3 i areamplitudinea 3 3& m ! +u cât este mai mică diferenţa $ntre vitezele de rotaţie arotoarelor generatoarelor, cu atâta este mai mică frecvenţa tensiunii de %ătăi i cuatât mai lină va fi panta cur%ei tensiunii de %ătăi!

În cazul prezentat $n fig! 3!9!)% vectorul tensiunii &) al generatorului 0) este$n urmă cu ung(iul de defaza faţă de vectorul tensiunii &3 al generatorului 03

! /a conectarea generatoarelor pentru funcţionarea $n paralel, diferenţa

geometrică a tensiunilor, & &) &3 , duce la apariţia curentului de

egalizare! 1cest curent, ca i $n cazul inegalităţii frecvenţelor generatoarelor, arecomponente active i reactive $n raport cu cele două generatoare! 5rezenţacomponentelor active ale curentului influenţează asupra motoarelor primare prin

producerea unui cuplu electromagnetic de frânare pentru generatorul $n avans,



03 i de accelerare pentru cel rămas $n urmă, 0) ! ?ocul curentului de egalizare produce sc(im%area rapidă a vitezei agregatelor, adică accelerarea primului ifrânarea celui de al doilea generator!

Rotorul generatorului 0) va primi $n plus energia cinetică:

1 1) 13 3 "3!9!9#

unde: este momentul de intenţie al părţilor $n micare ale grupului motor generator!

5uterea activă de egalizare mărete cuplul la a4ul generatorului cu o valoarecare poate depăi de câteva ori cuplul nominal! u% acţiunea energiei cineticesuplimentare rotorul generatorului 0) este accelerat! /a diferenţe mici alevitezelor ung(iulare, $n momentul cuplării, rotorul după câteva oscilaţii intră $n

sincronism!Dacă $n momentul cuplării diferenţa $ntre vitezele ung(iulare este mare,atunci prin apariţia cuplului electromagnetic de sincronizare, rotorul acestuia se

poate roti de câteva ori cu 69** , $n regim asincron, $nainte de a intra $nsincronism! În acest caz, ocul puterii de egalizare poate produce ieirea dinsincronism i a celorlalte generatoare din sistem, care lucrează!

)/3/) "incroni#area precisă manuală

c(ema de conectare a aparatelor pentru sincronizarea precisă manuală este prezentată $n figura 3!9!7!

5entru realizarea condiţiilor de cuplare la reţea a generatorului, sc(emaelectrică de sincronizare conţine aparate pentru măsurarea tensiunilor ifrecvenţelor la reţea i la generator, iar pentru a surprinde momentul coincidenţeifazelor, se folosete sincronoscopul cu lămpi $n monta la stingere isincronoscopul cu câmp $nvârtitor!



Fig/ )/3/, "c;ema conectării aparatelor de măsură pentru sincroni#area precisămanuală @a :i sc;ema de conectare a sincronoscopului cu câmp 0nvârtitor @=

Egalitatea tensiunilor se realizează de către sistemele automate de reglare atensiunii din compunerea agregatelor generatoare care sunt suficient de precise i

permit menţinerea nemodificată a tensiunii $n regimurile sta%ile! 1a cum s>a maimenţionat, pe panoul generatorului nu se prevede posi%ilitatea de regla aacesteia! 2erificarea egalităţii tensiunilor se face cu cele două voltmetre!

Egalitatea frecvenţelor se realizează de regulatoarele automate de turaţie dincompunerea motorului primar i se controlează cu cele două frecvenţmetre: unul

pentru generatorul care se cuplează i al doilea pentru reţea! Frecvenţageneratorului care se cuplează se reglează cu un servomotor cuplat cu regulatorulde turaţie care se comandă printr>un comutator aflat pe panoul din -5D algeneratorului! 5rin manevrarea comutatorului, cu revenire $n poziţia zero, acesta

poate fi pus $n poziţiile G+RE?-EH sau G+1DEH pentru mărirea sau micorarea

turaţiei motorului primar, astfel $ncât să se o%ţină egalizarea frecvenţeigeneratorului care se cuplează cu frecvenţa reţelei!+oincidenţa fazelor tensiunilor, $n momentul cuplării, poate fi determinată

cu: voltmetrul de nul, sincronoscop cu lămpi sau sincronoscop cu ac indicator!incronoscopul cu lămpi are lămpile conectate ca $n sc(ema din figura 3!9!7

i reprezintă cel mai simplu aparat de sincronizare! 5entru funcţionare estesuficientă o singură lampă, $nsă de o%icei se folosesc două lămpi din motive desiguranţă a funcţionării $n situaţia $n care se arde filamentul unei lămpi!+onectate $ntre aceleai faze de la reţea i de la generator, iluminarea lămpilor este determinată de tensiunea de %ătăi "cur%a $nfăurătoare din fig!3!9!6#!-ensiunea de %ătăi care se aplică lămpilor, egală cu diferenţa geometrică dintretensiunea generatorului care se cuplează, &) i tensiunea generatorului carelucrează, &3 variază de la & % * corespunzător coincidenţei fazelor, până la & %

3& atunci când fazele sunt $n opoziţie i corespunzător, periodic, lămpile sesting i se aprind cu intensitate ma4imă! Momentul $n care se e4ecută cuplareaeste momentul când lămpile sunt stinse, tensiunile coincid ca fază i & % *!

1prinderea i stingerea periodică a lămpilor arată că vitezele de rotaţie alegeneratoarelor care urmează să funcţionează $n paralel sunt diferite $nsă nuindică dacă tre%uie micorată sau mărită viteza generatorului care urmează să secupleze! 1ceastă imperfecţiune este eliminată dacă se folosete sincronoscopulcu ac indicator, a cărui sc(emă de conectare este prezentată $n figura 3!9!7!%!

incronoscopul cu ac indicator este asemănător unui selsin având dispus pea4ul rotorului un ac indicator! tatorul ) cu $nfăurarea trifazată legată $n steaeste conectat prin rezistenţele suplimentare la tensiunile generatorului care sesincronizează! Rotorul 3 are o $nfăurare monofazată conectată la reţea"generatorul care lucrează#! istemul trifazat de curenţi din $nfăurarea statoruluicreează un câmp magnetic $nvârtitor! Interacţiunea acestui câmp cu câmpulmagnetic al rotorului produce momentul de rotaţie su% acţiunea căruia rotorul semică cu o viteză proporţională cu diferenţa dintre frecvenţele reţelei"generatorului care lucrează# i a generatorului care se cuplează! 1cul indicator se mică pe scala aparatului $ntr>o parte GRE5EDEH sau $n cealaltă parte



GIN+E-H indicând sensul $n care tre%uie să se acţioneze asupra motorului primar pentru a o%ţine egalizarea frecvenţelor! /a egalizarea frecvenţelor i coincidenţafazelor acul indicator se sta%ilete pe poziţia G@ER'H care corespundemomentului de cuplare a generatorului pentru funcţionarea $n paralel! După

cuplarea generatorului la reţea aceasta funcţionând $n gol , se acţionează pentru$ncărcarea lui cu sarcină! În acest scop prin comutatoarele de comandă aservomotoarelor cuplate cu regulatoarele de turaţie se acţionează $n sensul decretere a turaţiei generatorului care se $ncarcă i scăderea turaţiei generatoruluicare lucrează menţinându>se, $n acest fel, frecvenţa constantă $n sistem!

Distri%uţia ec(ili%rată a sarcinii reactive $ntre generatoarele care funcţionează$n paralel, se măsoară cu fazmetre i se reglează cu potenţiometrul GReglarestatismH!

incronizarea manuală a generatoarelor este un procedeu aplicat pe scarălargă $n instalaţiile electroenergetice navale! 1ceastă operaţie necesită personal

specializat, multă atenţie i a durată mare de timp necesar pentru $ndeplinireacondiţiilor de sincronizare! Erorile $n desfăurarea acestei operaţiuni pot aveaconsecinţe grave soldate cu deteriorări ale agregatelor i scoaterea dinfuncţionare a centralei electrice!

1ctual s>au realizat i sunt $n e4ploatare la nave, instalaţii automate pentrusincronizarea precisă a generatoarelor sincrone care permit realizarea cuplării $n

paralel fără ocuri de curent i căderi de tensiuni $n reţeaua navei!

)/3/1 "isteme automate de sincroni#are precisă automată

)/3/1/+ -rincipiile sincroni#ării automate precise

5rocesul sincronizării automate a generatoarelor cu reţeaua urmărete ca $nmomentul cuplării, generatorului care se sincronizează, curentul de egalizare icuplurile electromagnetice să fie apropiate de zero astfel $ncât micorareatensiunii la %arele sistemului să nu depăească valoarea admisi%ilă i procesul săse desfăoare fără ocuri mecanice! În cazul ideal la sincronizare sunt $ndeplinitecondiţiile:

> valorile efective ale tensiunilor sunt egale

&) &3 B& &) &3 *

> pulsaţiile sunt egale

/) /3 B/ % /) /3 *

> ung(iul de dezacord dintre a4ele rotoarelor este nul

/)t /3 t adică /) /3 t *!

Realizarea practică a condiţiilor ideale este greu de o%ţinut i ca urmare seadmit unele imprecizii $n respectarea acestor condiţii! /imitele $n care a%aterilesunt permise asigură sta%ilitatea sincronizării $n primul ciclu de oscilaţii!



istemele automate de sincronizare $ndeplinesc funcţii de control pentrumărimile indicate, acţionează pentru egalizarea lor i $n final comandăconectarea generatorului la %are! unt cunoscute două principii care stau la %azafuncţionării sincronizatoarelor automate:

)# sincronizatoare automate cu ung(i constant de anticipareB 3#sincronizatoare automate cu timp constant de anticipare!

Principiul sincronizrii automate cu ung#i constant de anticipare constă$n acţionarea sistemului la o anumită valoare a ung(iului de anticipare!

În figura 3!9!8 se prezintă cur%a $nfăurătoarei a tensiunii de %ătăi, & % ,

pentru variaţia ung(iului relativ dintre rotoare, ** 69** !

Fig/ )/3/2 9ra.icele tensiunii de =ătăi pentru valori di.erite ale .recvenţei de =ătăi

/

%

/)

/3

0n ca#ul sincroni#ării cu ung;i constant de anticipare

Îndeplinirea condiţiilor ideale ale sincronizării se realizează $n cazul $n carecontactele $ntrerupătorului automat de cuplare a generatorului se $nc(id atuncicând tensiunea de %ătăi este nulă i * sau 69** !

istemul acţionează la o anumită valoare a ung(iului de anticipare, ,căruia $i corespunde o anumită valoare a tensiunii de %ătăi! Din graficul prezentat$n figura 3!9!8 se o%servă că realizarea condiţiilor ideale se o%ţin numai pentrufrecvenţa f %3 !

/a aplicarea semnalului de tensiune &4 % $n punctul a intră $n funcţiune

sistemul i după trecerea timpului propriu de acţionare, al sincronizatorului, t sinc!,

se dă comanda de cuplare a $ntrerupătorului automat de conectare a generatorului

la %are! Înc(iderea contactelor $ntrerupătorului automat se face $n timpul t intr!

determinat de durata atragerii armăturii mo%ile!

5entru frecvenţa tensiunii de %ătăi, f %3 , impulsul de funcţionare este dat $n punctul a3 , care corespunde ung(iului i luând $n considerare timpul, t sinc! tintr! , contactele automatului se $nc(id $n punctul c 3 , pentru & % *!

&ng(iul de anticipare, optim!, se determină din relaţia:



optim! /) /3 t optim! / % t optim! 3f % t optim! "3!9!A# $n care:

t optim! t sinc! t intr! "3!9!C#

incronizatoarele care funcţionează după principiul ung(iului constant deanticipare realizează condiţiile optime de cuplare numai pentru o anumită valoare

a frecvenţei de %ătăi, $n cazul din figura 3!9!8 f %3 , denumită frecvenţă de calcul

pentru care t calc! t optim! !

Dacă frecvenţa de %ătăi este mai mică decât cea de calcul, f %6 f %3 , atuncitimpul de calcul este mai mare decât timpul optim iar dacă frecvenţa de %ătăi estemai mare decât cea de calcul, f %) f %3 , timpul optim va fi mare decât timpul decalcul! 5rin urmare, $n cazurile f %6 f %3 sau f %) f %3 , sincronizatorul dă impulsulde conectare $n punctele a),a 6 i după trecerea timpului, t sin t intr! , contactele

$ntrerupătorului automat se $nc(id la valoarea tensiunii de %ătăi &4 % $n punctul c) sau &

4 %4 $n punctul c6 ceea ce determină apariţia curentului de

egalizare!Din cele prezentate rezultă că sincronizatorul care funcţionează după

principiul ung(iului constant de anticipare asigură condiţia & % * numai pentru o frecvenţă determinată a tensiunii de %ătăi! /a modificarea frecvenţei $nlimite restrânse $n raport cu frecvenţa optimă, & % * la conectareageneratorului i variază $n limite apropiate de zero! 1cest dezavanta al

principiului cu ung(i constant de anticipare este micorat de faptul că aplicareaacestui principiu conduce la realizarea practică a unor sc(eme simple!

Principiul sincronizrii cu timp constant de anticipare $nlătură neaunsulsemnalat anterior prin includerea unor elemente care reacţionează la modificareafrecvenţei tensiunii de %ătăi i $n dependenţă de această modificare se introduccorecţii pentru menţinerea constantă a timpului optim de acţionare, t optim! t sinc!

t intr! !

Din graficul prezentat $n figura 3!9!9 se o%servă ca la aplicarea principiuluitimpului constant de anticipare, pentru valori diferite ale frecvenţelor de %ătăi, sesc(im%ă ung(iul de anticipare i mărimile tensiunilor care comandă acţionareasincronizatorului, iar timpul de anticipare, t optim , rămâne constant, independent de

frecvenţa tensiunii de %ătăi, realizându>se conectarea $n punctul optim, pentru& % *!

De e4emplu, dacă frecvenţa este f %) sincronizatorul acţionează la tensiunea

& %) corespunzătoare ung(iului ) realizând timpul optim! 5entru o altă

frecvenţă, f %3 f %) , sincronizatorul acţionează la tensiunea & %3 & %) , care

corespunde ung(iului 3 ) , menţinând constant timpul de anticipare, t optim!

tsinc! t intr! !



Fig/ )/3/3 9ra.icul tensiunii de =ătăi pentru di.erite .recvenţe la sincroni#area

cu timp constant de anticipare

Momentul de timp care corespunde acţionării sincronizatorului se poatedetermina prin mai multe procedee: compararea funcţiei tensiunii de %ătăi cuderivata ei, transformare ung(iului $ntr>o tensiune constantă proporţională cuvaloarea lui i alte procedee! 1plicaţii pe scară largă cunoate primul procedeucare constă $n compararea funcţiei tensiunii de %ătăi cu derivata ei!

Fig/ )/3/4 9ra.icul .uncţiei tensiunii de =ătăi :i a derivatei acesteia 0n .uncţie de timppentru .recvenţe di.erite

Din graficul prezentat $n figura 3!9!9 se o%servă că egalitatea funcţiei i aderivatei ei, $n valoare a%solută, pentru diferite frecvenţe ale tensiunii de %ătăi,

are loc la acelai timp, astfel:a) %) a) %4)Ba 3 %3 a 3 %43 pentru:

t t optim! t sinc! t intr! !

1ltfel spus, cu suficientă precizie pentru practică se poate considera căintervalul de timp de la momentul $n care funcţia, tensiunii de %ătăi, este egală $nmărime a%solută cu derivata ei i până la momentul când tensiunea de %ătăi estenulă, nu depinde de perioada tensiunii de %ătăi! 1ceastă constatare este vala%ilă

pentru diferenţe de frecvenţe de circa 3,8O i oferă posi%ilitatea cuplăriioptime a generatorului pentru funcţionarea $n paralel!



incronizatoarele care funcţionează după principiul timpului constant deanticipare oferă cele mai %une caracteristici ale procesului de sincronizare $nsă,sunt mai complicate comparativ cu cele care funcţionează după principiulung(iului constant de anticipare!

)/3/1/) "incroni#atorul automat cu releec(ema electrică a aparatului, prezentată $n figura 3!9!C, este realizată cu

relee electromagnetice după principiul ung(iului constant de anticipare i conţinetrei %locuri: %locul de control al frecvenţei, %locul de austare automată afrecvenţei i %locul releelor intermediare!

$locul de control a frecvenţei se compune din releul d) , condensatorul c) i

rezistenţa regla%ilă r ) ! -ensiunea de %ătăi o%ţinută $ntre faza 1) a generatorului

care se cuplează i faza 1 3 a generatorului care funcţionează este redresată de

redresorul $n punte n) i aplicată circuitelor releului d) i condensatorului c) !+ând valoarea acestei tensiuni este aproape nulă, releul d) declanează, i prin

$nc(iderea contactului d) 6 8 comandă cuplarea $ntrerupătorului automat al

generatorului 0)!+ondensatorul c) , conectat $n paralel cu $nfăurarea releului d) ,

la scăderea tensiunii se descarcă pe $nfăurarea releului i pentru valori ridicate

ale frecvenţei tensiunii de %ătăi nu permite declanarea releului, iar ca urmare nu

se dă impuls de cuplare a automatului generatorului! +ând frecvenţa tensiunii de

%ătăi se reduce până la o anumită limită considerată optimă, la scăderea tensiunii

de %ătăi condensatorul are timp suficient să se descarce i $n continuare releul

declanează i dă impulsul pentru cuplarea automatului generatorului!c(ema este realizată după principiul ung(iului constant de anticipare

pentru care corespunde valoarea tensiuni de declanare a releului d) !

5entru ca impulsul de cuplare a $ntrerupătorului automat să se menţină unanumit timp, sunt folosite releele d 8 i d 9 ! /a declanarea releului d) se $nc(idecontactul d) 6 8 i este alimentat releul d 8 $n paralel cu condensatorul c6 ! e

$nc(ide contactul d8 3 7 i este alimentat releul d 9 care prin $nc(iderea contactului

d9 3 7 transmite semnalul de conectare a $ntrerupătorului automat! Durata de

$nc(idere a contactului d) 6 8 este foarte mică $ntrucât la creterea tensiunii de %ătăi releul d) anclanează din nou!



Fig/ )/3/5 "c;ema electrică de principiu a sincroni#atorului automat curelee

5rin desc(iderea contactului d) 6 8 se $ntrerupe alimentarea releului d 8 $nsă

acesta are $ntârziere la declanare! -emporizarea releului d 8 , la declanare este

dată de timpul de descărcare a condensatorului c6 pe $nfăurarea releului! În acest

fel, pentru impulsuri de scurtă durată ale releului d) , prin intermediul releelor d 8 ,d 9 se asigură o durată a impulsului suficientă pentru cuplarea automatului

generatorului!

1adar, %locul de control al frecvenţei generează impulsul pentru conectareautomatului generatorului atunci când frecvenţa tensiunii de %ătăi scade până la oanumită valoare considerată limită admisă i de asemenea la o anumită limită adeviaţiei de fază căreia $i corespunde ung(iul de anticipare pentru care oculcurentului din primul moment de sincronizare nu depăete valoarea admisă

pentru menţinerea, după cuplare, a generatorului $n sincronism!



4locul de a5ustare automată a frecvenţei se compune din releele d3 i d 6 ,

rezistenţele fi4e r 6 ,r 9 i rezistenţele regla%ile r 3 ,r 8 ! +onectarea releelor $ntre

fazele generatoarelor este prezentată $n figura 3!9!!

Fig/ )/3/6 "c;ema de conectare a releelord

3 d

6 din =locul de austare automată a .recvenţei

Înfăurarea releului d3 este conectată $ntre fazele 1) ,1 3 iar cea a releului d 6

este conectată $ntre fazele 1) ,+3 ale generatoarelor sincrone! Fazele .) i

.3 sunt legate $ntre ele! 5entru o asemenea sc(emă de conectare tensiunea de

%ătăi care se aplică releului d3 este defazată cu )3** electrice $n raport cu

tensiunea de %ătăi care se aplică releului d 6 !Releele d 3 i d 6 sunt identice i au aceleai valori pentru tensiunile de

acţionare i de revenire! Diferenţa $ntre valoarea tensiunii de acţionare i

valoarea tensiunii de revenire este realizată cu rezistenţele r 6 i r 9 !

Din figura 3!9!)* se o%servă că tensiunea de acţionare a releelor, & act! , are

valoarea mare deoarece $n serie cu $nfăurările releelor sunt conectate

rezistenţele r 6 respectiv r 9 ! După acţionarea releelor, prin contactele acestora,

sunt scurcircuitate rezistenţele r 6 , respectiv r 9 , ceea ce face ca valoarea tensiunii

de revenire, & rev , să fie mică comparativ cu valoarea tensiunii de acţionare!

Durata $ntre momentul aplicării tensiunii de acţionare i micorarea tensiunii

până la valoarea tensiunii de revenire este notată cu t ) i reprezintă durata de

acţionare a releului d3 , respectiv d 6 ! 1ceastă durată este varia%ilă $n funcţie de

frecvenţa tensiunii de %ătăi i crete la scăderea frecvenţei !



Fig/ )/3/+* Diagrama .uncţionării =locului de austare a .recvenţei

5rin defazarea tensiunilor de alimentare a releelor d 3 i d 6 cu )3**

electrice, atunci când frecvenţa generatorului care se cuplează este mai micădecât frecvenţa generatorului care lucrează, tensiunea se aplică mai $ntâi releului

d 6 după care se aplică releului d 3 ! /a acţionarea releului d 6 se desc(idecontactul d6 6 8 din circuitul releului d3 i astfel se interzice funcţionarea acestuia!Dacă frecvenţa generatorului care se cuplează este mai mare decât frecvenţageneratorului care funcţionează, atunci primul care acţionează este releul d 3 i seinterzice funcţionarea releului d 6 !

Impulsul de cretere sau scădere a turaţiei pentru servomotorul careacţionează asupra sistemului de alimentare cu com%usti%il a motorului deantrenare a generatorului se dă prin releul d 7 !

În perioada $n care releele d3 i d 6 nu lucrează sunt $nc(ise contactele d 3 A , d6 A i releul de timp d 7 este alimentat! e $nc(id contactele d7 3 7 din circuitul

de comandă al servomotorului i d 7 9 C din circuitul condensatorului c 3 ! preservomotorul de austare a frecvenţei nu se trimite impuls $ntrucât sunt desc(ise

contactele d3 3 7 i d6 3 7 ! ă considerăm că turaţia generatorului este mai mică decât valoarea

nominală i ca urmare primul releu care acţionează va fi releul d 6 ! +ând

tensiunea de %ătăi aunge la valoarea &act! , releul d 6 anclanează, $nc(ide

contactul d6 3 7 i se transmite un impuls servomotorului care acţionează $n

sensul de cretere a turaţiei! În acelai timp prin desc(iderea contactului d6 A se

$ntrerupe alimentarea releului d 7 , cu temporizare, desc(ide contactul d7 3 7 i

$ntrerupe transmiterea impulsului! Durata impulsului este dată de temporizarea

releului d 7 fi4ată prin alegerea corespunzătoare a capacităţii condensatorului c 3 !

În figura 3!9!)* această durată este notată cu t 3 i se o%servă că se $nscrie $n

limitele duratei t) $n care se menţine acţionarea releului d 6 !

Dacă turaţia generatorului este mai mare de cât valoarea turaţiei nominale,funcţionarea sc(emei este asemănătoare cu deose%irea că primul releu care



acţionează este d3 iar releul d 6 va fi %locat! 5rin acţiunea releului d3 se dauimpulsuri scurte, cu durata t 3 , de micorare a turaţiei !

.locul de austare a frecvenţei lucrează i realizează automat egalizareafrecvenţelor pornind de la diferenţa dintre frecvenţe de cel mult 6 7 Jz!

În cazul funcţionării sincronizatorului $n regim semiautomat, egalizareafrecvenţelor se face manual prin apăsarea repetată, de scurtă durată, a %utoanelor

%) GscadeH sau %3 GcreteH! +ând frecvenţele sunt apropiate, %locul de control alfrecvenţei comandă automat cuplarea automatului generatorului!

$locul releelor intermediare se compune din releele d 7 ,d8 ,d9 , rezistenţeler C ,r ,r 9 i condensatorii c3 ,c6 ! Din prezentarea funcţionării aparatului rezultă că

prin aceste relee se asigură pentru %locul de control al frecvenţei, o mărire aduratei impulsului care comandă acţionarea $ntrerupătorului automat de cuplare ageneratorului, iar pentru %locul de austare a frecvenţei se asigură impulsurirepetate de durată constantă pentru creterea sau scăderea turaţiei $n cazul $n care

diferenţa $ntre frecvenţe este cel mult 6 7 Jz!

)/3/1/, "incroni#atorul automat reali#at cu elemente semiconductoare

În figura 3!9!)3 se prezintă sc(ema %loc a unui sincronizator automatrealizat cu elemente semiconductoare i care funcţionează după principiutimpului constant de anticipare!

incronizatorul se compune din: %locul timpului de anticipare, %locul decontrol al frecvenţei, %locul de control al tensiunilor, %locul de egalizare afrecvenţelor i %locul de ieire! În continuare se prezintă componenţa, destinaţia

i funcţionarea de principiu a fiecărui %loc!



Fig/ )/3/+) "c;ema =loc a sincroni#atorului reali#at cu elemente semiconductoare

4locul timpului de anticipare, 4T se compune din circuitul diferenţial R,+cu droselul D) i amplificatorul cu semiconductoare 1) ! 1cest %loc asigură

o%ţinerea timpului constant de anticipare, independent de modificarea frecvenţeitensiunii de %ătăi! Realizarea acestei funcţii se face pe calea comparării funcţieitensiunii de %ătăi u % cu derivata ei u4 % ! 0raficul variaţiei u % i u4 % funcţie detimp pentru valori diferite de frecvenţei tensiunii de %ătăi este prezentat $n figura3!9!3!9!

De la momentele a),a 3 pentru care valoare funcţiei este egală cu valoarea

derivatei, $n mărimii a%solute, a) %) a) %4) B a 3 %3 a 3 %43 i până la momentul

$n care u % * timpul este constant, indiferent de valoarea frecvenţei tensiunii de

%ătăi!

5entru o%ţinerea timpului constant de anticipare %locul 4T realizeazăderivata funcţiei de %ătăi, du % dt! 2aloarea acesteia este amplificată deamplificatorul 1) i se aplică la elementul de $nsumare! De asemenea laelementul de $nsumare se aplică i un semnal proporţional cu valoare funcţieitensiunii de %ătăi! De la elementul de $nsumare diferenţa dintre valorile funcţieii derivatei tensiunii de %ătăi se aplică amplificatorul 1 3 care aparţine %loculuide ieire!

$locul de control al frecvenţei $C% se compune din droselul diferenţial



D3 i amplificatorul cu semiconductoare 1 9 ! 1cest %loc sta%ilete limita

frecvenţei tensiunii de %ătăi de la care funcţionează sincronizarea automată:

/ %lim! /) /3 sau f %lim! f ) f 3

incronizarea automată este posi%ilă pentru frecvenţe ale tensiunii de %ătăimai mici decât valoarea limită f % f %lim! ! /a frecvenţe mai mari, f % f %!lim ,sincronizarea automată este %locată! 2aloarea frecvenţei de %ătăi limită, ca i $ncazul sincronizatorului automat cu amplificatoare magnetice, este f %!lim

68Jz!/a intrarea %locului .+F se aplică tensiunea de %ătăi, iar de la ieire se

o%ţine derivata tensiunii de %ătăi! emnalul proporţional cu derivata este

amplificat de amplificatorul 1 9 i este $ntârziat $n timp $n raport cu semnalul

proporţional cu derivata de la ieirea amplificatorului 1) ! Întârzierea este egală

cu timpul de anclansare al releului d) din %locul de ieire! În figura 3!9!)6 se prezintă diagramele semnalelor care se aplică la intrarea amplificatorului 13

aparţinând %locului de ieire, atunci când funcţionează $mpreună %locurile

timpului de anticipare i controlul frecvenţei!

Fig/ )/3/+1 Diagramele semnalelor asociate .uncţionării =locurilor timpului de anticipare :icontrolul .recvenţelor

În punctul a tensiunea %ătăi este egală cu derivata ei i se dă semnalul de

funcţionare a sincronizării! +u o $ntârziere6

se aplică semnalul de la .+F, careeste proporţional cu derivata i $n opoziţie $n raport cu semnalul proporţional cuderivata o%ţinut de la %locul .-1!

Diagrama din figura 3!9!)6 corespunde situaţiei $n care f % f %lim! ! În punctul a funcţia i derivata ei sunt egale ca valoare i opuse a semn! emnalulaplicat la intrarea %locului de ieire este nul, releul d ) declanează i printr>uncontact normal $nc(is transmite impulsul de cuplare a $ntrerupătorului automat algeneratorului! 5e durata 6 care corespunde constantei de timp a releului d)

diferenţa dintre mărimile funcţiei i derivatei este apropiată de zero! După timpul6, $n punctul b , se primete semnal de la %locul .+F! emnalul de la %locul



.+F este asemenea proporţional cu derivata funcţiei i este $n opoziţie faţă desemnalul proporţional cu derivata o%ţinut la ieirea %locului .-1! În acest fel,după $ntârzierea 6, semnalul %locului .-1 anulează semnalul proporţional cuderivata dat de %locul .-1 i $n acest fel se menţine valoarea apropiată de zero a

tensiunii aplicată la intrarea %locului de ieire! +a urmare se prelungete durata$n care releul d) nu primete semnal i cuplarea generatorului se face $n condiţiioptime, pentru u % *!

5entru frecvenţe ale tensiunii de %ătăi mai mari decât valoare limită, f %

f %!lim , duratele se micorează i releul d ) nu are timpul necesar să declaneze i sătrimită un impuls de o anumită durata i ca urmare operaţiunea de sincronizareautomată nu se mai realizează!

4locul de control al tensiunii 4CT se compune din două transformatoare -r )i -r 3 conectate la tensiunile generatoarelor 0) i 03 care se sincronizează!-ensiunile de la transformatoare sunt redresat i aplicate la o punte de măsurăM ! 1tunci când tensiunile celor două generatoare sunt egale, tensiunea de la

ieirea punţii este nulă! În cazul $n care e4istă o diferenţă $ntre tensiunea

generatorului care se cuplează i tensiunea generatorului care lucrează, acesta

diferenţă este amplificată de amplificatorul 1 8 i dacă depăete o anumită limită

se străpunge dioda sta%ilizatoare n 7 i se dă un impuls la intrarea %locului de

ieire .E! 1mplitudinea acestui impuls este suficientă pentru compensarea

acţiunii celorlalte impulsuri i asigură menţinerea alimentării releului d) ,

$mpiedecând $n acest mod efectuarea sincronizării!

4locul reglării automate a frecvenţei 4'$ se compune din două amplificatoare cusemiconductori 1 6 i 1 7 care se alimentează de la transformatoare i redresoare

separate!

+a i $n cazul sincronizatorului cu relee prezentat $n figura 3!9!C, la intrarea

amplificatoarelor se aplică tensiunile de %ătăi defazate cu )3** electrice una $n

raport cu cealaltă! /a ieirea amplificatoarelor sunt conectate releele d3 i d 6 !

.locul de egalizare a frecvenţelor determina avansul sau $ntârziereafrecvenţei generatorului care se cuplează faţă de frecvenţa generatorului carelucrează i dă impulsuri prin releele d3 i d 6 !

Releele d3 i d 6 sunt inter%locate electric astfel că atunci când lucrează unul

este interzisă funcţionarea celuilalt! Dacă frecvenţa generatorului care se

cuplează, 03 , este mai mică decât a generatorului care lucrează, 0) , acţionează

releul d 3 i interzice funcţionarea releului d 6 ! În cazul $n care frecvenţa este mai

mare primul care lucrează este releul d 6 i interzice funcţionarea releului d 3 !

1cest mod de lucru oferă posi%ilitatea ca $n dependenţă de funcţionarea releelor

d 3 sau d 6 , să se regleze frecvenţa "turaţia# generatorului 0 3 prin creterea ei



dacă este mai mică decât a generatorului 0) sau prin co%orârea ei dacă este mai

mare!

$locul de ie&ire, $' , se compune din amplificatorul de $nsumare a

semnalelor, 13 i releul electromagnetic d) !1limentarea amplificatorului se face de la o $nfăurare separată a

transformatorului i o punte redresoare!

În prezenţa unui semnal la intrare, amplificatorul 13 se desc(ide, este

alimentat releul d) i acesta anclanează!

emnalul de sincronizare se dă $n momentul când la intrareaamplificatorului suma semnalelor se anulează! /a anularea semnalului de intrare,releul d) declanează i printr>un contact normal $nc(is dă impulsul pentruconectarea automatului generatorului care se cuplează!

Funcţionarea sincronizatorului automat este posi%ilă pentru frecvenţatensiunii de %ătăi mai mică decât frecvenţa limită, f % f %lim! , i se dă impulsul decuplare $n momentul $n care funcţia tensiunii de %ătăi este egală ca valoare cuderivata ei i opusă ca semn!

incronizatorul automat prezentat $n figura 3!9!)3, asigură:> austarea automată a frecvenţei prin intermediul servomotorului regulatorului de

pe motorul diesel primar ! Reglarea automată a frecvenţei se realizează atuncicând diferenţa $ntre frecvenţe nu depăete 8 3#

> interzice conectarea la %are atunci când diferenţa tensiunilor generatorului carese cuplează i generatorului care lucrează depăete CO din valoarea nominală!

De asemenea nu este posi%ilă funcţionarea sincronizării automate pentru valoriale frecvenţei tensiunii de %ătăi care depăesc valoarea limită, f % f %!lim

> conectarea automată a generatorului care se sincronizează la %arele centraleielectrice atunci când sunt $ndeplinite condiţiile sincronizării precise!

-impul constant de anticipare poate fi reglat $ntre *,6*,8sec! $n funcţie deconstanta de timp a $ntrerupătorului automat!

)/3/, "incroni#area grosieră a generatoarelor

+omparativ cu sincronizarea precisă, sincronizarea grosieră admite

e4ecutarea cuplării generatorului care se sincronizează fără $ndeplinireariguroasă a condiţiilor de sincronizare! 5rezenţa reactorilor "%o%ine de reactanţă#$n prima fază a cuplării reduce ocul curenţilor de egalizare $n limite admisi%ile

pentru siguranţa cuplării la funcţionarea $n paralel!5rin sincronizarea grosieră generatorul poate fi cuplat la funcţionarea $n

paralel pentru valori ale defazaului tensiunilor până la valoarea ma4imă)C** electrice i diferenţe ale frecvenţelor corespunzătoare unei alunecări de6O!

După cum este cunoscut, la cuplarea $n paralel a generatoarelor, $n situaţia$n care nu sunt $ndeplinite condiţiile de sincronizare apare procesul tranzitoriu



caracterizat de ocul momentan al curentului de egalizare $nsoţit de scădereaimportantă a tensiunii la %arele centralei oscilaţiile ulterioare ale rotoarelor care

produc oscilaţii ale tensiunilor i curenţilor de egalizare!Rotoarele generatoarelor e4ecută oscilaţii amortizate unul $n raport cu celălalt, cu

perioade egale cu perioada curentului care trece prin reactor! 'scilaţiile puteriiactive $ntre generatoare produc frânarea generatorului cu viteza mai mare iaccelerarea celui cu viteza mai mică până la egalizarea vitezelor $n momentulsincronizării!

2aloarea ma4imă a curentului de egalizare pentru )C** electrice sedetermină cu e4presia:

"oc ),C3 3 &

44d4) 4 R 44d43 4 r

"3!9!)9#

unde: & &) &3 > este tensiunea la %ornele generatoarelor

44d4),44d43 > reactanţele inductive longitudinale supratranzitorii ale

$nfăurărilor generatoarelor 4 R > reactanţa

inductivă a reactorului R 4 r > reactanţa

circuitelor de conectare!

5rin alegerea corespunzătoare a valorii reactanţei reactorului, 4 R , se

limitează valoarea curentului de oc până la "46,8 " n !

Momentul conectării $n paralel tre%uie să corespundă unei alunecărinegative, adică turaţia "frecvenţa# generatorului care se cuplează să depăeascăcu puţin turaţia "frecvenţa# generatorului care lucrează! 5rocedând astfel, $nmomentul cuplării generatorului acesta va prelua asupra sa o parte din sarcină! Încaz contrar, dacă cuplare se face la alunecări pozitive, generatorul care secuplează trece $n regim de motor, supra$ncarcă celelalte generatoare carefuncţionează i poate fi decuplat de protecţia la putere inversă!

5entru determinarea valorii reactanţei reactorului 4 R corespunzătoarelimitării curentului de oc până la valoarea "46,8 " n , se negliează influenţa

procesului supratranzistoriu i de asemenea rezistenţele $nfăurărilor i

impedanţa reţelei de conectare! În aceste condiţii din sc(ema simplificată prezentată $n figura 3!9!)7, considerând că deviaţia tensiunilor este ma4imă,adică )C** electrice, rezultă următoarele ecuaţii:



Fig/ )/3/+, "c;ema de principiu @a :i sc;ema ec;ivalentă lasincroni#area =rută a generatoarelor @=

+4d) +4d3 "4 44d) 44d3 4 R "3!9!)A#

&*) +4d) "444d) "3!9!)C#

&*3 +4d3 "444d3

unde: "3!9!)#

+4d),+4d3

sunt tensiunile electromotoare ale generatoarelor

"4 valoarea efectivă a componentei periodice a curentului tranzitoriudin $nfăurările statorice, la conectarea generatoarelor

44d),44d3 reactanţele inductive tranzitorii longitudinale&*),&*3 tensiunile la %ornele generatoarelor $n momentul iniţial al cuplării

"la t *#!

2aloarea curentului $n primul moment al conectării se deduce din relaţia"3!9!)3!9#:

+4d) +4d3

"4

44d) 4 R 44d3

"3!9!3*#

Introducând $n relaţia "3!9!)C# valoarea curentului determinat cu relaţia"3!9!3*#, rezultă tensiunea la %ornele generatorului &) $n momentul iniţial alcuplării:

&*) +4d)44d3 +4d)4 R +4d3 44d)

44d) 44d3 4 R

"3!9!3)#

i pentru cazul $n care se consideră +4d) +4d3 ,44d) 44d3 rezultă:



+4d)4 R &*) &*3

344d) 4 R

"3!9!33#

2ariaţia tensiunii $n momentul iniţial t * este:

&* +4d) 3+444dd)) 44RR +4d) 44d)44d)4 R

3 "3!9!36#

2ariaţia tensiunii raportată la tensiunea nominală este:&4* &&n* +&4d)* 44d)44d)4 R

3 "3!9!37#

Din relaţia "3!9!37# se determină valoarea reactanţei 4 R $n funcţie de variaţia

tensiunii $n momentul iniţial:

)

&4* 44d) 4 R 3&4*

"3!9!38#

+alcul valorii reactanţei reactorului, 4 R rezultă din condiţiile care tre%uie săse realizeze $n momentul cuplării generatorului pentru funcţionarea $n paralel,astfel:

&* *,3&n B &4* *,3

"3!9!39#

"46,8 " n "3!9!3A#

Reactanţa inductivă a unei %o%ine fără miez de fier se poate calcula cue4presia:

4 R // )*,8/L3 D

D

)* 1

.

"3!9!3C# $n care:

/ 3f > pulsaţiaL > numărul de spire al %o%inei



"#,!

!

$

%

$

&'

!

%&'

$

(

$

D > diametrul mediu al %o%inei, cm

. 3 % ( > perimetrul secţiunii %o%inei, cm !+el mai mic consum de cupru pentru o valoare dată a reactanţei 4 R se (

%asigură atunci când *,67 )3 i f 8*Jz!

D D5entru f 8*Jz, )3, relaţia 3!9!3C devine:

3 D D 6,*64 R )*8 L

. "3!9!3# i $ntrucât:

*,C9

"3!9!6*#

rezultă: L3 D 6,684R )*8 "3!9!6)#

&ltima relaţie permite să se sta%ilească diametrul i numărul de spire alreactorului!

+alculele i e4perienţa practică arată că alegerea corespunzătoare areactanţei reactorului, cu luarea $n considerare a condiţiilor "3!9!39#, "3!9!33!9# iconectarea generatoarelor când frecvenţa de %ătăi este su% valoarea limită, f %

f %!lim! 67Jz, e4clude apariţia regimului asincronB procesul tranzitoriu setermină $n circa ),3 6sec!B curentul ma4im de egalizare, căderea de tensiune iocul momentelor de frânare i de accelerare nu depăesc valorile admisi%ile inu prezintă pericol pentru generatoarele care se sincronizează i care lucrează!

Dacă diferenţa $ntre frecvenţe este peste limita admisi%ilă, generatorul care secuplează intră $n regim asincron i se produc oscilaţii mari de rotoarelor i alecurentului de egalizare!

5rezenţa reactorului este necesară numai $n primul moment al cuplării! Dupătrecerea procesului tranzitoriu prezenţa reactorului nu mai este necesară i acestaeste deconectat din circuitul generatorului!

incronizarea grosieră este un procedeu simplu i uor de aplicat $ntrucât nuimpune realizarea riguroasă a condiţiilor de cuplare $n paralel! De aceea acest

procedeu este $ntâlnit frecvent $n centralele electrice navale! Neaunsul metodeisincronizării %rute este apariţia la cuplare, pentru scurt timp, a scăderii tensiunii,ocului curentului de egalizare i cuplurilor electromagnetice! De asemeneametoda sincronizării grosiere spre deose%ire de metoda sincronizării precise



necesită montarea $n -5D a unor aparate suplimentare: reactoare, $ntrerupătoareautomate, sisteme de %are, care măresc costurile, dimensiunile i greutatea -5D!

c(emele de sincronizare grosieră ca i sc(emele de sincronizare precisă aula %ază acelai principii i sunt diversificate $n funcţie de soluţiile constructive

folosite de firmele care le produc! Ele pot fi realizate cu relee electromagnetice"cu contacte# sau cu elemente semiconductoare "fără contacte#!

În figura 3!9!)8 se prezintă sc(ema de sincronizare grosieră realizată cu releeelectromagnetice!

5entru sesizarea momentului optim al conectării generatorului care sesincronizează sc(ema folosete un releu diferenţial de frecvenţă! 1cest releu

poate fi construit ca aparat de inducţie sau poate fi realizat ca releu electronic cusemiconductoare! În sc(ema din figura 3!9!)8 se folosete un releu de tipinductiv notat cu d 6 ! Releul are o $nfăurare de tensiune, d6 ), o $nfăurare decurent, d6 3 i un sistem mo%il su% forma unui disc prin care se acţionează

contactele releului! Înfăurarea de tensiune, d6 ), se alimentează de la %arelecentralei electrice iar $nfăurarea de curent, d6 3, este alimentată de tensiuneade %ătăi i pentru acesta este conectată $ntre fazele similare ale generatorului carese cuplează i ale generatorului care funcţionează! 1tunci când frecvenţatensiunii de %ătăi "diferenţa $ntre frecvenţe# este mai mare decât valoarea limită,interacţiunea dintre câmpurile magnetice ale celor două $nfăurări creează unmoment asupra discului care $ncepe să oscileze! 1mplitudinea oscilaţiilor depinde de valoarea diferenţei $ntre frecvenţe! 5entru valori mari ale diferenţei defrecvenţe, amplitudinile sunt mici i oscilaţiile se produc $n urul poziţiei de zeroiar contactele releului nu sunt acţionate! /a micorarea diferenţei dintre

frecvenţe, atunci când frecvenţa generatorului care se cuplează devine apropiatăde a celui care funcţionează, amplitudinea oscilaţiilor crete i pentru valori alediferenţei $ntre frecvenţe egale cu *,8)Jz, contactele releului se $nc(id pentruun timp scurt i se dă semnalul pentru conectarea generatorului care sesincronizează!

c(ema permite conectare automată prin sincronizare grosieră a oricăruiadintre cele două generatoare i pentru această operaţie este necesar un singur reactor R !

+onsiderăm să generatorul 03 lucrează i urmează să se conecteze $n paralel

generatorul! 0) !

5entru conectarea generatorului 0) se apasă pe %utonul GD0>)H! /a apăsarea

pe acest %uton este alimentat releul d) care $nc(ide contactele: d ) 9C ,d ) )7)9 ,

d ) )C 3* prin care sunt conectate $nfăurările releului diferenţial de frecvenţă, d

6 , la tensiunea %arelor i la tensiunea de %ătăi! De asemenea se $nc(ide d) )*)3 prin care se pregătete acţionarea $ntrerupătorului automat a 6 ! e desc(ide

contactul d) 68 i se interzice funcţionarea releului d3 e4cluzându>se

posi%ilitatea sincronizării simultane!



5e durata accelerării grupului D0 ) releul diferenţial de frecvenţă d 6

compară frecvenţa generatorului 0) cu cea a %arelor centralei electrice i la

scăderea diferenţei dintre frecvenţe su% limita *,8)Jz releul d 6 $i $nc(ide

contactul i dă impulsul pentru conectarea generatorului! 5entru aceasta se$nc(ide contactul d6 3 7 , este alimentat $ntrerupătorul automat a 6 i prin

$nc(iderea contactului acestuia generatorul este cuplat la reţea prin reactorul R !

Fig/ )/3/+2 "c;ema sincroni#ării automate grosieră a generatoarelor sincrone

În acelai timp cu conectarea reactorului R , prin contactul a 6 3 7 se

alimentează releul de timp d 8 !

+onectarea generatorului la %are prin reactor este necesară numai pe durata

regimului tranzitoriu de sincronizare! -impul de $ntârziere la acţionare al releului

d 8 se sta%ilete astfel $ncât să fie acoperitor pentru durata regimului tranzitoriu!



După trecerea acestui timp, releul d 8 anclanează i prin $nc(iderea contactului

d8 3 7 dă impulsul de conectare a $ntrerupătorului automat a) ! Din acest

moment reactorul R este untat i generatorul 0) este conectat direct la %arele

centralei electrice prin contactele $ntrerupătorului automat a) !

/a terminarea cuplării, $ntrerupătorul automat al generatorului desc(ide

contactul a) 68 i se $ntrerupe alimentarea releului d) care la rândul său prindesc(iderea contactelor sale $ntrerupe alimentarea releului d 6 ! De asemenea, se

desc(ide contactul a) A , se $ntrerupe alimentarea $ntrerupătorului a 6 caredesc(ide circuitul reactorului R ! c(ema trece $n poziţia de ateptare i este

pregătită pentru o nouă funcţionare!

c(ema este prevăzută cu %locări pentru a nu permite conectarea simultană adouă generatoare! În cazul deconectării $ntrerupătoarele automate de către

protecţie nu se produce repetarea automată a conectării!5ornirea i accelerarea dieselului până la turaţia nominală se realizează $n

timp scurt, circa 9* C*sec!! În acest timp scurt, motorul diesel nu este pregătitsă primească sarcina! Este necesară o perioadă mai mare pentru $ncălzireamotorului! 5arametrii motorului sunt urmăriţi de un releu de sarcină, , careatunci când sunt $ndeplinite condiţiile de primire a sarcinii $nc(ide contacteleGarcinaH din sc(ema de sincronizare grosieră i permite conectareageneratorului!

În funcţionarea $n regim de avarie a centralei, la scăderi i oscilaţii de

tensiune i frecvenţă, sincronizarea sc(emei este prevăzută cu posi%ilitatea

anulării acţiunii releului de sarcină! În acest scop se $nc(id $ntrerupătoarele a 8 ,

respectiv a 9 prin care se untează contactele releului de sarcină!

Dacă releul de diferenţă de frecvenţă este defect generatorul se poate conectala funcţionarea $n paralel folosindu>se releul de sarcină ale cărui contacte se

$nc(id numai la turaţia nominală! În această situaţie contactul d6 3 7 este untat prin $nc(iderea $ntrerupătorului aA !

$!"$ D! A'$(!&A%'A!



)! Distri%itia egala a sarcinii reactive la generatoarele care functioneaza in paralel se realizeaza prin:

a# reglarea automata a turatiilor motoarelor primare de antrenare ageneratoarelorB

%# reglarea curentilor de sarcina ai generatoarelor care functioneaza in paralelB

c# reglarea gradului de statism astfel $ncât acesta să fie acelai pentrugeneratoarele de aceeai putere care functionează $n paralelB

d# reglare a frecventei generatoarelor!

3! /a functionarea $n paralel a generatoarelor pentru menţinerea distri%uţieiec(ili%rate a sarcinii active, sistemele de reglare automată acţionează asupra:

a# turaţiei motorului primar de antrenareB %# e4citatiei generatorului sincronB

c#consumului de energie electricaBd#sta%ilitatii tensiunii generatoarelor

%'CA! D! &!IFICA!

5rezentaţi procedeele de cuplare $n paralel a generatoarelor sincrone navale!

8"-'N" %A $!"$'% D! A'$(!&A%'A!

): cB 3: a!

&nitatea de $nvăţare nr!6

1/ DI"$IB'7IA !N!9I!I !%!C$IC! %A NA&!

1/+ "isteme de distri=uţie a energiei electrice :i reţele electrice



/a nave transmiterea energiei electrice de la generatoare la consumatori serealizează prin sistemul de distri%uţie! 1cest sistem este destinat pentruconectarea, deconectarea i protecţia instalaţiei electrice i reţelei, reglarea icontrolul parametrilor electrici ai surselor de energie electrică i de asemenea

pentru semnalizarea stării aparatelor de conectare precum i a stării circuitelor electrice!

+orespunzător acestor funcţii pe care le $ndeplinesc sistemele de distri%uţie aenergiei electrice, acestea conţin %are conductoare pentru distri%uţie, aparate deconectare, aparate de protecţie, reglare i semnalizare, precum i aparate demăsură!

De regulă, sistemele de distri%uţie se clasifică după importanţă, realizareconstructivă i felul curentului!

După importanţă, sistemele de distri%uţie pot fi: ta%louri principale dedistri%uţie, ta%louri secundare de distri%uţie, ta%louri pentru consumatori

individuali, ta%louri de control i ta%louri speciale!-a%lourile principale de distri%uţie, -5D, sunt destinate pentru controlul i

comanda funcţionării generatoarelor electrice i pentru distri%uţia energieielectrice pe navă!

-a%lourile de distri%uţie, -D, "secundare# primesc alimentarea de la -5D i odistri%uie la un grup de consumatori concentraţi $ntr>o zonă determinată de penavă!

-a%lourile pentru consumatorii individuali asigură comanda i controlulfuncţionării consumatorilor cu o sc(emă relativ complicată "de e4emplu vinciulde ancoră#!

-a%lourile de control sunt destinate pentru controlul de la distanţă afuncţionării generatoarelor, consumatorilor i reţelei!-a%lourile speciale "de e4emplu ta%loul de legătură cu nodul, -/M# sunt

folosite pentru scopuri strict determinate! După forma constructivă sistemele de distri%uţie pot fi $n e4ecuţie proteată,

proteată la stropi, proteată la apă sau ermetică! În legătură cu formaconstructivă se precizează că $n sistemele electroenergetice navale nu suntadmise sistemele de distri%uţie $n e4ecuţie desc(isă!

După felul curentului sistemele de distri%uţie se $mpart $n sisteme dedistri%uţie $n curent continuu i $n curent alternativ!

+onsumatorii de energie electrică pot primi alimentarea direct de la -5D saude la ta%louri de distri%uţie, -D, conectate pe partea de alimentare la -5D!De regulă, alimentarea directă de la -5D se face pentru consumatorii a căror

funcţionare asigură micarea i comanda navei precum i a consumatorilor de putere mare!

istemul de distri%uţie al energiei electrice poate fi: magistral, radial i mi4t!În figura 6!)! sunt prezentate aceste variante! În sistemul magistral toţiconsumatorii primesc alimentarea pe câteva magistrale! 5e fiecare magistralăsunt conectate ta%louri de distri%uţie, -D, sau cutii de cone4iuni, ++, de la carese alimentează consumatorii!



Fig/ 1/+ "isteme de distri=uţie a energiei electricea magistral> = radial> c mi?t

În sistemul radial de distri%uţie a energiei electrice consumatorii importanţi ide putere mare primesc alimentarea direct din -5D pe ca%luri separate iar ceilalţiconsumatori primesc alimentarea de la ta%louri secundare de distri%uţie conectatecu ca%luri separate la -5D!

istemul mi4t reprezintă o com%inaţie a primelor două! ' parte dinconsumatori sunt alimentaţi $n sistemul radial, iar o altă parte după sistemulmagistral!

1legerea unuia sau altuia din sistemele de distri%uţie a energiei electrice seface luând $n considerare siguranţa $n alimentarea cu energie electrică io%ţinerea unei mase minime pentru reţeaua de ca%luri!

istemul radial realizează o siguranţă sporită $n alimentarea consumatorilor

cu energie electrică! În acest sistem ieirea din funcţiune a unui ca%lu separat nu$ntrerupe alimentarea celorlalţi! Dezavantaul acestui sistem constă $n lungimeamare a traseelor de ca%luri ceea ce duce la mărirea masei ca%lurilor i acosturilor!

În sistemul magistral se scurtează lungimea traseelor de ca%luri i ca urmaremasa de ca%luri se micorează comparativ cu sistemul radial! În sc(im%, $n cazulacestui sistem, prin deteriorarea unei magistrale o grupă mare de consumatorirămâne fără alimentare! De asemenea acest sistem e4clude posi%ilitatea comenziicentralizate a alimentării consumatorilor cu energie electrică!



istemul mi4t ia $n considerare atât avantaele cât i dezavantaele sistemelor radial i magistral!

1legerea unuia sau altuia din sistemele de distri%uţie depinde de destinaţianavei, puterea instalaţiei electroenergetice, numărul i dispunerea consumatorilor

de energie electrică! În practică, la nave, sistemul radial este folosit frecventdatorită avantaului său privind siguranţa alimentării cu energie electrică!

-ransmiterea energiei electrice la nave se face pe reţele separate cum ar fi:> reţeaua de forţă alimentează acţionările electrice ale mecanismelor sistemelor

navale "guvernare, ancorare, incendiu, %alast, drena, instalaţia frigorifică i de$ncălzire, s!a!# i ale mecanismelor au4iliare care asigură funcţionarea instalaţieide putere a navei "pompe, ventilatoare, compresoare#B

> reţeaua de iluminat normal asigură iluminatul general $n toate $ncăperile avândcircuite separate pentru iluminatul interior i e4terior, semnalizări i luminidistinctive, circuite de prizeB

> reţeaua iluminatului de avarie este alcătuită ca i reţeaua iluminatului normal dar spre deose%ire de aceasta este alimentată de la sursa de avarie i asigurăiluminatul $n locurile prevăzute de registrul de clasificareB

> reţeaua de curenţi sla%i cuprinde instalaţiile de telefoane, sonerii, semnalizăriincendiu, telegrafie maini, a4iometre, !a!B

> reţeaua staţii radio alimentează aparatura de radiocomunicaţiiB> reţeaua aparatelor electrice de navigaţie alimentează aparatele de navigaţie

"sonde, loc(uri, girocompas, radiogoniometru, !a!#B> reţeaua pentru aparate i instalaţii de cam%uză "plite electrice, oale su% presiune,

cuptoare electrice, ro%ot de %ucătărie, !a!# Numărul reţelelor separate se determină $n procesul proiectării i depinde de

tipul i destinaţia navei!În figurile 6!3 i 6!6 se prezintă alcătuirea de principiu a reţelelor de forţă i

iluminat naval!5entru realizarea reţelelor electrice se utilizează ca%luri electrice special

destinate pentru instalarea la nave! +a%lurile navale tre%uie să fie rezistente lafoc, să $mpiedice propagarea flăcării, să reziste la produse petroliere i $n generalsă respecte prescripţiile registrului de clasificare!

+a%lurile navale se e4ecută numai cu conductori multifilari din cupru avândsuprafaţa secţiunii cel puţin:

> ),*mm3 $n circuite de comandă i semnalizări

> *,8mm3 $n circuite de măsură i semnalizări pentru ca%luri cu minim 7conductoare!

În locurile $n care ca%lurile pot fi supuse deteriorărilor mecanice, semontează ca%luri armate cu o tresă metalică din sârmă de oţel sau cupru!



Fig/ 1/) "c;ema de principiu uni.ilară a unei reţele de .orţă

+a%lurile navale se e4ecută cu izolaţie din cauciuc sau masă plastică! /a$nceput s>au folosit ca%luri cu izolaţia din cauciuc, ulterior, cauciucul naturalfiind un produs deficitar, s>a trecut la realizarea ca%lurilor cu izolaţie din masă

plastică! Notarea ca%lurilor navale cu izolaţie din masă plastică fa%ricate la

Electromure -ârgul sunt:im%ol +Nbb>F ca%lu naval foarte fle4i%il fără ecran de protecţieim%ol +NbbEb>F ca%lu naval foarte fle4i%il cu ecran de protecţie su%

formă de tresă metalică din sârmă de cupruE4emplu de notare : +Nbb>F 6 4 3,8 mm3

Conducte navale de cupru cu i#olaţie din -&C .oarte .le?i=ile până la1**&

im%ol: M`ffN$a=elul 1/+

"ecţiunea Construcţia e#istenţa Diametrul



mm)conductorului

1me?teriormm

Nr/ de.ire

Diametrul minimal .irului mm

*,A8 37 *,3* 37,A* 6,3*) 63 *,3* )C,8 6,7*

),8 6* *,38 )3,A 6,9*3,8 7 *,38 A,9* 7,987 7 *,63 7,A) 8,3C9 7 *,7* 6,)7 9,*6 C7 *,7* ),C3 A,A*)9 )39 *,7* ),)9 C,C*38 )9 *,7* *,A76 6,*68 399 *,7* *,83A )),*8* 3C* *,7* *,69C )7,*E4emplu de notare: MbffN 3,8

1/) eţele electrice de iluminat/ -revederile registrului de clasi.icare

(! Iluminatul normal

În toate $ncăperile, locurile i spaţiile a căror iluminare este importantă pentrusiguranţa navigaţiei, comanda mecanismelor i instalaţiilor, condiţii de locuit ievacuare a pasagerilor i a ec(ipaului, tre%uie montate lămpi de iluminat fi4e,alimentate de la sursa principală de distri%uţie!

În figura 6!6 se prezintă un e4emplu de organizare a reţelei de iluminat

normal! /a secţiile -5D sunt conectate două transformatoare trifazate 6C*33* 2!care asigură alimentarea reţelelor de iluminat normal cu tensiunea de linie 33* 2!+ele două transformatoare sunt de aceeai putere, unul asigură consumul reţeleide iluminat normal, cel de al doilea fiind de rezervă! 5entru simplificare, s>au

prezentat $n detaliu doar două circuite, considerându>se că este suficient pentru a$nţelege alcătuirea sc(emei reale care conţine reprezentarea tuturor circuitelor!



Fig/ 1/1 "c;ema de principiu uni.ilară a unei reţele de iluminat normal

5entru a asigura distri%uţia alimentării iluminatului de la sursă se folosescta%louri secundare de distri%uţie i doze de ramificaţie! 5lecările circuitelor dinta%lourile secundare sunt ec(ipate, pentru protecţie, cu $ntrerupătoare automate

%ipolare!Reţeaua de iluminat normal conţine circuite separate pentru: iluminatul

general, iluminatul local, prize! În acest fel, la deconectarea unei reţele ca urmarea acţiunii protecţiei, de e4emplu iluminatul general, rămân $n funcţiuneiluminatul local i prizele!

+orpurile de iluminat, instalate $n $ncăperile i spaţiile unde este posi%ilădeteriorarea glo%urilor, tre%uie să fie proteate cu grătare de protecţie!

În $ncăperile sau locurile iluminate cu tu%uri fluorescente, $n care se află părţivizi%ile ale mecanismelor $n rotaţie, tre%uie să se ia măsuri pentru $nlăturarea



efectului stro%oscopic! ' astfel de măsură ar putea fi com%inarea iluminatuluifluorescent cu iluminatul incandescent!

Încăperile de acumulatoare i alte $ncăperi cu pericol de e4plozie seiluminează cu corpuri de iluminat $n e4ecuţie Gantie4H!

Iluminatul coridoarelor, compartimentului maini, tunelurilor liniilor de a4e,tre%uie să fie alimentate prin cel puţin două circuite independente avândcorpurile de iluminat astfel dispuse $ncât să se asigure un iluminat uniform $ncazul căderii unui circuit!

+orpurile de iluminat local $n $ncăperile de locuit precum i prizele de curenttre%uie să fie alimentate de la ta%lou prin circuite separate, altele decât circuitulde alimentare a iluminatului general!

+orpurile de iluminat fi4e din magaziile de mărfuri tre%uie să fie alimentatede la un ta%lou de distri%uţie separat!

În toate circuitele de iluminat tre%uie să se utilizeze $ntrerupătoare %ipolare!

În $ncăperile de locuit i de serviciu uscate, se admit $ntrerupătoare monopolare pentru un curent de ma4im 91!

5entru iluminatul e4terior, se va prevedea un dispozitiv de deconectarecentralizat, plasat $n timonerie sau alt post de cart permanent!

)! Iluminatul portativ

5entru iluminatul portativ se folosesc tensiunile considerate nepericuloase, de)32 curent alternativ i 372 curent continuu!

5rizele pentru iluminatul portativ tre%uie să fie instalate cel puţin $nurmătoarele puncte:

> pe punte, $n apropierea vinciului de ancorăB> $ncăperea girocompasuluiB> $ncăperea convertizoarelor instalaţiei de radioB> $ncăperea instalaţiei de cârmăB> $ncăperea agregatului de avarieB> compartimentele de mainiB> spatele ta%loului principal de distri%uţieB> tunelul ar%orelui port>eliceB> timonerieB

> ca%ina radioB> zona loc(ului i a sondei ultrason!

5rizele alimentate cu tensiuni diferite tre%uie să fie de construcţie diferităcare săe4cludă posi%ilitatea de a introduce fia pentru o anumită tensiune la o tensiunemai mare!

*! Iluminatul de avarie

În cazul scoaterii din funcţiune a centralei electrice i dispariţia tensiunii lata%loul principal de distri%uţie, se cupleaază automat iluminatul de avarie



alimentat de la sursele de avarie "%aterie de acumulatoare sau grupdieselgenerator de avarie#! ursele de avarie tre%uie să asigure alimentareaconcomitentă timp de )C ore a luminatului de avarie!

Iluminatul de avarie asigură iluminarea pentru:

> toate coridoarle, scările i ieirile din $ncăperile de locuit i de serviciu precum i $n ca%inele lifturilor de pasageriB

> $ncăperile de maini i agregate generatoareB> toate posturile de comandă precum i la ta%lourile de distri%uţie

principale i de avarieB> $ncăperea diesel>generatorului de avarieB> timonerieB> camera (ărţilor i staţia radioB> locurile de păstrare a inventarului de avarieB

> compartimentul cârmeiB > $ncăperea girocompasuluiB > ca%inetelemedicaleB > felinarele de navigaţie!

+orpurile de iluminat de la iluminatul principal se pot folosi i pentruiluminatul de avarie fiind prevăzute $n acest caz cu lămpi suplimentare conectatela sursade avarie!

5e circuitele iluminatului de avarie nu se montează $ntreruptoare!

1/1 Calculul reţelelor electrice

+alculul pentru alegerea secţiunii ca%lului de alimentare cu energie electricăa unui consumator tre%uie să răspundă la două cerinţe: $ncălzirea ca%lului să nudepăească limita admisă i căderea de tensiune pe ca%lu să corespundă deasemenea unei limite admisi%ile!

Depăirea $ncălzirii duce la $m%ătrânirea izolaţiei i scurtarea duratei defuncţionare a ca%lului iar depăirea căderii de tensiune admisă $nseamnă scădereatensiunii la %arele consumatorului ceea ce are o influenţă dăunătoare asuprafuncţionării acestuia!

5entru realizarea acestor cerinţe ordinea este următoarea: se alege secţiuneaca%lului din punct de vedere al $ncălzirii admisi%ile după care se calculează

căderea de tensiune i se verifică $nscrierea acesteia $n limitele admise! În situaţia$n care se depăete limita admisă se maorează secţiunea ca%lului aleasă iniţial până la o%ţinerea valorii admise pentru căderea de tensiune!

În prima etapă se determină curentul de calcul!5entru ca%lul de conectare a generatorului la %arele -5D curentul de calcul se

consideră curentul nominal i se determină cu relaţiile:a# pentru curent continuu:

I0n 50n )*6

"6!)#



&0n

%# pentru curent alternativ:

I0n 50n )*6 718 "6!3#6&0n cosn

$n care: 50n > puterea nominală a generatorului, S

& 0n > tensiunea nominală a generatorului, 2

cosn > factorul de putere nominal!

+urenţii de calcul pentru ca%lurile care conectează consumatorii individualila -5D se determină cu relaţiile:

a# pentru curent continuu:

5c!nom! s )*6 718 "6!6#I

& n

%# pentru curent alternativ trifazat:

I 5c!nom s )*6 718 "6!7#

6& n cosc!nom

$n care: 5c!nom! > puterea nominală la a4ul motorului electric, S

& n > tensiunea nominală a reţelei, v cosc!nom > factorul

de putere nominal al consumatorului

> randamentul consumatorului s >

factorul de $ncărcare al consumatorului!

+urentul de calcul al ca%lului care alimentează o magistrală la care suntconectaţi n consumatori "figura 6!7# se determină cu relaţiile:

a# pentru curent continuu:n

I calc! * I i n)

%# pentru curent alternativ:

"6!8#

n n

Icalc! * Iai3 I3ri "6!9#i) n)



unde: Ii > curentul consumatorului de ordinul i

Iai > curentul activ al consumatorului de ordinul i

Iri > curentul reactiv al consumatorului de ordinul i

* > coeficient de simultaneitaten > numărul consumatorilor alimentaţi de magistrală

În etapa a IIa, $n funcţie de valoarea curentului de calcul, se alege secţiuneadin punct de vedere al $ncălzirii admisi%ile! În ta%elul 6!6 este dată, după registrulde clasificare, $ncărcare admisi%ilă de lungă a ca%lurilor i conductoarelor!

Încărcările admisi%ile date de ta%elul 6!6 sunt pentru condiţiile $n care ca%lulare un singur conductor, funcţionarea lui este de lungă durată iar temperaturamediului am%iant este 78o+! +a urmare, pentru condiţiile concrete de folosire aca%lului tre%uie să se introducă factori de corecţie!

arcinile de curent admisi%il pentru ca%lurile cu 3, 6 i 7 conductoare sedetermină prin micorarea $ncărcării menţionate $n ta%elul 6!6 pentru secţiunearespectivă cu autorul următorilor coeficienţi de corecţie! > *,C8 pentru ca%luri cudouă conductoare > *,A pentru ca%luri cu 6 i 7 conductoare!

$a=elul 1/) Încărcarea admisi=ilă de lungă durată a ca=lurilor :i conductoarelor cui#olaţii din di.erite materiale pentru temperatura mediului am=iant de ,2 oC

"ecţiuneanominală aconductorului

Încărcarea de lungă durată a ca=lurilor :io

conductoarelor @A pentru temperatura i#olaţiei @ C

-oliclorura devinil @-&CJ3*oC

-oliclorura devinil termoE

re#istentăJ42oC

Cauciuc

=utilicJ5*oC

Cauciucetilenoprpile

nic J52oC

Cauciucsiliconic

J62oC

) 3 6 7 8 9),* C )6 )8 )9 3*),8 )3 )A ) 3* 373,8 )A 37 39 3C 637,* 33 63 68 6C 739,* 3 7) 78 7C 886,* 7* 8A 96 9A A8

)9,* 87 A9 C7 * 6*

38,* A) 6* )6 )3* )6868,* CA )38 )7* )78 )988*!* 68 )8* )98 )C* 3**A*,* )68 )* 3)8 338 3888!* )98 36* 39* 3A8 6)*

)3*,* )* 3A* 6** 63* 69*)8*,* 33* 66 67* 698 7)*)C8,* 38* 68* 6* 7)8 7A*



"ecţiuneanominală a

conductorului

Încărcarea de lungă durată a ca=lurilor :io

conductoarelor @A pentru temperatura i#olaţiei @ C

-oliclorura de

vinil @-&CJ3*oC

-oliclorura de

vinil termoEre#istentăJ42oC

Cauciuc=utilicJ5*oC

Cauciuc

etilenoprpilenicJ52oC

Cauciuc

siliconicJ62oC

37*,* 3* 7)8 79* 7* >6**,* 668 7A8 86* 89* >

De asemenea tre%uie avut $n vedere că la aezarea ca%lurilor $n traseecondiţiile de răcire se $nrăutăţesc! De aceea pentru a evita $ncălzirea ca%lurilor este necesar să se reducă norma de $ncărcare comparativ cu norma admisă pentruun ca%lu! 5ractic pro%lema se rezolvă prin maorarea curentului de calcul alca%lului $n funcţie de configuraţia traseelor de ca%luri, astfel:

I calc "6!A# I4calc!

)

$n care: Icalc curentul de calcul pentru un ca%lu ) coeficientul su%unitar care ţine seama de dispunerea

traseelor de ca%luri pe mai multe rânduri: ) *,9 pentru 6

rânduriB ) *,C pentru două rânduriB ) *, pentru un rând!

Dacă temperatura mediului $nconurător este diferită de 78o+ $ncărcările

admisi%ile date $n ta%elul 6!6 se corectează cu un coeficient 9 ) pentrutemperaturi 9 78o +, 9) pentru temperatura 9 78o + si 9) pentrutemperaturi 9 78o + ! În ta%elul 6!7 sunt date valorile coeficientului decorecţie pentru recalcularea sarcinilor admisi%ile $n funcţie de temperaturamediului am%iant!

5entru consumatorii care funcţionează $n regim de scurtă durată sauintermitent de scurtă durată $ncălzirea ca%lurilor este mai mică decât $n regimulde lungă durată luat $n calcul la sta%ilirea $ncărcărilor admisi%ile din ta%elul 6!6!+a urmare la calculul ca%lurilor se introduc coeficienţi de corecţie care permitmaorarea $ncărcării admisi%ile pentru regimurile de scurtă durată i intermitent

de scurtă durată! În ta%elul 6!8 se dau valorile acestor coeficienţi $n funcţie deregimul de lucru pentru ca%lurile cu $nveli din tresă metalică i fără tresămetalică!

$a=elul 1/, &alorile coe.icientului de corectare pentru temperatura mediului am=iant

Nr/crt/

$emperaturalimită a

conductoruluiCo

Coe.icienţii de corecţie pentru temperaturamediului am=iant

68o+ 7* o+ 78 o+ 8* o+ 88 o+ 9* o+ 98 o+ A* o+ A8 o+ C*o+

C8o+



Nr/crt/

$emperaturalimită a

conductoruluiCo

Coe.icienţii de corecţie pentru temperaturamediului am=iant

68o+ 7* o+ 78 o+ 8* o+ 88 o+ 9* o+ 98 o+ A* o+ A8 o+ C*o+

C8o+

) 9* ),3 ),)8 ),** *,C3 > > > > > > >3 98 ),)3 ),33 ),** *,CA *,A) > > > > > >6 A* ),)C ),6 ),** *,C *,AA *,96 > > > > >7 A8 ),)8 ),*C ),** *,) *,C3 *,A) *,8C > > > >8 C* ),)6 ),*A ),** *,6 *,C8 *,A9 *,98 *,86 > > >9 C8 ),)3 ),*9 ),** *,7 *,CA *,A *,A) *,9) *,8* > >A * ),) ),*8 ),** *,7 *,CC *,C3 *,A7 *,9A *,8C *,7

A >

C 8 ),) ),*8 ),** *,8 *,C *,C7 *,AA *,A) *,96 *,88

*,78

$a=elul 1/2 Coe.icienţii de corecţie pentru ca=lurile :i conductoarelor cu 0nveli: metalic :i .ără 0nveli: metalic

"ecţiuneanominală aconductoruluimm)

egim intermitentde scurtă

DA ,*K

Funcţionare de scurtă durată

1* min/ 3* min/

) 3 6 7

),8 ),37 ),* ),*9 ),*9 ),*9 ),*93,8 ),39 ),* ),*9 ),*9 ),*9 ),*9

3,8 ),3A ),6 ),*9 ),*9 ),*9 ),*97 ),6* ),)7 ),*9 ),*9 ),*9 ),*99 ),66 ),)A ),*9 ),*9 ),*9 ),*96 ),69 ),3) ),*C ),*9 ),*9 ),*9)9 ),7* ),39 ),* ),*9 ),*9 ),*938 ),73 ),6* ),)3 ),*A ),*9 ),*968 ),77 ),66 ),)7 ),*A ),*A ),*98* ),79 ),6A ),)A ),*C ),*C ),*9

A* ),7A ),7* ),3) ),* ),* ),*98 ),7 ),73 ),38 ),)3 ),)) ),*A

)3* ),8* ),77 ),3C ),)7 ),)3 ),*A)8* ),8) ),78 ),63 ),)A ),)7 ),*)C8 > ),69 ),3* ),)9 ),*37* > ),7) ), 37 ),)C ),66** > ),79 ),3C ),3* ),)3

Notă: +ifrele din stânga sunt pentru ca%lurile cu $nvelimetalic iar cele din dreapta , fără $nveli metalic!

După alegerea secţiunii ca%lului $n funcţie de $ncălzire "$ncărcarea admisă# secalculează căderea de tensiune i se verifică $nscrierea acesteia $n limita admisă!



+onform prevederilor regimului de clasificare pierderea de tensiune pe ca%lurilecare leagă generatoarele cu ta%loul principal de distri%uţie nu tre%uie sădepăească )O din tensiunea nominală iar pierderea de tensiune $ntre %arele -5Di orice punct al instalaţiei, $n condiţii normale de lucru, nu tre%uie să depăească

9O din tensiunea nominală! 5entru consumatorii alimentaţi din %aterii cutensiunea nominală până la 8*2 această limită poate fi mărită până la 6O! Încircuitele felinarelor de navigaţie poate fi redusă limita pierderii de tensiune $nscopul asigurării caracteristicii de iluminare necesară!

+a%lurile prin care se alimentează electromotoarele de curent alternativ cu pornire directă tre%uie să fie calculate astfel $ncât căderea de tensiune la %arelemotorului electric, $n momentul pornirii, să nu depăească 38O din tensiuneanominală!

5entru reţelele de curent continuu pierderea de tensiune se determină curelaţia:

3IR 3I l

>

conductivitatea cuprului! /a temperatura mediului 98o+ . 7C mmm

3 !1

Relaţia 6!C poate fi sta%ilită i $n funcţie de putere, astfel:

3!5l)*8

& & 3n . s O "6!#

unde: 5 I&n )*6 este puterea $n L, transmisă pe o porţiune de reţea! În

cazul $n care magistrala de alimentare se compune din mai multe porţiuni $n serie"figura 6!7#, atunci pierderea de tensiune se determină cu relaţia:

& 3sI)).l) 3sI3.l3!!!! 3sIn.ln )** O 3)** n Ii slii

& & 3 n n n .i ) "6!)*#

unde: I),I3 ,!!!In > sunt curenţii consumatorilor alimentaţi de magistrală!

& )**O & 3n .

)**O

& n

$n care:I curentul de sarcină, 1R rezistenţa unui conductor, 1 &n tensiunea nominală a reţelei, 2l lungimea ca%lului, m s secţiuneaconductorului, mm3

"6!C#



l),l3 ,!!!ln > lungimile porţiunilor de magistrală s),s3

,!!!sn > secţiunile ca%lurilor de alimentare!

În reţelele de curent alternativ, pentru consumatorii cu factorul de putere

diferit de unu, calculul pierderilor de tensiune se face cu luarea $n considerareatât a rezistenţei cât i a reactanţei ca%lului! În figura 6!8 se prezintă diagramafazorială de determinare a pierderii de tensiune pentru o linie monofazată avândsarcina I i factorul de putere cos !

Fig/ 1/, Magistrală de alimentare

Fig/ 1/2 Diagrama .a#arială de determinare a pierderii de tensiune pe o liniemono.aată de curent alternativ

5e diagramă cu &) si & 3 sunt notaţi fazorii tensiunilor de la $nceputul i de

la sfâritul liniei de alimentare!Dacă r i 4 sunt rezistenţa i reactanţa ca%lului de alimentare, atunci căderea

de tensiune pe rezistenţă este 3Ir , iar căderea de tensiune pe reactanţă este

fazorul 3I4 orientat perpendicular pe direcţia fazorului I !+ăderea de tensiune & este egală cu suma geometrică a căderilor de

tensiune pe rezistenţă i pe reactanţă, adică:

& &) &3 3Ir 3I4

"6!))#

pre deose%ire de căderea de tensiune, pierderea de tensiune reprezintădiferenţa aritmetică dintre tensiunile &) i &3! 1ceastă diferenţă este reprezentată

pe diagramă de segmentul de dreaptă 1F "pentru determinarea punctului F din



punctul * se trasează un arc de cerc cu raza egală cu &3 care intersectează fazorul&) $n punctul F#!

Ducând perpendiculare din punctele . i + pe dreapta '1 se o%servă cătensiunea la sfâritul liniei &3, egală ca mărime cu segmentul 'F, se poate

apro4ima ca mărime cu segmentul 'D!, 'F 'D! 1pro4imând1F1Drezultă:

DE 3Ircos si 1E 3I4sin

i se poate scrie:

& &) &3 3I rcos 4sin "6!)3# sau $n procente:

& &) &3 )**O 3I"rcos

4sin#)**O & n & n

"6!)6#

Relaţia "6!)6# e4primă pierderea de tensiune $n curent alternativ monofazat!5ierderea de tensiune pe fiecare fază $n sisteme de curent alternativ trifazat sedetermină cu relaţia se determină cu relaţia:

&l 6I"rcos 4sin#)**O

&ln

"6!)7#

După determinarea pierderii de tensiune se compară rezultatul o%ţinut cuvaloarea admisi%ilă! Dacă valoarea pierderii de tensiune este su% limita admisă,ca%lul se consideră %ine ales! În cazul $n care este depăită limita admisă se alegeca%lul cu secţiunea imediat superioară i se repetă calculul până la realizarea unei

pierderi de tensiune pe ca%lu mai mică sau cel mult egală cu limita admisi%ilă!

1/, $a=louri de distri=uţie a energiei electrice/

-a%lourile de distri%uţie a energiei electrice reprezintă construcţii metalice $ncare se montează aparate de conectare, reglare, măsură, protecţie i semnalizare!

+orpul ta%loului are carcasă i capac care asigură protecţia oamenilor laatingerea părţilor conductoare de curent! E4ecuţia ta%loului, $n funcţie de locul $ncare este amplasat pe navă, poate fi proteată la picături, proteată la stropi sauermetică!

1paratele de măsură se montează la $nălţimea de ),8 ),C faţă de nivelul punţii, mânerele $ntrerupătoarelor la $nălţimea ma4imă ),C m i minimă *,6 m denivelul punţii, secţiunea minimă a conductoarelor de cone4iuni este de *,8mm3,distanţa $ntre părţile conductoare fără izolaţie tre%uie să fie 9 la )3 mm pentrutensiuni până la 8**2!



Tabloul principal de distribuţie, -5D are de regulă o lungime de câţiva metri!5entru monta se realizează pe secţii i anume: generatoare, distri%uţie, comandă,alimentare de la mal!

Numărul secţiilor generatoare este egal cu numărul generatoarelor! Numărul

secţiilor de distri%uţie este determinat de numărul $ntrerupătoarelor automate dealimentare a liniilor conectate direct la -5D! În compunerea -5D se prevede $nunele cazuri, o secţie de comandă i o secţie de alimentare de la mal!

ecţiile generatoarelor sunt destinate pentru controlul parametrilor electrici, protecţie i comandă a distri%uţiei energiei electrice de la %arele -5D laconsumatorii conectaţi direct la -5D sau la ta%louri secundare de distri%uţie, -D!

ecţia alimentării de la mal este destinată pentru controlul, protecţia icomanda alimentării cu energie electrică de la mal! De asemenea, $n anumitesituaţii, prin aceiai secţie se poate transmite energie electrică de la -5D laconsumatori aflaţi la mal!

Fig/ 1/ 3 &ederea generală a unui $-D

ecţiile generatoare se dispun de regulă la milocul -5D! În cazul $n care sefolosete o secţie de comandă, aceasta se instalează $n centru având de o parte ide cealaltă parte dispuse secţiile generatoare! ecţiile de distri%uţie se află $nstânga i $n dreapta generatoarelor! ecţia de alimentare de la mal ocupă deregulă una din e4tremităţile -5D! c(eme structurale ale -5D sunt prezentate $nfigurile )!7 i )!8! În figura 6!9 se prezintă o vedere generală a unui -5D!

5e secţiile generatoarelor se montează aparate de măsură pentru controlulcurentului, tensiunii, frecvenţei i puterii o%ţinute de la generator, $ntrerupătorulautomat de cuplare a generatorului la %are, aparate care asigură protecţia



generatorului "scurtcircuit, suprasarcină, putere inversă, protecţie diferenţială lascurtcircuite interioare!# De asemenea se montează comutatoare pentru reglareafrecvenţei i pentru alimentarea e4citaţiei generatorului de la o sursă de curentcontinuu, aparatul pentru sincronizare automată i lămpile de sincronizare

menţinute ca rezervă pentru sincronizarea manuală!1mpermetrele generatoarelor se conectează prin comutator care asigură

măsurarea curenţilor pe cele trei faze! 2oltmetrele cu comutator de asemenea permit măsurarea tensiunilor de linie i de fază! &neori pe secţiile generatoarelor se montează i câteva $ntrerupătoare automate pentru alimentare unor consumatori de putere mare!

5e secţia alimentării de la mal se montează $ntrerupătorul automat pentrucuplarea alimentării, aparate pentru controlul sarcinii, tensiunii i frecvenţei! Deasemenea se montează un aparat pentru controlul succesiunii fazelor astfel $ncâtla cuplare succesiunea fazelor alimentării de la mal să fie aceeai cu cea a

centralei electrice a navei!ecţiile de distri%uţie sunt ec(ipate de regulă cu siguranţe cu mare putere derupere , M5R, i $ntrerupătoare automate care asigură cuplarea la -5D aalimentării consumatorilor individuali sau a ta%lourilor secundare de distri%uţie,-D! Întrerupătoarele automate sunt acţionate manual i presupune intervenţiaoperatorului pentru cuplarea i decuplarea consumatorilor!

' altă variantă de ec(ipare a plecărilor din -5D este realizată su% forma unor %locuri pentru fiecare circuit de plecare ec(ipate fiecare cu siguranţe, contactor,relee termice, %utoane de comandă i lămpi de semnalizare! 1cest sistem ocupămai mult spaţiu $n -5D dar prezintă avantaul că permite conectarea i

deconectarea consumatorilor atât local, de la -5D, cât i de la distanţă! 5entruiluminare, $n afara iluminării generale din compartiment, se prevede iluminatullocal de la %arele -5D!

Tablouri de distribuţie

5entru a reduce numărul plecărilor din -5D i pentru scurtarea traseelor deca%luri se utilizează ta%louri de distri%uţie care primesc alimentarea de la -5D icare la rândul lor alimentează un grup de consumatori! De regulă consumatoriiconectaţi la un ta%lou de distri%uţie sunt $n apropierea acestuia! 5e navele cumulţi consumatori, ta%lourile de distri%uţie sunt astfel organizate $ncât asigurăalimentarea consumatorilor de acelai fel "ta%lou ventilaţie, ta%lou pompe !a!#!

În sistemele electroenergetice navale se folosesc ta%louri de distri%uţie $ncare plecările spre consumatori pot fi ec(ipate cu: siguranţeB siguranţe i$ntrerupătoareB $ntrerupătoare automateB siguranţe, contactoare i relee termice!În figura 6!A se prezintă sc(emele de principiu ale acestor variante!



Fig/ 1/4 "c;eme de principiu ale ta=lourilor de distri=uţie acu siguranţe> = cu siguranţe :i 0ntrerupătoare>c cu 0ntrerupătoare automate> d cu siguranţe contactoare :i relee termice

/a alegerea tipului de ta%louri de distri%uţie se au $n vedere condiţiileconcrete ale sistemului electroenergetic: selectivitatea protecţiei, posi%ilitatea dedeconectare a aparatelor, $mpărţirea reţelei, necesitatea centralizării comenzii,

depărtarea ta%lourilor de distri%uţie de consumatorii de energie electrică, preţ decost, ga%arite, masă, !a!

-a%lourile de distri%uţie se $mpart de asemenea $n monofazate, trifazate, decurent continuu i de curent alternativ pentru diferite tensiuni! +onstrucţiata%lourilor cunoate o largă diversificare! În prezent, pentru ta%louri dedistri%uţie s>a realizat o gamă largă de cutii tipizate care permit aranarea oricăruita%lou pentru orice ga%arit i configuraţie!

Alegerea aparatelor electrice

iguranţa funcţionării sistemelor electroenergetice navale depinde dealegerea corectă a aparatelor electrice din compunerea sistemului!

1paratele electrice, $n funcţie de sc(ema adoptată pentru sistemul energetic,se aleg din cataloagele firmelor furnizoare! 1vând $n vedere condiţiile specificee4istente la %ordul navelor este o%ligatoriu ca pentru toate ec(ipamenteleelectrice alese să e4iste precizarea că sunt $n e4ecuţie navală, adică construcţia i$ncercările la care au fost supuse sunt avizate de registrul de clasificarea navelor i $ndeplinesc condiţiile privind: temperatura mediului, umiditate, $nclinare delungă durată i de scurtă durată, vi%raţii, !a!

-ipul constructiv al aparatului se alege $n funcţie de locul de instalare penavă! Dacă aparatul se montează $n ta%lou, pupitru, !a!m!d! atunci el poate fi $n



e4ecuţie desc(isă iar, dacă se instalează individual, atunci aparatul tre%uie să ai%ăun $nveli e4terior "corp# $n dependenţă de locul de instalare pe navă!

1legerea aparatelor se face $n funcţie de caracteristicile lor te(nice de %ază:felul curentului, frecvenţa, tensiunea i curentul nominal! 5entru alegerea

oricărui aparat este necesar să se $ndeplinească două condiţii:

&n 0 &serv "6!)8#

In 0 Iserv "6!)9#

unde: & n ,In > corespund tensiunii i curentului nominal!

&serv! ,Iserv > tensiunea i curentul de serviciu "de lucru# al aparatului $n sc(ema

de conectare dată!

5rima condiţie este necesară pentru a evita deteriorarea izolaţiei electrice aaparatului, iar a doua condiţie este necesară pentru a evita $ncălzirea aparatului

peste limitele admise!-ensiunea i curentul de serviciu "de lucru# se determină pe %aza calculului

sc(emei electrice $n care este montat aparatul electric!-ensiunea i curentul nominal sunt caracteristici te(nice ale aparatelor i sunt

date $n catalogul firmei furnizoare!/a alegerea aparatelor electrice, $n afara condiţiilor general vala%ile, "relaţiile

6!)8 i 6!)9#B este necesar să se ai%ă $n vedere i datele specifice de lucru alefiecărui aparat!

/a alegerea siguranţelor se $ncepe cu alegerea curentului nominal alfuzi%ilului! În cazul folosirii siguranţelor pentru protecţia reţelelor de iluminat,$ncălzit, !a! fuzi%ilul se alege din condiţia:

Ifuzi%il 0 Iserv! "6!)A#

1tunci când siguranţele sunt folosite pe circuitul de alimentare a unui motor electric, alegerea fuzi%ilului se face după condiţia:

Ifuzi%il 0 KIserv! "6!)C#

Dacă circuitul proteat cu siguranţe este folosit pentru alimentarea a nmotoare electrice, relaţia 6!)C devine:

n )

Ifuzi%il 0 K * Ii! KIserv! i )

"6!)#



n )

unde:K * Ii > suma curenţilor de serviciu ai motoarelor electrice "fărăi )

unul care are curentul cel mai mare# cu luarea $n calcul acoeficientului de simultaneitate , K *!Iserv > curentul de serviciu "de lucru# al motorului electric care se

pornete!K > factor care ia $n considerare regimul de pornire al motoruluielectric!

2aloarea factorului K pentru motoare electrice de curent continuu i motoareasincrone fazice care folosesc reostat de pornire este:

> K) pentru puteri mici i medii >K),8 pentru puteri mari!

5entru motoarele asincrone cu rotor $n scurtcircuit cu pornire directă, pentrufactorul K se adoptă următoarele valori:

> K3,8 pentru motoare cu pornirirare i durata acceleraţiei 8>6s >K6 pentru motoare cu porniridese i durata acceleraţiei până la7*s! După alegerea fuzi%ilului sealege tipul constructiv desiguranţă i după aceea se verificăcapacitatea de rupere $n situaţia

producerii unui scurtcircuit!

-ipurile constructive de siguranţese deose%esc $ntre ele $n funcţie devaloarea ma4imă a curentului

pentru fuzi%il i capacitatea derupere!

2erificarea siguranţei la capacitatea de rupere $n cazul producerii unuiscurtcircuit se face din condiţia:

ioc !calc! ioc !admis "6!3*#

unde: ioc! calc! > este valoarea calculată a curentului de oc la scurtcircuit!

ioc admis > valoarea admisă a curentului de scurtcircuit pentru tipul desiguranţă aleasă "se o%ţine din catalog#!

Alegerea 0ntreruptoarelor automate se face asemănător cu alegereasiguranţelor!

/a $nceput se alege curentul nominal! De e4emplu tipul de $ntrerupător automat &'/ 6* este realizat pentru o gamă a curenţilor nominali de la câţivaamperi până la 6*1! 1legerea curentului nominal se face cu respectarea condiţiei



:

In 0Iserv "6!3)#

$n care: In curentul nominal al aparatuluiIserv curentul de serviciu determinat din sc(ema calculată

După alegerea curentului nominal se sta%ilete valoarea corespunzătoare pentru curentul de declanare $n zona scurtcircuitului astfel $ncât să se e4cludădeclanarea falsă a $ntrerupătorului automat la ocul curentului de pornire, dupăcondiţia:

Idecl!s!c! 0),3I p!motor "6!33#

unde: Idecl!s!c! curentul de deconectare la scurtcircuitI p!motor curentul de pornire al motorului electric!

5entru protecţia la suprasarcină este necesar să se regleze caracteristicatimpcurent a $ntrerupătorului automat pentru un timp care depăete de 3 6 oritimpul de pornire al motorului electric "de regulă durata acestuia se consideră3s#!

În continuare se verifică capacitatea de rupere a $ntrerupătorului automat,după relaţia:

isoc!calc! i

soc!admis

"6!36#

I!calc!

I!admis

"6!37#

unde: ioc!calc!> curentul de oc la scurtcircuit "rezultat din calculul reţelei# ioc!admis > valoarea admisă a curenţilor de oc "după catalog# Icalc >valoarea efectivă de calcul a curentului de scurtcircuit

Iadmis > valoarea efectivă admisă de aparat $n momentul apariţiei arculuielectric!

Contactoarele ca aparate de comandă de la distanţă pentru conectarea ideconectarea circuitelor electrice, sunt folosite, de asemenea, frecvent $nsistemele electroenergetice navale! /a alegerea contactoarelor, pe lângă altecriterii, se are $n vedere numărul contactelor normal $nc(ise i normal desc(ise,

principale i au4iliare, necesare pentru sc(ema dată! În funcţie de valoareacurentului de rupere sunt contactoare cu i fără dispozitive de stingere a arcului!



În primul caz contactorii pot asigura ruperea curenţilor a căror valoare poatedepăi de 6 ori valoarea nominală!

-ornitorii magnetici sunt de asemenea folosiţi pe scară largă la nave pentru pornirea, oprirea, protecţia la suprasarcină i scurtcircuite a motoarelor electrice

asincrone $n scurtcircuit! 1legerea tipului i mărimii pornitorului magnetic este$n dependenţă de tensiunea i puterea motorului electric!

/a alegerea aparatelor de măsură tre%uie să se ai%ă $n vedere poziţia de lucru"orizontală sau verticală#, clasă de precizie, destinaţia, e4ecuţia constructivă idomeniul de măsură! cala ampermetrelor, Saltmetrelor, tre%uie să depăeascăvaloarea nominală măsurată cu )3* )8*O iar pentru voltmetre cu )3*O!Împreună cu aparatul de măsură se aleg unturile sau transformatoarele demăsură!

-oate aparatele de măsură sunt realizate pentru a suporta suprasarcini mari descurtă duratăB de e4emplu ampermetrele suportă un oc de 6 ori valoarea

nominală a curentului timp de 8 secunde! De aceea, pentru aparatele de măsură,nu reprezintă un pericol curenţii de pornire sau de scurtcircuit!

$!"$ D! A'$(!&A%'A!

+/ 5entru alegerea oricărui aparat este necesar să se $ndeplinească condiiile:

a# In IservB f n f servB

%# &n &servB cosn cosservBc# &n &servB In Iserv!

)/ 5ierderea de tensiune pe fiecare fază $n sisteme de curent alternativ trifazatse determină cu relaţia se determină cu relaţia:

a# & 3&IR n )**O 33Il

)**O & n .

%# &l 6I"rcos 4sin#)**O&ln

c# & &) &3 3I rcos 4sin

%'CA! D! &!IFICA! E4plicai modul de alegere a siguranelor fuzi%ile pentru protecia lascurtcircuit a electromotoarelor!

8"-'N" %A $!"$'% D! A'$(!&A%'A! )! c#B 3! %#!



&nitatea de $nvăţare nr! 7AC7I(NA!A !%!C$IC8 A M!CANI"M!%( NA&A%! D!

-'N$!

C'-IN"7!) Rolul i elememntele principale ale instalaţiei de ancorare! Diagramele de

sarcină i alegerea electromotoarelor de acţionare!7!3 c(eme electrice de comandă cu controler a acţionării ca%estanelor de

ancoră $n curent alternativ7!6 c(ema electrică de comandă a acţionării ca%estanului de ancoră cu relee

i contactoare pentru motor asincron7!7 Regimul de funcţionare pentru vinciurile de $ncărcat! c(eme electrice de

comandă cu controler a acţionării vinciurilor de $ncărcat $n curentalternativ!

7!8 c(eme electrice de comandă a acţionării vinciurilor de $ncărcat"macarale# cu relee i contactoare pentru motoare asincrone!

(BI!C$I&!

> de a defini rolul i elementele principale ale instalaţiilor de punteB> de a e4plica funcţionarea instalaţiilor de punte, având date sc(emele

electrice de comandăB> descrierea elementelor componente ale sistemelor de acţionare electrică a

instalaţiei de ancorare> acostareB > de a enumera operaţiunile ce pot fi e4ecutate de instalaţiile de punteB> e4ploatarea, $ntreţinerea i verificarea instalaţiei de ancorare> acostare conform

normelor de predare la registru!

,/ Acţionarea electrică a instalaţiilor de ancorare legare:i remorcare



,/+ olul :i elementele principale ale instalaţiilor de ancorare

Instalaţia de ancorare are rolul de a asigura staţionarea sigură a navei $n diferite condiţii!/a staţionarea navei $n rade desc(ise sau $nc(ise, aceasta este supusă acţiunii forţei

datorate vântului, curenţilor marini i valurilor! 5entru a asigura menţinerea navei pe loc$n aceste condiţii este necesar ca să fie legată de sol cu o legătură fle4i%ilă care să>i

permită deplasări $n urul unui punct fi4! /egarea navei de sol se face cu autorul lanţuluide ancoră i al ancorei!

Instalaţia de ancorare se compune din următoarele elemente principale: ancore,lanţuri pentru ancore, mecanisme de transmisie, ca%estan sau vinci, motor electric dee4ecuţie i sistemul de comandă!

În figura 7!)! este prezentată dispunerea generală a instalaţiei de ancorare!/anţul ancorei are un capăt legat de ancoră ")#, iar celălalt capăt este legat de corpul

navei printr>o c(eie de $mpreunare! El se dispune de la ancoră prin nara "6#, stopa "7#care susţine ancora i lanţul, %ar%otina ca%estanului "8#, nara $n punte "9# i puţullanţului "A#! +a%estanul este pus $n micare de electromotorul "C# prin intermediultransmisiei "#! Între electromotor i mecanismul de transmisie se montează frânaelectromagnetică ")*#! Instalaţia de comandă a electromotorului se compune din:controlerul "))#, ta%loul cu contactoare i relee ")3# i cutia cu rezistenţe de pornire iregla "7#!

1ncorele care se folosesc frecvent sunt de două tipuri: ancore tip amiralitate iancore cu %raţ articulat! 1ncora tip amiralitate are mai mare putere de susţinere, $nsă se

preferă de o%icei celălalt tip de ancoră care are ga%arite mai mici, se dispune i sestrânge mai uor!

+a mecanisme pentru co%orârea i ridicarea ancorelor se folosesc ca%estanele sauvinciurile! +a%estanele au a4a %ar%otinei situată vertical i $ntregul mecanism detransmisie dispus su% puntea principală, iar vinciurile, spre deose%ire de ca%estane, aua4a orizontală i transmisia mecanică dispusă pe punte!

/anţul se aează pe %ar%otină care are la periferie locauri $n care intră complet o verigă alanţului, astfel ca la rotirea acesteia lanţul să fie tras la %ord!

-am%urul de manevră este destinat pentru strângerea parâmelor de legare! El are oformă concavă, pentru ca parâma care se strânge să nu cadă de pe el! 5e suprafaţatam%urului de manevră e4istă o serie de proeminenţe, numite nervuri, pentru ca parâmasă se aeze cât mai strâns pe acesta!



Fig/ ,/+/ Dispunerea generală a instalaţiei de ancorare

În figura 7!3! este prezentată sc(ema cinematică a ca%estanului de ancoră!

Fig/ ,/)/ "c;ema

cinematică a ca=estanului deancoră) > motor electricB3 > transmisie melc > roată melcatăB6 > a4B7 > %ar%otinăB8 > discuri de fricţiuneB9 > tam%ur de manevrăB A > frână

electromagnetică!

.ar%otina i tam%urul de acostare sunt cuplate cu a4ul "6# al ca%estanului prindiscurile de fricţiune "8#! Forţele de frecare i deci cuplurile transmise prin fricţiunea4ului ca%estanului se reglează cu autorul resorturilor, astfel $ncât să se evite aplicareaunor suprasarcini e4treme la a4ul electromotorului de acţionare a ca%estanului!

+ând forţa de apăsare pe discuri, creată prin tensionarea unor resorturi acţionate printr>un sistem mecanic de o roată, este nulă, tam%urul de manevră i %ar%otina semică li%er faţă de a4! 1ceastă manevră se e4ecută la fundarisirea ancorei, când su%acţiunea greutăţii proprii ancora se filează rotind %ar%otina i tam%urul $n gol!



5entru ridicarea ancorei se presează discurile "8# i %ar%otina va fi cuplată prinfricţiune cu a4ul "6#! Electromotorul de e4ecuţie ")# rotete a4ul "6# i $mpreună cuacesta se va roti %ar%otina "7#, virând lanţul ancorei la %ordul navei!

În figura 7!6! este reprezentată sc(ema cinematică a unui vinci de ancoră!

Fig/ ,/1/ "c;ema cinematică a vinciuluide ancoră

) > tam%urul demanevrăB 3 >

%ar%otinaB 6 >manon de cuplareB

7 > roată dinţatăB8 > transmisie melc > roată melcatăB

9 frânelectromagneticăBA > motor electricB

C > a4!

+uplul motorului electric se transmite prin transmisia melc > roată melcată "8#,roţilor dinţate "7# i a4ului "C#! 14ul "C# este cuplat printr>o legătură mecanică mo%ilă cu

%ar%otinele "3#! /egătura mo%ilă se realizează cu manoanele de cuplare cu came "6#,care se pot deplasa a4ial de>a lungul unor pene realizând cuplarea i decuplarea

%ar%otinelor "3# de a4ul "C#! +u autorul vinciului de ancoră se pot vira $n acelai timp

una sau două ancore! 1spectul general al unui vinci de ancoră este prezentat $n figura7!7!

Fig/ ,/,/ Aspectul general al vinciului de ancoră



Frâna electromagnetică prevăzută $n sc(emele cinematice e4ecută frânareamecanică a a4ului electromotorului $n a%senţa alimentării cu energie electrică! 1tuncicând electromagnetul frânei este alimentat se realizează de%locarea a4uluielectromotorului!

Frânele electromagnetice pot fi cu %andă sau sa%oţi! În prezent cunoate o largăutilizare frâna disc $nglo%ată $n construcţia electromotorului destinat pentru acţionareavinciurilor sau ca%estanelor!

În figura 7!8! se prezintă elementele componente ale frânei disc!

Fig/ ,/2/ Frâna disc

5rin %uca ")# se fi4ează pe a4ul electromotorului "3# discul "6# care se rotete

$mpreună cu acesta! istemul de prindere al discului "6# $i permite să se deplaseze a4ial!5e am%ele feţe ale discului este fi4at cu nituri materialul de fricţiune "7#! Discul este$nc(is $ntr>o carcasă turnată "8# fi4ată pe scutul electromotorului i care face corp comuncu partea fi4ă a electromagnetului! Electromagnetul este format din corpul turnat "9#,

%o%ina "A# i armătura mo%ilă cu disc "C#! În situaţia $n care %o%ina frânei nu estealimentată, armătura mo%ilă "C# su% acţiunea resortului "# presează discul mo%il "7#$ntre carcasa "8# i discul "C#, realizând frânarea mecanică a a4ului electromotorului! /aalimentarea electromotorului se alimentează concomitent i %o%ina frâneielectromagnetice! 1rmătura mo%ilă "C# este atrasă $nvingând acţiunea resortului "# i

prin aceasta a4ul electromotorului este eli%erat de acţiunea frânei mecanice!

,/) Forţele care acţionea#ă 0n lanţul de ancoră la =ar=otină pe timpulridicării ancorei

În figura 7!C! sunt prezentate poziţiile succesive ale navei i lanţului de ancoră petimpul ridicării ancorei! 5entru ridicarea ancorei, $n mod normal se e4ecută următoareleoperaţiuni:

)! $ragerea navei pe lanţ cu .orţă de tracţiune constantă

5e durata acestei operaţiuni ca%estanul "vinciul# trage lanţul de ancoră cu o forţă detracţiune constantă până la ridicarea ultimei verigi aezată li%er pe fund! Nava sedeplasează spre locul de fundarisire a ancorei, iar forma lănţiorului rămâne



nesc(im%ată! Forţa de tracţiune $n lanţ la %ar%otină este dată de e4presia "7!)C#! Negliând valoarea b $n comparaţie cu i ţinând seama de frecările $n nară se o%ţinee4presia forţei $n lanţ la %ar%otină pentru prima etapă:

T * l 3 3 "7!)#

3nar6 $n care nar6 7,8 7,9

reprezintă randamentul narei de ancoră!

/a sfâritul operaţiunii lanţul ocupă poziţia **

)Q "fig! 7!9!#!

3! Aducerea navei deasupra ancorei

Nava continuă să fie trasă spre locul de fundarisire a ancorei! Forma lănţiorului sesc(im%ă continuu i odată cu aceasta forţa de tracţiune $n lanţ crete continuu, iar electromotorul este solicitat să dezvolte cupluri din ce $n ce mai mari! /a sfâritul

acestei etape lanţul ocupă poziţia * *)QQ !

Forţa de tracţiune crete liniar faţă de forţa constantă din prima etapă, aungând până lavaloarea de smulgere a ancorei!

6! "mulgerea ancorei de pe .und

Forţa necesară smulgerii ancorei de pe fund nu poate fi determinată teoretic,$ntrucât ea depinde de mai mulţi factori care nu pot fi introdui $n calcule! e consideră

practic că forţa de smulgere a ancorei este egală cu de 3 ori greutatea ancorei!

$ despr /: "7!3# $n care : este greutatea ancorei!

Fig/ ,/3/ -o#iţiile succesive ale navei :i lanţului de ancoră la ridicarea ancorei

/a această alegere s>a avut $n vedere faptul că, $n general, desprinderea ancorei seface cu autorul inerţiei navei sau $n cazuri deose%ite, operaţiunea este autată demicarea elicei!

Din cele prezentate rezultă că forţa totală de tracţiune $n lanţ, $n momentul desprinderii, pecare tre%uie să o dezvolte motorul electric este:



l

T ** 7/: : ; :8"7!6#

nar6

$ncare:

: 5o<el 5ap6 8977 =7/> 7,98 "7!7#

5o<el 8977

reprezintă coeficientul de micorare a masei $n apa de mare!

7! idicarea ancorei suspendată li=er

Imediat după smulgere, forţa de tracţiune $n lanţ la %ar%otină va fi:

l "7!8#

T *** : ; :

nar6 5e timpul acestei etape forţa de tracţiune scade continuu pe măsură ce se virează lanţul de ancoră la %ord, fiind egală la sfâritul operaţiunii cugreutatea ancorei aunsă la suprafaţa apei:

l

T *? :: "7!9#

nar6

8! $ragerea ancorei 0n nară

5e măsură ce ancora intră $n nară forţa de tracţiune crete ca urmare a măririi

coeficientului de frecare, fiind către sfâritul operaţiunii egală cu =,/ =,/> T *? ! În

figura 7!A! este reprezentată variaţia forţei de tracţiune $n lanţ la %ar%otină $n funcţie delungimea lanţului $n cazul ridicării ancorei de la adâncimea normală de ancorare!

Fig/ ,/4/ 9ra.icul T f l i 0n regim normal

În afara regimului normal de ridicare a ancorei e4aminat mai sus, mai e4istă i unaa zis regim de avarie, adică regimul $n care filarea ancorei a fost efectuată la oadâncime care depăete lungimea totală a lanţului de ancoră! +u toate că $n acest regim



lipsete operaţiunea de smulgere a ancorei, el poate reprezenta, $n cazul $n care lanţul deancoră este foarte lung, o solicitare mai mare a electromotorului $n comparaţie curegimul normal! 2aloarea tracţiunii $n lanţ la %ar%otină la $nceputul regimului de avarieeste: l

T "n : @; : "7!A#

nar6

iar la sfâritul regimului este:

T fin T *? "7!C#

0raficul T f l i pentru regimul de avarie este prezentat $n figura 7!C!

Fig/ ,/5/ 9ra.icul T f l i 0n regim de avarie

,/1/ Diagramele de sarcină pentru motorul electric de acţionare Electromotorului

de acţionare i se cere să facă faţă am%elor regimuri posi%ile!

Forţele care acţionează $n mecanism la co%orârea ancorei nu influenţează alegereaelectromotorului! 1ncora se lasă de o%icei su% acţiunea propriei greutăţi i a lanţului!Iniţial electromotorul poate fi pornit $n sens de filareH a lanţului pentru a auta laeli%erarea mecanismului, după care se deconectează a4ul de conducere a ca%estanului ico%orârea ancorei se e4ecută cu frânare mecanică!

Diagramele reprezentate $n figurile 7!A! i 7!C! reprezintă variaţia forţei de tracţiune

$n lanţ la %ar%otină pentru regimurile normal i de avarie, la ridicarea ancorei!

Momentul de rotaţie la %ar%otină este:

T Db "7!#

1 b /

$n care Db este diametrul %ar%otinei!.ar%otinele au de regulă pe circumferinţă 8 locauri pentru lanţ, iar pasul lanţului sau

lungimea unei verigi este de Cd ! De aici rezultă că:

Db =0,8d "7!)*#

$n care d este cali%rul lanţului!Momentul la a4ul electromotorului se determină luând $n considerare pierderile din

transmisie i raportul de transmisie, rezultă:



1 b "7!))#

1 i i

$n care:

i 7,A/ 7,9/ randamentul transmisiei mecanice a acţionării! 2alorileinferioare corespund mecanismelor cu melc>roată melcată cu autofrânare, iar limitelesuperioare pentru transmisii cu roţi cilindrice fără autofrBnare- i )**>3** raportul detransmisie! 2aloarea se alege din considerente de alegereoptimă a turaţiei electromotoarelor de acţionare!

Din cele e4puse rezultă că se pot calcula cuplurile la a4ul electromotorului pentru fiecareetapă a regimurilor de ridicare a ancorei!

5entru a o%ţine diagrama de sarcină la a4ul electromotorului, 1 f t , este necesar să se

determine duratele de funcţionare ale electromotorului pe etape, astfel:



)!

-ragerea navei pe lanţ:

"7!)9#t > @nini n fin

Db

/

5entru calculul timpilor, turaţiile n= , n/ , n0 , nA , nin , n fin se determină din caracteristica

mecanică a electromotorului i corespund valorilor cuplurilor la a4ul electromotorului pentru etapele corespunzătoare!

În figura 7!! este reprezentată diagrama de sarcină a acţionării electrice pentrumecanismele de ancorare!

Mecanismele de ancorare>legare, pentru categoria de nave $ntâlnite cel mai frecvent$n e4ploatare, se $mpart $n )3 modele, funcţie de cali%rul lanţului i forţa de tracţiune $n

parâmele de legare i $n 6 grupe corespunzător vitezei de ridicare a lanţului sau tragere a parâmelor de legare! emnificaţia grupelor este următoarea:

l

t = = i

Db n=

3! 1ducerea navei deasupra ancorei:

=t / n= in/

Db

/

6! mulgerea ancorei! Durata repausului su% curent:

t 0 7,>= minut

7! Ridicarea ancorei:

t A n0i nA

Db

/8! Ridicarea ancorei $n regim de avarie:

"7!)3#

"7!)6#

"7!)7#

"7!)8#



Fig/ ,/6/ Diagramele de sarcină a acţionării electrice pentru mecanismele de ancorare

a E regim normal> = E regim de avarie

,/, Motoare electrice pentru acţionarea ca=estanelor @vinciurilor deancorare legare :i remorcare

Navele electrificate $n curent alternativ folosesc pentru acţionarea mecanismelor deancorare motoarele asincrone!

'%ţinerea caracteristicilor mecanice de tip moale este dificilă $n cazul motoarelor electrice de curent alternativ având $n vedere că motorul asincron prin construcţie are ocaracteristică mecanică rigidă!

1ceastă pro%lemă a fost rezolvată foarte %ine de firma iemensH "L# prinutilizarea unui motor asincron cu rotor %o%inat i cu comutaţia numărului de poli!+aracteristicile mecanice o%ţinute sunt prezentate $n figura 7!))!

Fig/ ,/++/ Caracteristicilemecanice ale acţionării 0ncurent alternativ o=ţinutede .irma L"iemens” @""G

5e treapta superioară de viteză, caracteristica mecanică A, motorul are 7 poli ceea cecorespunde turaţiei sincrone de )8**rotmin i rotorul este $n scurtcircuit! 5e aceastătreaptă superioară motorul asigură un cuplu de valoare *,3Mn!

5e treptele următoare se comută numărul de poli de la 7 la C, turaţia sincronăcorespunzătoare este A8* rotmin i motorul asincron funcţionează cu rotorul %o%inat!



+aracteristica mecanică 9 corespunde caracteristicii mecanice naturale a motoruluiasincron cu rotor %o%inat!

În continuare, prin introducerea unor rezistenţe $n circuitul rotorului se o%ţincaracteristicile artificiale 8, 7, 6, 3 i )!

Motorul asincron astfel realizat asigură pentru acţionarea electrică viteza normală"caracteristica mecanică 9# pentru tragerea navei pe lanţ cu limitarea momentului derepaus su% curent până la 3,8Mn i su% această limită prin utilizarea caracteristicilor artificiale $n etapa de smulgere a ancorei!

În continuare se asigură viteze mari de ridicare a ancorei după smulgere"caracteristica mecanică A# i viteze mici la intrarea ancorei $n nară "caracteristicamecanică )#!

' asemenea soluţie rezolvă pro%lema o%ţinerii caracteristicilor mecanice optime pentru acţionare, $n sc(im% complică construcţia motorului asincron! Rotorul acestuimotor este de construcţie specială, tip K!

Motoarele asincrone cu rotorul $n scurtcircuit cu mai multe viteze cunosc o largărăspândire $n acţionarea mecanismelor de ancoră deoarece sunt simple, rezistente i uor de e4ploatat! 1stfel de motoare se folosesc $n prezent pentru puteri până la C8L i aude regulă trei viteze corespunzător numărului de poli 3p 7C)9! 2iteza medie, 3p C,corespunde caracteristicii mecanice naturale i realizează $nvingerea cuplurilor desarcină mari pe timpul tragerii navei pe lanţ i smulgerii ancorei sau pentru tragerea

parâmelor de legare când sarcina are valori mari! 2iteza mică, 3p )9, este utilizată, deregulă, pentru tragerea ancorei $n nară!

5entru puteri mici ale instalaţiei de ancorare sau manevră se folosesc i motoareasincrone $n scurtcircuit cu două viteze! De regulă, se recomandă să se foloseascămotoare asincrone cu rotorul $n scurtcircuit cu 3 viteze, pentru puteri ale instalaţiei $n

limitele 3 > )*L i motoare asincrone cu rotor $n scurtcircuit cu trei viteze pentru puteri $n limitele )* > 9*L i $n unele cazuri până la C8L!

Din cataloagele firmelor constructoare de electromotoare se alege un electromotor asincron trifazat cu rotorul $n scurtcircuit cu du%lă sau triplă comutaţie de poli, cu frânăelectromagnetică, destinate acţionării instalaţiilor navale de ancorare i legare de tipul 1FN!

,/2 "c;eme de comandă pentru acţionarea electrică a mecanismelor deancorare legare :i remorcare

,/2/+/ Clasi.icare/ $ipuri de protecţie electrică

c(emele electrice de comandă a acţionării mecanismelor de ancorare, legare iremorcare se clasifică astfel:

• sc(eme de comandă cu controlerB• sc(eme de comandă cu relee i contactoareB ; sc(eme de

comandă cu sistem generator>motorB• sc(eme de comandă cu tiristoare! În cele ce urmează se va face o

analiză succintă a acestor sc(eme!



a/ "c;eme de comandă cu controler

e utilizează, de regulă, pentru puteri mici, până la 3*L i prezintă avantaul căsunt simple, precise, au ga%arite i greutăţi reduse! e folosesc $n situaţiile $n carefrecvenţa pornirii instalaţiilor este mică, ceea ce este caracteristic pentru funcţionareainstalaţiei de ancorare! 5ornirea i reglarea vitezei necesită atenţie i pregătirecorespunzătoare din partea operatorului! 1ceste sc(eme nu pot asigura regimul delimitare automată a momentului pe timpul creterii sarcinii $n perioada de smulgere aancorei, pentru această limitare se cere intervenţia operatorului!

+ontrolerul de comandă se dispune $n apropierea electromotorului i mecanismuluiacţionat! +onectarea tensiunii de alimentare se face printr>un contactor de linie a cărui

%o%ină este alimentată atunci când controlerul se află pe poziţia zero! 1cest contactor are rolul de releu de tensiune minimă i $n acelai timp tot prin $ntreruperea %o%ineicontactorului acţionează i protecţia la suprasarcină!

=/ "c;eme de comandă cu relee :i contactoare

1ceste sc(eme sunt cele mai răspândite pe navele aflate $ne4ploatare!c(emele de comandă cu relee i contactoare asigură automat procesul de pornire,

reglarea turaţiei i protecţia electrică necesară electromotoarelor!5entru comandă se folosesc contactoare i relee dispuse $ntr>un dulap numit staţie

magnetică!+el mai frecvent se folosete pornirea automată a electromotoarelor $n funcţie de

timp! 5ornirea electromotoarelor $n funcţie de curent sau $n funcţie de tensiuneacontraelectromotoare este mai dificilă de aplicat din mai multe motive, dintre care

enumerăm: temperatura varia%ilă a mediului, fluctuaţia sarcinii, fluctuaţia căderilor detensiune ale reţelei!

+omanda acţionării electrice se realizează cu controler de comandă, de dimensiunireduse având $n vedere că $n circuitele de forţă comutările necesare sunt realizate princontactele contactoarelor, rolul controlerului fiind de a comanda $nc(iderea saudesc(iderea circuitelor de alimentare a %o%inelor contactoarelor! Regula este ca rotireamanetei controlerului $n sensul acelor de ceasornic "micarea spre dreapta# săcorespundă ridicării ancorei sau strângerii parâmei i $n sens invers co%orârii ancorei saufilării parâmei!

c/ "c;eme de comandă cu sistem generator E motor e folosesc pentru puteri mari ale instalaţiilor de ancorare, corespunzătoare unor cali%re

ale lanţului de ancoră care depăesc 7mm!1cest sistem asigură cele mai %une caracteristici mecanice: reglarea vitezei $n limite

largi, siguranţă deplină $n funcţionare, motiv pentru care sunt preferate pentru utilizări pe nave de pasageri!

5entru reducerea neaunsului privind mărirea puterii instalate s>a auns la soluţiarealizării unui singur convertizor motor>generator care poate fi cuplat pe rând cu maimulte agregate cu funcţionări asemănătoare i care nu lucrează simultan!



d/ "c;eme de comandă cu tiristoare

+omanda cu tiristoare a electromotorului de curent continuu reprezintă una dindirecţiile moderne de dezvoltare a acţionărilor electrice navale! 1cest sistem concureazăsistemul generator>motor din punct de vedere al realizării caracteristicilor mecanice!

5ro%lema care tre%uie rezolvată constă $n mărirea fia%ilităţii acestui sistem pentrucondiţiile de e4ploatare de la %ordul navelor!

istemul permite utilizarea motorului de curent continuu pe nave electrificate $n curentalternativ, cu toate avantaele sale privind caracteristicile mecanice!

În ceea ce privete protecţia electromotoarelor de acţionare a mecanismelor deancorare, legare i remorcare, conform regulilor de clasificare i construcţie a navelor maritime aceasta tre%uie să asigure:

• protecţia ma4imală de curentB• protecţia termică de suprasarcinăB

; protecţie pentru limitarea

sarciniiB ; protecţie minimalăde tensiune!

În continuare se prezintă rolul i modul $n care se realizează aceste protecţii $n sc(emeleelectrice!

a/ -rotecţia ma?imală de curent

5rotecţia ma4imală de curent acţionează la curenţii de scurtcircuit! 2alorile acestor curenţi depăesc de la câteva ori până la zeci de ori valoarea nominală a curentului!5entru a nu pune $n pericol electromotorul, protecţia $n acest caz tre%uie să acţionezeinstantaneu i să deconecteze alimentarea electromotorului!

5rotecţia ma4imală de curent se realizează cu relee electromagnetice al căror timpde acţionare este foarte mic, *,*8 > *,*C secunde! Reglarea curentului de anclanare seface $n limitele 3,38 > 6,8In "In > valoarea nominală a curentului#!

5entru motoare asincrone cu rotorul $n scurtcircuit releele electromagnetice pentru protecţia ma4imală de curent nu pot fi $ntre%uinţate $ntrucât ar putea acţiona la curenţiide pornire care depăesc de 7 > 9 ori valoarea curentului nominal! În cazul motoarelor asincrone cu rotor %o%inat se pot utiliza relee ma4imale de curent montate pe fazelerotorului!

=/ -rotecţia termică la suprasarcină 1ceastă protecţie acţionează la suprasarcină, adică la depăiri mici ale sarcinii

nominale, $n limitele ),) > ),38In! Întrucât suprasarcina poate fi suportată de motorulelectric un anumit timp fără pericol, protecţia tre%uie să acţioneze temporizat astfel $ncâtsuprasarcinile de scurtă durată, accidentale sau normale, cum ar fi perioada de pornire,să nu conducă la acţionarea protecţiei!

5rotecţia la suprasarcină se realizează cu relee termice sau $n ultimul timp sefolosesc termoelemente sau termorezistenţe montate pe $nfăurările motorului electric,$n interiorul acestuia!

Dacă suprasarcina este de durată i deci pune $n pericol integritatea motoruluielectric, $n această situaţie releele termice acţionează i deconectează motorul electric dela reţea!



c(emele de comandă prevăd posi%ilitatea ca $n situaţii deose%ite, de avarii, prinapăsarea pe un %uton să se anuleze acţiunea releelor termice i deci motorul electric să>icontinue funcţionarea $n suprasarcină pentru a face faţă situaţiei!

c/ -rotecţia pentru limitarea sarcinii

e realizează cu relee electromagnetice de curent reglate pentru a acţiona $n limitele ),8 >3In!

În acest caz la apariţia unei suprasarcini pe treptele de viteză superioară, prinacţiunea acestui releu se comută automat funcţionarea electromotorului pe altăcaracteristică mecanică corespunzătoare unei viteze mai mici! 1cest lucru la motoareleasincrone $n scurtcircuit se o%ţine prin comutarea $nfăurării statorice pentru un număr de poli mai mare iar la motoarele de curent continuu i motoarele asincrone cu rotor

%o%inat prin introducerea unor trepte de rezistenţă $n circuitul rotorului!5rin acest procedeu se face faţă suprasarcinii fără a deconecta electromotorul de la

reţea! 5entru ca releele electromagnetice de sarcină să nu acţioneze la curenţii de pornire, acestea se construiesc cu temporizare la acţionare!

d/ -rotecţia la tensiune minimă

5rotecţia la tensiune minimă acţionează la scăderea tensiunii su% *,8& n sau ladispariţia tensiunii de alimentare i se realizează cu relee electromagnetice! 5rinacţiunea acestor relee se scoate din funcţiune instalaţia! /a revenirea tensiunii dealimentare instalaţia nu funcţionează! Este necesară intervenţia operatorului carereaduce manual controlerul de comandă pe poziţia zero i astfel sc(ema este pregătită

pentru o nouă funcţionare!

,/2/)/ "c;eme electrice de comandă cu controler a acţionării ca=estanelor@vinciurilor de ancoră

Fig/ ,/+1/ Caracteristicile mecanice ale acţionării pentru sc;ema de comandă cucontroler



,/2/)/+/ Cu motor asincron 0n scurtcircuit @.igura ,/+,/

Elementele componente ale sc(emei reprezentate $n figura 7!)7 sunt:M > motor asincron $n scurtcircuit având pe stator trei $nfăurări construite pentru numărul

de poli 3p 7, C, )9B

+) > contactor de linieB

+3, +6 > contactoare pentru cuplarea $nfăurării de vitezăma4imăB m3 > transformator pentru alimentarea sc(emei decomandăB n), n3 > diode redresoareB

FE > frâna electromagneticăB

%")>)T# > %")3>)3T# > contactele controlerului de comandăB %)> %uton de avarieB

e) e7 > relee termice pentru protecţie la suprasarcinăB f >siguranţe fuzi%ile pentru protecţia sc(emei de comandă!

"ituaţia elementelor sc;emei la aplicarea tensiunii de la reţea/ /a aplicareatensiunii de la reţea, controlerul de comandă fiind pe poziţia zero, este $nc(is contactul

%")>)T# i va fi pus su% tensiune contactorul de linie +) care $i $nc(ide contactele pregătind sc(ema pentru funcţionare!

Funcţionarea/ 5e prima poziţie 2IR1H se desc(ide contactul %")>)T# i se $nc(idcontactele %"6>6T#, %"8>8T#, %"A>AT#, %")*>)*T#, %"))>))T# i %")3>)3T#! Motorul se

cuplează la reţea pentru succesiunea normală a fazelor, cu $nfăurarea corespunzătoarenumărului de poli 3p)9 i pornete cu viteza minimă!

5e poziţia 3 2IR1H se desc(id contactele %")*>)*T#, %"))>))T#, %")3>)3T# i se $nc(idcontactele %"C>CT# i %">T#! e $ntrerupe alimentarea $nfăurării 3p)9 i se alimentează$nfăurarea corespunzătoare pentru 3pC! 2iteza de rotaţie va fi viteza medie!

5e poziţia 6 2IR1H se $nc(ide $n plus contactul %"3>3T# care sta%ilete circuitul dealimentare a contactoarelor +3 i +6! 5rin contactele principale ale acestor contactoarese deconectează $nfăurarea de viteză medie i se conectează $nfăurarea de vitezăma4imă "3p7#! În paralel cu contactul %"3>3T# se $nc(ide contactul +3"9>C# deautomenţinere!

5e poziţia 7 se menţine viteza ma4imă, dar spre deose%ire de poziţia 6 pe această poziţiefuncţionează protecţia de suprasarcină!

Funcţionarea pe poziţiile FI/1H este aceeai, sc(ema fiind simetrică! Deose%ireaconstă numai $n faptul că $n locul contactelor %"6>6T#, %"8>8T# se $nc(id contactele

%"77T#, %"9>9T# prin care se inversează două faze ale tensiunii de alimentare i se o%ţine$n acest fel sc(im%area sensului de rotaţie!

-rotecţia/ Releele termice e), e3, e6, e7 asigură protecţia la curenţi ma4imali!5rotecţia acţionează prin contactele normal $nc(ise aflate $n circuitul de alimentare acontactorului de linie! /a desc(iderea unui contact al releelor termice se asigurădeconectarea motorului de la reţea prin contactorul de linie! .utonul %) are rolul de a

%loca acţiunea protecţiei $n anumite situaţii când este necesară menţinerea $n funcţiune a



acţionării pentru o durată scurtă de timp, cu riscul care e4istă $n ceea ce privetedistrugerea motorului dacă se prelungete peste o anumită limită timpul de anulare a

protecţiei!5rotecţia la sarcină este realizată de releul d montat $n circuitul $nfăurării de viteză

ma4imă "3p 7#!În situaţia $n care funcţionând cu viteza ma4imă, controlerul pe poziţia 7, apare o

suprasarcină care se menţine o anumită durată, acţionează releul d i prin desc(idereacontactului d"6>8# se $ntrerupe alimentarea contactoarelor +3, +6!



Fig/ ,/+,/ "c;ema electrică de comandă prin controler a acţionării ca=estanului +a

urmare se deconectează automat $nfăurarea de viteză ma4imă i se conectează $nfăurarea de

viteză mde ancoră cuedie! După trecerea perioadei de suprasarcină motor de curent

alternativ pentru a resta%ili concordanţa dintre poziţia controlerului i viteza motorului se



revine pe poziţia 3 sau 6 după cum se dorete menţinerea vitezei medii sau trecerea din nou la

viteza ma4imă!

5rotecţia la tensiune minimă este asigurată de contactorul de linie +)!

În cazul acţionării ca%estanului de ancoră cu motor asincron cu trei viteze, de regulă,viteza medie este viteza de %ază! 2iteza minimă se folosete la aezarea ancorei $n narăiar viteza ma4imă pentru ridicarea ancorei după smulgere!

c(emele de comandă cu controler prezentate $n figurile 7!)6! i 7!)7! se utilizează pentru puteri reduse cuprinse $n limitele 9 > )3L! 5entru astfel de puteri comanda cucontroler prezintă o serie de avantae: simplitate, siguranţă $n funcţionare, greutăţi iga%arite reduse!

În am%ele sc(eme prezentate, pe timpul filării ancorei cu autorul dispozitivuluielectric de acţionare, electromotorul poate lucra $n regim de funcţionare ca motor saugenerator cu frânare dinamică $n cazul motorului de curent continuu sau generator cu

recuperare $n cazul motorului asincron!Regimul de funcţionare ca motor poate ava loc $n momentul iniţial al filării când

cuplul dat de greutatea ancorei este mai mic decât cuplul forţelor de frecare dinmecanismul de transmisie i pentru co%orârea ancorei maina electrică dezvoltă uncuplu motor de $nvingere a frecărilor transmisiei mecanice! De la o anumită adâncime,greutatea ancorei i a lanţului creează un cuplu mai mare decât cel dat de forţele defrecare i maina electrică trece $n regim de generator, dezvoltând un cuplu de frânarecare limitează viteza de co%orâre a ancorei!

,/2/1/ "c;eme electrice de comandă cu relee :i contactoare ale acţionării

ca=estanelor @vinciurilor de ancoră

,/2/1/+/ În curent alternativ cu motor asincron @.ig/ ,/+4

Elementele componente ale sc(emei electrice din figura 7!)A! sunt:m > motor electric asincron cu rotorul $n scurtcircuit, cu trei trepte de vitezăB+), +3 > contactoare de cuplare la reţea pentru sensurile de rotaţie dreapta sau stângaB+6 > contactor pentru conectarea $nfăurării comuta%ile, $n triung(iB+7, +9 > contactoare pentru cuplarea $nfăurării comuta%ile $n du%lă steaB+8 > contactor pentru cuplarea $nfăurării necomuta%ileB +A >

contactor pentru cuplarea %o%inei frânei electromagneticeB d)> releu de tensiune minimăB

d3 > releu pentru comutare automată de la viteză mare la viteză medieBd6 > releu pentru %locarea acţiunii protecţieiB d7 > releu de sarcinăBe), e3, e6 > relee termice de protecţie ma4imală de curentB FE> %o%ina frânei electromagneticeB

%")>)T# %"C>CT#> contactele controlerului de comandăB %) > %uton pentru anularea protecţieiB( > lampă de semnalizare! Este aprinsă când poziţia controlerului corespunde cu viteza

motorului i se stinge când acţionează protecţia de sarcinăB



f > siguranţe fuzi%ile pentru protecţia sc(emei de comandăBa > separator cu pârg(ie!

"ituaţia elementelor sc;emei la aplicarea tensiunii de la reţea! e $nc(ideseparatorul pentru aplicarea tensiunii sc(emei de comandă! +ontrolerul fiind pe poziţiazero sunt $nc(ise contactele %")>)T# i %"C>CT#! unt alimentate releele d) i d3 care$nc(id contactele d)"3>7#, d3"3>7#, d3"9>C#, d3")*>)3# i desc(id contactul d3"6>8#! eaprinde lampa de semnalizare ( i sc(ema este pregătită pentru funcţionare!

Funcţionarea! 5e poziţia ) 2IR1H sunt $nc(ise contactele %")>)T#, %"3>3T#, %"6>6T# ise desc(ide contactul %"C>CT#!

-ensiunea de alimentare a sc(emei de comandă se menţine prin contactul releului detensiune minimă d)"3>7#! unt $nc(ise circuitele de alimentare pentru contactoarele +)i +6! +ontactele principale ale acestor contactoare conectează $nfăurarea comuta%ilăcu cone4iunea triung(i "3p)9# la reţeaua de alimentare! Motorul pornete cu vitezaminimă $n sensul virare a ancorei la %ord!

În figura 7!3)! sunt prezentate caracteristicile mecanice ale acţionării!În poziţia ) a controlerului corespunzătoare turaţiei minime punctul de funcţionare se

situează pe caracteristica mecanică )!

În poziţia 3 2IR1H se desc(ide contactul %"3>3T# i se $nc(id contactele %"7>7T# i %"9>9T#! Este $ntreruptă alimentarea contactorului +6 i se sta%ilete alimentarea pentrucontactoarele +7, +9 $n ordinea +9, +7! +a urmare se sc(im%ă cone4iunea $nfăurăriicomuta%ile din triung(i $n du%lă stea i corespunzător se modifică numărul de poli de la3p )9 la 3p C! -uraţia motorului electric va crete de la valoarea minimă la valoareamedie!

În poziţia ) a controlerului corespunzătoare turaţiei minime punctul de funcţionare se

situează pe caracteristica mecanică )!În poziţia 3 2IR1H se desc(ide contactul %"3>3T# i se $nc(id contactele %"7>7T# i

%"9>9T#! Este $ntreruptă alimentarea contactorului +6 i se sta%ilete alimentarea pentrucontactoarele +7, +9 $n ordinea +9, +7! +a urmare se sc(im%ă cone4iunea $nfăurăriicomuta%ile din triung(i $n du%lă stea i corespunzător se modifică numărul de poli de la3p )9 la 3p C! -uraţia motorului electric va crete de la valoarea minimă la valoareamedie!

/a mutarea controlerului pe poziţia 6 se desc(id contactele %")>)T#, %"7>7T# i se$nc(ide contactul %"A>AT#! Fiind desc(is i contactul d3"6>8# se $ntrerupe alimentareacontactoarelor +7, +9 i este alimentat contactorul +8! 5rin aceasta $nfăurareacomuta%ilă este scoasă de su% tensiune i se cuplează la reţea cea de>a doua $nfăurare,care asigură viteza mare de funcţionare a motorului electric! 5unctul de funcţionare semută pe caracteristica mecanică 6! 5e poziţia 6 a controlerului alimentarea releului d3este menţinută prin propriul contact d3 ")*>)3#!



2p

16)

2p=

Fig! 7!)A!) c(ema circuitelor de forţă a ca%estanului de ancoră cuM1!



Fig! 7!)A!3 c(ema electrică de comandă a acţionării ca%estanului de ancoră

cu relee i contactoare pentru M1 $n scurtcircuit cu trei viteze



Fig/ ,/+5/ Caracteristicile mecanice ale acţionării cu motor asincron cu trei

trepte de vite#ă

c(ema fiind simetrică, funcţionarea pe poziţiile FI/1H ale controlerului este identică!1a cum se o%servă din reprezentarea caracteristicilor mecanice $n figura 7!)C!,

comutarea triung(i > du%lă stea utilizată pentru $nfăurarea comuta%ilă asigurăsc(im%area turaţiei de la simplu la du%lu i reducerea la umătate a cuplului,menţinându>se constantă puterea motorului electric! 1ceastă soluţie este optimă pentru

acţionările de la %ordul navei $ntrucât prin comutare nu se produc ocuri de curent $nreţea! +omutarea stea > du%lă stea care asigură menţinerea apro4imativ constantă acuplului i du%larea puterii nu este de preferat $n condiţiile $n care motorul electric deacţionare a ca%estanului este un consumator mare de putere, iar centrala electrică de la

%ordul navei are putere limitată!Din acelai motiv $nfăurarea necomuta%ilă pentru viteza mare se realizează pentru

aceeai putere astfel $ncât la comutarea treptelor de viteză puterea a%sor%ită de motorulelectric din reţea rămâne constantă pentru o anumită valoare a cuplului de sarcină!

+aracteristica mecanică 3 corespunzătoare vitezei medii reprezintă caracteristica de %ază pentru funcţionarea motorului electric de acţionare a ca%estanului de ancoră! 2iteza

mică se folosete pentru poziţionarea ancorei $n nară, iar viteza mare pentru ridicareaancorei după smulgere!

-rotecţia! /a funcţionarea motorului electric cu viteză mare $n cazul apariţiei uneisuprasarcini care se menţine o anumită durată, releul de sarcină d7 asigură scădereaautomată a vitezei! +ontrolerul de comandă fiind pe poziţia 6, dacă apare o suprasarcinăde durată, acţionează releul d7 i se desc(ide contactul d7"6>8# prin care se $ntrerupealimentarea releului d3! 5rin desc(iderea contactului d3"9>C# se $ntrerupe alimentareacontactorului +8 i prin $nc(iderea contactului d3"6>8# se conectează alimentareacontactoarelor +7 i +9! Înfăurarea corespunzătoare vitezei mari este scoasă de su%tensiune i se pune su% tensiune $nfăurarea comuta%ilă cu cone4iunea du%lă stea!



Motorul electric $i va reduce automat viteza de la valoarea mare la valoarea medie!+ontactul d3"3>7# se desc(ide i lampa de semnalizare ( se stinge indicând funcţionarea

protecţiei de sarcină cât i faptul că poziţia controlerului nu mai este $n concordanţă cuviteza reală a motorului electric!

După trecerea a câteva zeci de secunde releul d7 $i $nc(ide din nou contactul d7"68#$nsă circuitul releului d3 nu se resta%ilete $ntrucât pe poziţia 6 a controlerului estedesc(is contactul %")>)T#! 5entru conectarea din nou a $nfăurării de viteză mare estenecesar să se revină cu controlerul pe poziţia 3 i după aceea să se treacă pe poziţia 6! /arevenirea pe poziţia 3 se $nc(ide circuitul de alimentare al releului d3 i se aprindelampa ( indicând faptul că poziţia controlerului este $n concordanţă cu viteza motorului!

5rotecţia ma4imală de curent este asigurată de releele termice e), e3, e6! /adepăirea de durată peste o anumită limită a curentului nominal contactele releelor termice $ntrerup funcţionarea motorului electric prin desc(iderea circuitului dealimentare a releului de tensiune minimă!

5rotecţia la tensiune minimă este asigurată de releul d)!În situaţiile $n care condiţiile de e4ploatare impun ca necesară funcţionarea

instalaţiei c(iar cu riscul de a se deteriora, sc(ema este prevăzută cu posi%ilitatea deanulare a protecţiei! 5rin apăsarea pe %utonul %) este alimentat releul d6 care princontactele d6"3>7# i d6"9>C# anulează protecţia de sarcină i protecţia ma4imală!1nularea protecţiei durează cât timp se ţine apăsat %utonul %)! 'peratorul tre%uie săcunoască că prelungirea timpului de apăsare peste o anumită limită duce la ardereamotorul electric!

c(emele de comandă a acţionării ca%estanului de ancoră cu motoare asincrone $nscurtcircuit se $ntre%uinţează pentru puteri până la 9*L! 5entru puteri mai mari, până la)**L, se utilizează motorul asincron cu rotor %o%inat! /a puteri mari sc(ema de

acţionare necesită o cantitate sporită de aparata electric i devine compara%ilă din punctde vedere al preţului de cost cu sistemul generator>motor! În această situaţie este de

preferat sistemul generator>motor care asigură cel mai %ine caracteristicile mecanicenecesare pentru acţionarea ca%estanului de ancoră, prezintă siguranţă $n funcţionare isimplitate $n e4ploatare!

5entru o%ţinerea unor caracteristici mecanice de tip moaleH $n cazul motoarelor asincrone, $n fig! 7!)) s>a prezentat soluţia constructivă realizată de firma iemens!

,/3 Acţionarea electrică a vinciurilor de 0ncărcare :i macaralelor navale

,/3/+/ Destinaţie regimuri de lucru :i tipurile mecanismelor navale de 0ncărcare

2inciurile de $ncărcare i macaralele navale sunt destinate, $n principal, pentru lucrările de$ncărcare>descărcare e4ecutate la %ordul navelor!

În construcţia navelor moderne se urmărete creterea renta%ilităţii e4ploatării naveicare se o%ţine $n principal prin reducerea duratei de staţionare $n porturi pentru operaţiide $ncărcare>descărcare i micorarea duratei de deplasare $ntre două porturi prinsporirea vitezei de mar! Navele de mărfuri moderne i cele $n perspectivă aung laviteze de 33 Nd i se preconizează pentru viitor de 6*>63 Nd!

Dotarea navei cu instalaţii moderne de $ncărcare>descărcare care să ducă la scurtareaduratei acestor lucrări, constituie calea principală de mărire a eficienţei economice a



navei, avându>se $n vedere că pentru o navă comercială )6 până la 36 din perioada dee4ploatare reprezintă timpul lucrărilor de $ncărcare>descărcare!

Mecanismele de $ncărcare>descărcare se caracterizează prin e4istenţa unui număr mare de regimuri de lucru i funcţionează cu sarcini i viteze care se repetă ciclic!

Durata unui ciclu constă din perioadele $n care mecanismul funcţionează i din pauze!Durata pauzelor depinde de rapiditatea prinderii i desprinderii $ncărcăturii i variază $nlimite foarte largi! 0ama de viteze a acestor mecanisme tre%uie să fie foarte mare$ntrucât, pe de o parte, vitezele mari scurtează durata ciclului, iar vitezele mici permitaezarea fără ocuri a $ncărcăturii!

Mecanismele navei cu acţionare electrică pentru manevrarea greutăţilor pot ficlasificate după: destinaţie, tipul mecanismului de transmisie, sistemul de comandă idupă felul curentului!

În funcţie de destinaţie, după caracterul operaţiei $ndeplinite, se $mpart $n:

• vinciuri de $ncărcare i macarale pentru mărfurile generale, adică

mărfuri transportate $n pac(ete sau paleţi "%aloţi#, rulouri, cutii,saci, %utoaie i de asemenea c(erestea, laminate i mărfuri su%formă de pul%eri "căr%une, minereu !a!#B

• vinciurile de $ncărcare i macaralele pentru operaţii speciale:ridicare alupe sau %ărci de salvare, ridicare scară de %ord,remorcare, ridicare traulere, ascensoare etc!!După tipul mecanismului de transmisie se $mpart $n vinciuri de $ncărcare i macarale cu

transmisie mecanică i cu transmisie (idraulică!După sistemul de comandă mecanismele navale de $ncărcare se $mpart astfel:

• comandă directă prin controlerB ; comandă prin relee icontactoareB

• sistem generator>motorB• sisteme cu tiristoare sau amplificatoare magnetice!

În funcţie de felul curentului se disting mecanisme de $ncărcare cu acţionări electrice decurent continuu i de curent alternativ!

+ele mai răspândite mecanisme navale de $ncărcare sunt vinciurile i macaralele!

&inciurile de 0ncărcare! În figura 7!9!)! este prezentată amplasarea unei instalaţii de$ncărcare $n prova navei!

Instalaţia constă din următoarele elemente principale: %igile ), coloana 3, gurile demagazie 6, parâma i cârligul de sarcină, vinciurile de $ncărcare 7 i macaralele 8!

2inciul de $ncărcare este cuplat i cu un vinci de ridicare a %igii fără sarcină necesar sta%ilirii poziţiei iniţiale a %igii! +ele două vinciuri sunt %locate electric, astfel $ncât nu

pot funcţiona simultan!2inciurile navale moderne se caracterizează prin dimensiuni relativ reduse, forme simple

i sunt construcţii etane la apă!&nele vinciuri, $n afara tam%urului principal de sarcină, au tam%ure au4iliare care pot fi

folosite pentru alte manevre, de e4emplu pentru ridicarea i co%orârea %igilor!toparea rapidă a vinciului i fi4area poziţiei sarcinii atunci când electromotorul de

acţionare este oprit, se realizează prin acţionarea automată a frânei electromagneticerealizată $n cele mai multe cazuri su% forma de frână disc montată pe a4ulelectromotorului!



Fig/ ,/3/+/ Amplasarea instalaţiei de 0ncărcare

2inciul de $ncărcare cu %igi reprezintă o soluţie simplă utilizată frecvent pe navelecomerciale datorită avantaelor sale comparativ cu alte instalaţii de ridicare, privind:

posi%ilitatea de supra$ncărcare mărită, deservirea unei suprafeţe mai mari, posi%ilitateade a funcţiona i $n condiţii de oscilaţii reduse ale navei! +a dezavanta se poatemenţiona durata de timp necesară pentru aducerea %igilor $n poziţia de lucru având $nvedere că pe timpul marului %igile se aează de regulă $n poziţie orizontală $n a4ulnavei!

Macaralele de 0ncărcare!Macaralele sunt prevăzute cu mecanisme de ridicare a sarcinii, mecanisme de rotirei mecanisme de ridicare a %raţului macaralei pentru modificarea razei de acţiune! -oateaceste mecanisme se pot amplasa atât pe punte cât i su% punte, iar motoarele electricede acţionare se amplasează pe platforma rotitoare a macaralei primind alimentarea princăi de curent speciale! -ot ec(ipamentul electric este amplasat pe macara i cele treimecanisme pot funcţiona separat sau simultan!

Macaralele prezintă avantaul că, spre deose%ire de vinciurile de $ncărcare cu %igi,sunt permanent gata de funcţionare! Ele realizează cicluri de funcţionare mai scurte ideci productivitate mărită! unt de asemenea construcţii compacte realizate etan la

pătrunderea apei!

În acelai timp prezintă i unele neaunsuri comparativ cu vinciurile de $ncărcare,cum ar fi: posi%ilitate limitată de supra$ncărcare, suprafaţa deservită este mai mică,limitarea lucrului pentru $nclinări ale %raţului mai mici de 8h sau $n condiţii de oscilaţiiale navei!

Regimurile de funcţionare ale vinciurilor de $ncărcare sunt $n funcţie de caracteruloperaţiunilor de $ncărcare i de felul sarcinii! 'peraţiunile de $ncărcare se pot efectua cuo %igă sau cu două %igi!

Dacă $n timpul operaţiunilor lucrează o singură %igă, ridicarea i co%orârea sarciniise efectuează cu autorul vinciului iar deplasarea pe orizontală se face manual sau cuautorul unui alt vinci! În acest caz, se ridică mai $ntâi sarcina, apoi se deplasează pe



orizontală, după care se co%oară! După eli%erarea sarcinii cârligul gol se deplasează $nsens invers!

/a efectuarea operaţiunilor de $ncărcare>descărcare cu autorul a două %igi, una din elese aduce deasupra gurii de magazie iar cealaltă deasupra locului de pe mal $n care se

depune sarcina! 1m%ele capete ale parâmelor celor două vinciuri se leagă la acelai cârlig!În figura 7!9!3 este prezentată amplasarea %igilor ) i 3 $n timpul $ncărcării navei prin acestsistem i traiectoria sarcinii!

'peraţiunea de $ncărcare se efectuează $n următoarea succesiune! 2inciul ) ridicăsarcina $n timp ce vinciul 3 eli%erează parâma de manevră! După ce sarcina a fostridicată, vinciul 3 trage parâma de manevră deplasând sarcina pe orizontală $n timp cevinciul ) eli%erează uor parâma! După deplasarea sarcinii pe orizontală până $n dreptulgurii de magazie, vinciul 3 co%oară sarcina $n magazie $n timp ce vinciul ) filează

parâma!Mecanismelor navale moderne destinate pentru operaţiunile de $ncărcare>descărcare

li se cere să asigure: productivitate mare, siguranţă $n funcţionare, simplitatea deserviriii a conducerii, economicitate, greutate i ga%arite mici, simplitatea montării!

-roductivitatea vinciului de $ncărcare se apreciază după cantitatea de marfă $ncărcată $ntimp de o oră!

5rin siguranţa 0n .uncţionare se $nţelege o funcţionare fără $ntrerupere a vinciuluide $ncărcat! 5entru aceasta este necesar ca instalaţia să funcţioneze sigur atât din punctde vedere al dispozitivelor electrice cât i mecanice!

Deservirea simplă presupune accesul comod la piesele care tre%uie o%servate, reglate,curăţite, unse, reparaţii i $nlocuiri simple precum i o sc(emă electrică simplă!

5rin simplitatea conducerii se $nţelege punerea uoară $n funcţiune i posi%ilitateadeservirii de către personal fără o calificare deose%ită!



Fig/ ,/3/)/ Amplasarea =igilor :i traiectoria de mi:care a sarcinii pe timpullucrului cu două =igi/

a E amplasarea =igilor = E traiectoria 0ncărcăturii

!conomicitate $nseamnă preţ de cost redus, reparaţii cu costuri mici i funcţionareainstalaţiei de $ncărcare cu randament ridicat!

"implitatea montării se asigură prin dispunerea $ntregii instalaţii pe o placă comună,astfel $ncât să fie montată uor la %ordul navei!

În figura 7!6! este prezentată sc(ema cinematică a vinciului cu transmisie mecanică!2inciul de acest tip se compune din tam%urul de sarcină ) fi4at pe a4ul 3 $mpreună

cu tam%urii de manevră 6! 14ul este cuplat prin reductorul cu roţi cilindrice 7, cuelectromotorul 9 i frâna electromagnetică 8!

Reductorul cu roţi dinţate cilindrice are randament ridicat, circa *,C > *,C8 imoment de inerţie redus, comparativ cu alte tipuri de reductoare! 5entru reducereazgomotului roţile sunt cu dinţii $nclinaţi sau $n 2!

2inciurile de acest tip se construiesc cu raport de transmisie constant sau regla%il $ndouă trepte cu autorul unui sc(im%ător manual de viteză! E4ecutarea transmisieimecanice cu două trepte de reglare duce la du%larea numărului treptelor de reglareoferită de sc(ema electrică de comandă, ceea ce face să crească productivitatea vinciuluide $ncărcare!

Fig/ ,/3/1/ "c;ema cinematică a vinciului cu transmisie mecanică/

În figura 7!9!7! este prezentat aspectul general al vinciului de $ncărcare!



Fig/ ,/3/,/ Aspectul general al vinciului de 0ncărcare/

2inciul prezentat $n figura 7!9!7! se compune din: flana electromotorului ),reductor 3, tam%ur de sarcină 6, tam%ur de manevră 7, staţie magnetică 8! -oateelementele vinciului, inclusiv postul de comandă, sunt montate pe o placă comună

pentru a uura montarea la %ordul navei!unt folosite de unele firme constructoare i transmisii mecanice cu uru% melc>

roată melcată! 1cest tip de transmisie oferă posi%ilitatea reducerii greutăţii i ga%aritelor transmisiei, $n sc(im% $nsă, randamentul acestor transmisii este mai mic comparativ curandamentul transmisiei cu roţi cilindrice!

,/3/) "c;eme electrice de comandă a acţionării instalaţiilor de 0ncărcat

,/3/)/+/ "c;eme electrice de comandă cu controler a acţionării vinciurilor de 0ncărcat

c(emele de comandă cu controler se folosesc pentru sarcini i puteri mici aleelctromotorului de acţionare corespunzătoare unor vinciuri de $ncărcare cu

productivitate mică! 5entru deservirea lor este necesar personal calificat! /a manevrareacontrolerului de comandă operatorul depune eforturi fizice relativ mari care $l o%osesc!&n alt dezavanta al lor $l constituie uzura $ntr>un timp relativ scurt a pieselor de contactale controlerului, care sunt supuse pe timpul e4ploatării unor solicitări mecanice i

electrice mari!În figura 7!9!9 este reprezentată sc(ema electrică de comandă cu controler a vinciului de

$ncărcare acţionat cu motor asincron $n scurtcircuit cu două trepte de viteză!Funcţionarea sc(emei electrice de comandă se $nţelege urmărindu>se ta%elul cu $nc(iderea

contactelor controlerului de comandă i nu necesită e4plicaţii suplimentare!5entru protecţia la suprasarcină $n sc(emă se prevăd releele termice et, iar pentru

limitarea deplasării sunt folosite contactele limitatoarelor de cursă /+) i /+3! 5rotecţiala tensiune minimă sau nulă este realizată de %o%ina contactorului +!



Fig/ ,/3/3 "c;ema electrică de comandă cu controler a vinciului de 0ncărcatacţionat cu motor asincron cu două vite#e/

,/3/)/ "c;eme electrice de comandă cu relee :i contactoare pentruacţionarea vinciurilor :i macaralelor de 0ncărcat



c(emele electrice de comandă cu relee i contactoare cunosc o largă răspândire i suntfolosite frecvent la navele de mărfuri de diferite tonae!

Folosirea sc(emelor electrice cu relee i contactoare permite realizarea controluluiautomat al acceleraţiei la pornire i frânare, folosirea integrală a puterii motorului la

pornire i frânare, pre$ntâmpinarea suprasarcinilor prin comutare automată pe trepteleinferioare de viteză!

1ceste sc(eme oferă posi%ilitatea conducerii de la distanţă i a dispunerii cât mai potrivită a controlerului de comandă pentru urmărirea i conducerea operaţiunilor de$ncărcare!

c(emele cu relee i contactoare prezintă siguranţă mare $n e4ploatare i pentrudeservirea lor nu este necesar personal cu calificare deose%ită! Nu necesită revizii ireparaţii dese i sunt rare cazurile de avarie!

Acţionarea electrică cu motor asincron cu două vite#e

În figura 7!9!C! se prezintă sc(ema electrică de comandă cu relee i contactoare avinciului de $ncărcat acţionat cu motor asincron $n scurtcircuit cu două viteze! c(emaelectrică se compune din următoarele elemente:

m > motor asincron cu rotor $n scurtcircuit! 5e stator sunt dispuse două$nfăurări cu numere de poli diferite corespunzătoare pentru viteza mică i viteza mareB

+), +3 > contactoare de direcţie, respectiv pentru ridicare sau co%orâreB+6 > contactor de linieBd), d3 > relee de control a accelerării! Menţin armătura atrasă 3,8 secunde

după $ntreruperea tensiunii de alimentare a %o%inei releuluiB d6 > releu de frânare! Îieli%erează armătura cu $ntârziere de 3,8 secunde

de la $ntreruperea alimentăriiB et) > et6 > relee termice pentru protecţie la suprasarcină!

5entru o depăire a sarcinii )**O In acţionează după )** secunde, iar pentru o depăirede 8**O In acţionează după )8 secundeB

/+), /+3 > limitatori de cursăB %"6>6T#>%")3>)3T# >contactele controlerului de comandă!+u controlerul pe poziţia zero, la aplicarea tensiunii de la reţea sunt alimentate

releele d) i d3 care $i acţionează fără temporizare contactele! 5rin $nc(idereacontactelor d) "3>7#, d3 "3>7# este untat contactul %"6>6T# i pe celelalte poziţii alecontrolerului alimentarea sc(emei de comandă se menţine prin aceste contacte!

c(ema are o funcţionare simetrică pe cele două poziţii, aa $ncât este suficientă prezentarea funcţionării, de e4emplu pe poziţiile de ridicare!

5e poziţia ) RidicareH se desc(ide contactul %"6>6T# i sunt $nc(ise contactele %"88T#, %"A>AT#, %")3>)3T#! Este alimentat comutatorul +) i prin contactul +) "3>7# estealimentat i contactorul +6! 5rin desc(iderea contactului +) "A># se $ntrerupealimentarea releului de timp d)! Electromotorul pornete cu viteza mică rotindu>se $nsensul de ridicare a greutăţii! După scurgerea timpului de $ntârziere al releului d), se$nc(ide contactul d) "6>8# permiţând trecerea pe treapta următoare de viteză!

5e poziţia 3 RidicareH se $nc(ide contactul controlerului %">T# i este alimentatcontactorul +7! 5rin acţiunea contactelor +7 se deconectează $nfăurarea de viteză micăi se conectează $nfăurarea de viteză mare!



Funcţionarea pe poziţiile de co%orâre este identică cu deose%irea că $n loculcontactorului +) i releului d), acţionează contactorul +3 pentru inversarea sensului derotaţie i releul d3!

Releele de accelerare d), d3, asigură o pornire uoară i o acceleraţie moderată prin

menţinerea automată, o anumită durată, pe treapta de viteză mică!Releul de frânare d6 este alimentat $n poziţia 3 a controlerului, atunci când motorul

funcţionează cu viteză mare i desc(ide contactul d6 "6>8#! /a revenirea controlerului pe poziţia zero se $ntrerupe alimentarea releului d6, $nsă contactul acestuia se $nc(ide cu$ntârziere! 5e durata $ntârzierii la $nc(idere a contactului d6 "6>8# este interzisă o nouă

pornire! 1ceastă $ntârziere este necesară pentru ca motorul su% acţiunea frâneielectromagnetice să se oprească! În a%senţa releului d6 ar fi posi%ilă contraconectareamotorului $nsoţită de ocuri mari de curenţi $n reţea i ocuri mecanice asupra$ncărcăturii!

5rotecţia la suprasarcină este asigurată de releele termice et) > et6 iar protecţia la tensiuneminimă este realizată de %o%ina contactorului +6!

c(ema prezentată $n figura 7!9!C! se folosete pentru vinciuri de $ncărcare cusarcina nominală mică, iar la macarale de puteri medii este utilizată pentru acţionareamecanismelor de rotire i de $nclinarea %raţului!



Fig! 7!9!C c(ema electrică de comandă cu relee i contactoare a vinciului de

$ncărcat acţionat cu motor asincron $n scurtcircuit cu două trepte de viteză /

Acţionarea electrică cu motor asincron cu trei vite#e



' astfel de sc(emă de acţionare este prezentată $n figura 7!9!!c(ema se folosete pentru acţionarea electrică a vinciurilor de $ncărcare de 6>8 t!

Electromotorul asincron $n scurtcircuit cu trei viteze are următoarele caracteristicite(nice: numărul de poli 3p 7C63, puterea nominală corespunzătoare celor trei

$nfăurări independente 78337,8 S, durata relativă de funcţionare, D1 3*)*)*O,turaţia nominală nn )9*A**76* rotmin! 2entilaţia electromotorului este independentăi asigurată de un electroventilator care menţine constant flu4ul aerului de răcireindiferent de turaţia electromotorului cât i pe durata pauzelor din cadrul ciclului de$ncărcare!

+aracteristicile mecanice ale acţionării sunt prezentate $n figura 7!3*!+elor trei trepte de turaţii ale electromotorului le corespund următoarele viteze

pentru ridicarea $ncărcăturii nominale a vinciului: viteza mare ),6 ms, viteza medie *,98ms i viteza mică *,)8 ms!

Elementele componente ale sc(emei sunt:m) > motor asincron cu trei vitezeBm3 > electromotor pentru ventilaţie independentăB+), +3 > contactoare de direcţieB+6, +7, +8

trepte de turaţieB> contactoare pentru cuplarea $nfăurărilor corespunzătoare celor trei

+9 > contactor pentru cuplarea electroventilatoruluiB+A > contactor de frânareBd) > releu de tensiune minimăBd3, d6 > relee de accelerareBd7, d8 > relee de frânareB

et) et7 > relee termice pentru protecţie la suprasarciniBm6, m7 > transformatoareB

n), n3 > punţi redresoareB %")>)T# %")3>)3T# > contactele controlerului de comandă!

c(ema este simetrică, de aceea funcţionarea se descrie numai pentru regimul de ridicare a$ncărcăturii!

În poziţia zero a controlerului, la aplicarea tensiunii de la reţea este alimentatcontactorul +9 care pornete electroventilatorul i prin contactele normal $nc(ise alecontrolerului este alimentat releul de tensiune minimă d)! e $nc(ide contactul d) "9>C#,se aplică tensiunea sc(emei de comandă i sunt alimentate releele de accelerare d3, d6!Electromotorul vinciului se află $n repaus, pregătit pentru funcţionare!

5e poziţia ) RidicareH situaţia contactelor controlerului de comandă este conformta%elului! 5rin contactele +A "6>8#, %"7>7T# este alimentat contactorul +)! e $nc(idecontactul +) "3>7# care pregătete circuitul de alimentare al contactorului +) princontactul %"3>3T#! 5rin contactele +) "9>C#, %"8>8T# este alimentat contactorul +6 i princontactele %"C>CT#, +6 "3>7# este alimentat contactorul +A! Desc(iderea contactului +A"6>8# $ntrerupe circuitul de alimentare a contactorului +) prin %"7>7T#, acesta continuândsă fie alimentat prin circuitul +A "9>C#, %"3>3T#, +) "3>7#!



Fig! 7! 9!! c(ema electrică de comandă cu relee i contactoare a vinciului de

$ncărcat acţionat cu motor asincron $n scurtcircuit cu trei viteze!



Fig/ ,/3/+*/ Caracteristicile mecanice ale acţionării electrice pentru vinciul de

0ncărcare acţionat cu motor asincron cu trei vite#e/

+ontactorul +A $nc(ide circuitul de alimentare al %o%inei frânei electromagnetice i a4ulelectromotorului este eli%erat de frâna mecanică!

5rin acţionarea contactelor principale ale contactoarelor +) i +6 electromotoruleste alimentat de la reţea i funcţionează cu turaţia mică $n sensul de ridicare a$ncărcăturii!

5e această poziţie se $ntrerupe alimentarea releului d3 prin desc(iderea contactului+6 "6>8# i contactul acestuia d3 "6>8# se va $nc(ide cu temporizare pregătind treaptaurmătoare de funcţionare!

5e poziţia 3 RidicareH se desc(id contactele %"8>8T#, %")*>)*T# i se $nc(idecontactul %"9>9T#! 5rin contactul %"9>9T# după e4pirarea timpului de $ntârziere la$nc(idere a contactului d3 "6>8# este alimentat contactorul +7 care $ntrerupefuncţionarea contactorului +6 prin desc(iderea contactului+7 "6>8# i prin $nc(iderea contactelor principale conectează $nfăurarea de turaţie medie!Electromotorul se accelerează până la valoarea turaţiei medie!

În acelai timp cu alimentarea contactorului +7 este alimentat i releul de frânare d7 prin dioda n6! Înc(iderea contactului d7 "3>7# %loc(ează desc(iderea contactului +6 "3>7# i menţine alimentarea contactorului +A! Deasemenea prin $nc(iderea contactului d7"9>C# se %loc(ează contactul +A "9>C#!

/a $ntreruperea alimentării releului d3, cu temporizare se desc(ide contactul d3 "37#i $n circuitul %o%inei frânei electromagnetice se introduce o rezistenţă pentru consumeconomic i limitarea $ncălzirii %o%inei!

5rin desc(iderea contactului +7 "A># se $ntrerupe alimentarea releului d6, care cutemporizare $nc(ide contactul d6 "6>8# pregătind pentru funcţionare treapta următoare!

5e poziţia 6 RidicareH se $nc(ide contactul %"A>AT# i după trecerea timpului dereţinere al contactului d6 "6>8# se sta%ilete alimentarea contactorului +8! +ontactorul+8 $ntrerupe alimentarea contactorului +7 prin desc(iderea contactului +8 "A># i princontactele principale conectează $nfăurarea de turaţie mare! Electromotorul de acţionarese accelerează până la o%ţinerea valorii mari a turaţiei!



Împreună cu contactorul +8 se alimentează i al doilea releu de frânare d8 i se menţine

alimentarea releului d7 prin dioda n7! e $nc(ide contactul d8 "3>7# care untează contactele %"9>9T# i d3 "6>8#!

1cţiunea releelor de accelerare d3, d6, de fi4are automată a unei durate minime defuncţionare pe treptele de viteză mică i medie, asigură o acceleraţie moderată aelectromotorului, fără ocuri, la ridicarea $ncărcăturilor!

De asemenea la mutarea rapidă a manetei controlerului de pe poziţia 6 pe poziţia zerofrânarea este moderată cu autorul releelor de frânare d7, d8! După deconectarea contactorului+8, primete alimentare contactorul +7 prin contactul d8 "3>8#! 1limentarea contactorului +7durează un timp egal cu temporizarea la desc(idere a contactului d8 "3>8#! 5e parcursul acestuitimp electromotorul trece automat de la turaţia mare la turaţia medie! După $ntrerupereaalimentării contactorului +7 este $ntreruptă i alimentarea releului d7! În perioada de $ntârzierela desc(idere a contactului d7 "9>C#, continuă să fie alimentate contactoarele +) i +6,electromotorul trecând pe această durată la viteza minimă!

Întârzierile la desc(idere a releelor d7, d8 sunt, apro4imativ, de *,6 secunde, realizându>se odurată totală pe treptele de frânare de circa *,9 secunde! 1limentarea %o%inei frâneielectromagnetice este $ntreruptă imediat după trecerea controlerului $n poziţia zero prindesc(iderea contactului +A "37# $nsă ca urmare a inerţiei proprii frâna mecanică acţioneazăasupra a4ului după circa *,7>*,8 secunde, adică atunci când electromotorul aflat $n regim defrânare cu recuperare are turaţie mică! În acest fel acţiunea frânei mecanice este uurată i seasigură o frânare fără ocuri a electromotorului i a $ncărcăturii!

5rotecţia electromotorului la suprasarcini este realizată de releele termice et) et6! Dupăacţionarea releelor et3 i et6 electromotorul poate lucra $n continuare cu viteza mică! Dacă, caurmare a suprasarcinii, acţionează i releul et), atunci electromotorul este decuplat de la reţea i

$i $ntrerupe funcţionarea!

$!"$ D! A'$(!&A%'A!)! 5rotecţia pentru limitarea sarcinii la instalaţia de ancorare realizează:

a# deconectarea, fără temporizare a alimentării cu energie electrică aelectromotorului de acţionareB

%# deconectarea temporizată a electromotorului de acţionareBc# reducerea valorii tensiunii de alimentare cu energie electricăBd# comutarea automată a funcţionării electromotorului pe o

caracteristică mecanică cu viteze mai mici!3! 5rotecţia la tensiune minimă a instalaţiei de ancorare realizează:

a# deconectarea instalaţiei la scăderea tensiunii su% C*O din &nB %# deconectarea instalaţiei la scăderea tensiunii su% 8*O din &n sau la

dispariţia tensiunii, fără a reconecta instalaţia la revenirea tensiuniiBc# repornirea instalaţiei la revenirea tensiuniiBd# deconectarea consumatorilor neesenţiali!

%'CA! D! &!IFICA!5rezentaţi sc(ema electrică de acţionare cu contactoare i relee a vinciurilor de $ncărcare utilizândmotoare asincrone cu 6 viteze!

8"-'N" %A $!"$'% D! A'$(!&A%'A!



): d#B 3: %#!

&nitatea de $nvăţare nr! 8AC7I(NA!A !%!C$IC8 A CM!I

C'-IN"+lasificarea i regimurile de lucru ale mecanismelor de acţionare a cârmei! +erinţe deRegistru pentru instalaţia de guvernare! Diagrama de sarcină i alegerea motoarelor electrice!1cţionarea electrică a cârmei cu funcţioanaresimplă, prin contactoare i relee, $n curent

alternativ!1cţionarea electro(idraulică a cârmelor cu funcţionare sincronizată!c(eme electrice de comandă pentru acţionarea cârmelor cu funcţioanare automată!

5ilotul automat!

(BI!C$I&!E descrierea elementelor componente ale instalaţiei de guvernare!E calculul de alegere a puterii motorului electric de acţionareBE verificarea motorului electric de acţionareBE sta%ilirea sc(emei electrice de comandăBE e4ploatarea, $ntreţinerea i verificarea sistemelor de acţionare electrică

a instalaţiei de guvernare!

2/ AC7I(NA!A !%!C$IC8 A CM!I

2/+ Caracteri#are generală cerinţe :i clasi.icări

+ârma ca element principal al instalaţiei de guvernare, este destinată pentru

menţinerea navei pe drumul impus i de asemenea pentru rotirea navei atunci când estenecesară sc(im%area direcţiei de micare!

1cţionarea electrică a cârmei este una din cele mai importante acţionări electrice la %ordul navei!

+alităţile de manevra%ilitate ale navei, date $n principal de instalaţia de guvernare,sunt puse $n evidenţă $n mod deose%it atunci când se navigă $n porturi, strâmtori, canalesau zone aglomerate! 5ierderea posi%ilităţii de conducere a navei, ca urmare a ieirii dinfuncţiune a instalaţiei de guvernare, constituie totdeauna o avarie deose%it de gravă care$n condiţii grele de navigaţie, $n multe situaţii cunoscute, a constituit cauza scufundăriinavei!



1vând $n vedere importanţa instalaţiei de guvernare pentru siguranţa navigaţiei,regulile registrului de clasificare "R!N!R!# impun următoarele cerinţe pentru acesteinstalaţii:

)! Fiecare navă tre%uie să ai%ă o instalaţie de guvernare ro%ustă i sigură care

să asigure manevra%ilitatea i sta%ilitatea de drum!3! Instalaţia de guvernare tre%uie să asigure manevra de trecere a cârmei de la

68h dintr>un %ord la 68h $n celălalt %ord, cu nava la pescaul ma4im i laviteza ma4imă de serviciu!

6! Instalaţia de guvernare tre%uie prevăzută cu un sistem de limitare mecanică amicării cârmei! &ng(iul de limitare acelai $n am%ele %orduri arevaloarea:

7 = : 7 =,> $n care * este ung(iul ma4im al cârmei la care este reglată instalaţia de comandă a

acţionării electrice i are valoarea de 68h!7! +omanda acţionării instalaţiei de guvernare se poate face dintr>un post decomandă de la distanţă "timonerie# i din compartimentul cârmei! În unelecazuri poate e4ista i un al treilea post de comandă de la distanţă, de rezervă,situat $n alt compartiment al navei!

8! /ângă fiecare post de comandă de la distanţă tre%uie să e4iste indicator pentru poziţia cârmei "a4iometru#! Indicarea poziţiei cârmei tre%uie să fieindependentă de postul de comandă a acţionării instalaţiei de guvernare!

9! Fiecare acţionare principală, electrică sau electro(idraulică, a instalaţiei deguvernare tre%uie să primească alimentare prin 3 circuite separate, conectate

direct la ta%loul principal de distri%uţie! &nul din circuite poate primialimentarea prin ta%loul de distri%uţie de avarie!A! Dispozitivul de acţionare electrică tre%uie să asigure:

trecerea continuă a cârmei dintr>un %ord $n altul $n timp de 6* secunde, cu cârmacomplet imersată i viteza ma4imă de mar $nainte corespunzătoareB

funcţionarea continuă timp de ) oră la viteza de e4ploatare ma4imă $nainte i punerea penei cârmei %andă cu un ung(i care să asigure 68* de manevre ale cârmei pe orăB

posi%ilitatea opririi motorului electric su% curent timp de ) minut, din starea de $ncălzit"numai pentru cârme cu transmisie mecanică directă#B

rezistenţă mecanică corespunzătoare la efortul care apare la viteza ma4imă $napoiB se

recomandă să se asigure posi%ilitatea sc(im%ării poziţiei cârmei la o viteză medie demers $napoi!C! ensul de rotaţie al timonei sau al manetei dispozitivului de comandă să corespundă cu

sensul de micare a cârmei! În sistemul de comandă prin %utoane, %utoanele tre%uie săfie amplasate $n aa fel $ncât %utonul ce se află aezat $n partea dreaptă să corespundă cumicarea cârmei $n tri%ord, iar %utonul ce se află la stânga să corespundă cu micarea

penei cârmei la %a%ord!! e admite spre instalare un pilot automat sau un pilot autoadaptat care să acţioneze

maina cârmei cu autorul unui sistem de transmisii proprii sau folosind pentru aceasta



sistemul e4istent manual de acţionare a cârmei! Elementele principale ale instalaţieicârmei sunt:

cârmaB motorul de e4ecuţieB sistemul de comandăB sistemul de control!

În figura 8!)! este reprezentată sc(ema %loc a sistemului de acţionare a cârmei!

Fig/ 2/+/ "c;ema =loc a acţionării cârmei

emnificaţia sim%olurilor folosite $n figura 8!)! este:5+ > post de comandăB& > sistem de urmărireB 1> amplificatorBME > motor de e4ecuţieBM- > mecanism de transmisieB+ > cârmăB

N > navăBK > compasBI > sistem indicator al poziţiei cârmei!

+ârma, ca element principal al instalaţiei de guvernare, reprezintă o placă"denumită pana cârmei# imersată $n apă la pupa navei! +ârma se poate roti $n urul unuia4 vertical dispus $n planul diametral al navei! 5rin rotirea "deplasarea# cârmei cu unung(i oarecare faţă de planul diametral $ntr>un %ord, pe suprafaţa cârmei acţionează

presiunea curentului de apă creat de micarea navei! Întrucât cârma este fi4ată prin a4de navă, presiunea pe suprafaţa cârmei se transmite navei producând un moment carerotete nava!

5entru deplasarea cârmei cu un ung(i oarecare este necesară o forţă de o anumităvaloare! În acest scop, se folosete motorul de e4ecuţie care pe nave, de regulă, este unmotor electric! Electromotorul este cuplat cu cârma printr>un mecanism de transmisiecare poate fi mecanic sau (idraulic!

1cţionarea electrică a cârmei se comandă de la distanţă, postul de comandă fiinddispus de regulă $n timonerie!

+omanda acţionării electrice realizează: deplasarea cârmei cu ung(iul dat, oprireaei, inversarea sensului de deplasare al cârmei, reglarea vitezei de deplasare !a! 5entru$ndeplinirea acestor cerinţe este realizată practic o gamă diversificată de sisteme decomandă!



2erificarea e4ecutării comenzii date de la postul de comandă constă $n indicarea poziţiei penei cârmei faţă de planul diametral i a rezultatului acţiunii cârmei asuprarotirii navei i se realizează cu sistemul de control!

istemul de control este alcătuit din indicatorul poziţiei penei cârmei faţă de planuldiametral, denumit a4iometru i repetitorul girocompas sau compasul magnetic careindică sc(im%area drumului navei su% acţiunea deplasării cârmei!

istemele de acţionări electrice pentru instalaţiile de guvernare cunosc o largădiversificare! +lasificarea instalaţiilor de guvernare poate fi făcută după mai multecriterii:

Clasi.icarea instaţiilor de guvernare

+/ După particularităţile constructive ale cârmei! +ârma este elementul caredetermină caracteristica momentului la a4ul cârmei i regimurile posi%ile de lucru aleacţionării electrice! e realizează cârme o%inuite i cârme active! +ele mai răspândite

sunt cârmele o%inuite care se $mpart $n: după forma penei cârmeiB după gradul de compensare: simpleB compensateB semicompensateB după profilul penei cârmei: planeB cu profil aerodinamic!

+ompensarea penei cârmei se folosete pentru micorarea momentului la a4ulcârmei i ca urmare reducerea puterii electromotorului de acţionare! 5rofilul

aerodinamic al cârmei $m%unătăţete caracteristicile sistemului corp navă > elice > cârmăi micorează rezistenţa la $naintare a navei precum i momentul la a4ul cârmei!

)/ După .elul trasmisiei sunt sisteme cu legătură fi4ă $ntre a4ul electromotorului i a4ulcârmei, din această categorie făcând parte cârmele cu acţionare electromecanică i culegătură elastică, la care legătura $ntre a4ul electromotorului i a4ul cârmei poate sălipsească! 1cestea pot fi (idraulice, pneumatice sau prin fricţiune, cea mai marerăspândire având>o acţionarea electro(idraulică!

1/ După caracterul .uncţionării electromotorului sistemele de acţionare pot fi: cu

funcţionare intermitentăB cu funcţionare continuă!Funcţionarea intermitentă a electromotorului se aplică $n cazul transmisiei mecaniceiar cea continuă pentru transmisia (idraulică! În regimul de funcţionare continuă sunteliminate regimurile grele de conectări repetate i de $ncălzire dată de valorile mari alecurenţilor de pornire, astfel $ncât transmisia prezintă, din acest punct de vedere, o$m%unătăţire a condiţiilor $n care lucrează electromotorul $n instalaţiile de guvernare!

,/ După nivelul de automati#are sau după sistemul de urmărire a comenzii acţionăriielectrice! Funcţionarea sistemelor de acţionare a cârmei poate fi: simplă, sincronizată iautomată!



Funcţionarea simplă/ În acest caz poziţia timonei postului de comandă determină %ordul $n care se deplasează cârma i viteza de deplasare! 5oziţia penei cârmei nu estedeterminată de poziţia timonei postului de comandă! În acest regim de funcţionare

pornirea electromotorului de acţionare a cârmei se face manual prin rotirea timonei

$ntrunul din %orduri i funcţionează atâta timp cât se menţine deplasarea timonei, iar oprirea electromotorului se face de asemenea manual prin aducerea timonei $n poziţiazero!

5entru a urmări deplasarea cârmei faţă de planul diametral se folosete aparatulindicator numit a4iometru!

Funcţionarea sincroni#ată! /a aceste dispozitive, $n starea de repaus a instalaţiei, poziţia penei cârmei este determinată de poziţia timonei postului de comandă!Electromotorul cârmei este pus $n funcţiune manual prin rotirea timonei cu un ung(ioarecare $n unul din %orduri i se oprete automat atunci când pana cârmei s>a rotit cuacelai ung(i ca i timona! 14iometrul, $n acest caz, este numai un miloc suplimentar

de control!

Funcţionarea automată/ Dispozitivele electrice de acţionare a cârmelor cufuncţionare automată asigură menţinerea automată a navei pe drumul dat i sc(im%ăriautomate ale drumului conform unui program dinainte sta%ilit! În acest cazelectromotorul de acţionare al cârmei intră $n funcţiune automat atunci când nava sea%ate de la drumul impus i se oprete automat când nava a revenit la drumul dat!1ceste dispozitive cu funcţionare automată se mai numesc i girotimone deoarece sunttotdeauna cuplate prin selsine cu girocompasul navei!

5e navele moderne cu raioane e4tinse de navigaţie, instalaţia de guvernare permitetrecerea succesivă $n cele trei regiuni! Regimul de funcţionare automată se utilizeazăcând se navigă timp $ndelungat pe drum constant, regimul de funcţionare sincronizatăcomandat de timonă se aplică pentru navigaţia $n porturi, strâmtori, canale, adică $nsituaţii $n care sc(im%ările de direcţie ale navei se succed la intervale scurte de timp, iar regimul de funcţionare simplă, comandat de regulă prin %utoane, se menţine ca unsistem de rezervă!

2/ După criterii electrice felul curentului "curent continuu sau curent alternativ#,sisteme de alimentare "direct de la reţeaua navei sau prin sistemul generator>motor#,sisteme de comandă!

$ipuri de cârme!-ipurile de cârme se deose%esc după profilul secţiunii cârmei i după locul de

dispunere al a4ului cârmei! 5entru a asigura manevra navei, pana cârmei tre%uie să ai%ăo suprafaţă , care se calculează $n funcţie de dimensiunile navei cu formula:

@T 7m/8 "8!)#

unde: @ > lungimea navei $ntre perpendiculare, UmVBT > pescaul navei, UmVB



> coeficient dependent de tipul navei! 2aloareacoeficientului este:

> *,*)73 *,*3 pentru nave de mărfuri cu raioane e4tinse de navigaţieB *,*)99 *,*38 pentru nave de transport rapideB *,*3 *,*38 pentru nave costiereB *,*38 *,*668 pentru remorc(ere maritime!

5e navele moderne se utilizează cârmele cu profil aerodinamic $ntrucât acest profilasigură reducerea rezistenţei la $naintare a navei i a momentului necesar pentru rotirea

penei cârmei!În figura 8!3! se prezintă o cârmă cu profil aerodinamic! 5rofilul penei cârmei este

caracterizat de grosimea relativă:

t

"8!3#

bunde:

> reprezintă cea mai mare grosime a secţiunii penei cârmei, UmVBb > lăţimea "coarda# penei cârmei, UmV!

5entru cârme o%inuite valoarea coeficientului t se $nscrie $n limitele t *,) *,6!' altă caracteristică importantă a cârmei este dimensiunea relativă, < care

reprezintă raportul: /

<

"8!6# b $n care este $nălţimea penei cârmei, UmV!

De o%icei, pentru cârmele navelor comerciale valoarea coeficientului < este $nlimitele < *,8 6, cel mai frecvent având valorea < 3!

5entru determinarea $nălţimii penei cârmei, , la nave maritime de deplasament mediu, seutilizează frecvent relaţia:

T 7,>---= 7m8 "8!7#

/a cârmele compensate a4ul de rotire $mparte suprafaţa penei cârmei $n două părţi: partea din prova, care constituie partea compensată i partea din pupa!

0radul de compensare estee4primat de coeficientul:

= "8!8#k

unde: = > suprafaţa părţii compensate, Um3VB >suprafaţa penei cârmei, Um3V! 5entru cârme deformă dreptung(iulară rezultă:



k b=

b

= "8!9# b b

compensate!$n care b= este lăţimea părţii

Fig/ 2/)/ -ana cârmei cu pro.il aerodinamic 2alorile coeficientului de compensare , k se$nscriu de o%icei $n

limitele k * *,68!

+ârmele semicompensate se deose%esc de cele compensate prin aceea că parteacompensată nu ocupă $nălţimea penei cârmei!

' altă mărime care caracterizează profilul aerodinamic este poziţia relativă agrosimii ma4ime a profilului , e4primată printr>un coeficient , care reprezintăraportul dintre distanţa de la secţiunea ma4imă a profilului până la partea din faţă acârmei i lăţimea totală a cârmei, b "apro4imativ egală cu coarda profilului#!

Forţele care acţionea#ă pe pana cârmei/ 5rin rotirea penei cârmei cu ung(iul faţă de planul diametral al navei, curentul de

apă produs la $naintarea navei cu viteza v ,acţionează neuniform pe cele două feţe alecârmei i ca urmare apare o forţă rezultantă de presiune a apei pe pana cârmei!

Fig/ 2/1/ Forţa creată de curentul de apă care acţionea#ă pe o supra.aţăplană 0nclinată

-eoretic, curentul de apă care se deplasează cu viteza v produce pe suprafaţa unei

5 plăci $nclinată cu ung(iul o forţă rezultantă normală pe suprafaţa plăcii, ' ! Din

figura 8!6! se o%servă că impulsul creat de cantitatea de apă $n micare prin ciocnirea cusuprafaţa plană este egal cu impulsul forţei rezultante:5vdt sinv sin 'dt "8!A# unde:

v dt- sin > volumul care acţionează asupra plăcii $n timpul dt

5 > densitatea apei ")***gm6#B v >viteza curentului de apă, UmsVB > ung(iulde $nclinare al plăcii $n grade!Din relaţia "8!A# rezultă că, teoretic, forţa rezultantă pe suprafaţa plăcii se determină

cu relaţia:

' 5v/ sin/7 N 8 "8!C#



E4presia forţei rezultante dată de relaţia "8!C#, determinată prin aplicarea simplă alegii lui NeSton nu se folosete practic $ntrucât nu ia $n considerare fenomenesuplimentare care $nsoţesc $n realitate aripa aerodinamică $n curentul de apă i care potfi luate $n considerare cu autorul unor coeficienţi sta%iliţi e4perimental! Formula

teoretică dată de relaţia "8!C# permite totui evidenţierea factorilor principali de caredepinde mărimea forţei rezultante!

' soluţie pentru cârme plate este oferită de formula empirică sta%ilită de inginerulfrancez osseli:

k sin /7 N 8 "8!# ' v

C r

unde: > suprafaţa penei cârmei,

Um3VB v > viteza navei, UmsVB > ung(iul de rotire al cârmei, $n gradeB k

> coeficient de reducereBC r > coeficient!

+oeficientul de reducere k ia $n considerare influenţa profilului i densităţii apei demare! 2alorile acestui coeficient sunt: k T )9 gm6 pentru mersul $nainte al naveiB k

7*A gm6 pentru mersul $napoi al navei!+oeficientul C r se determină cu relaţia:

C r 7,=F> 7,07>sin "8!)*#

Formula "8!# oferă rezultate %une $n cazul cârmelor plane! 1stfel de cârme se$ntâlnesc $n cazuri rare i $n mod deose%it la fluviu! 5entru cârmele cu profilaerodinamic, utilizate frecvent la navele maritime i fluviale, această formulă nu oferărezultate mulţumitoare!

+ercetările efectuate $n domeniul teoriei aripilor aerodinamice, la care o contri%uţieimportantă a adus>o uovsi, au condus la găsirea unei relaţii de calcul mai precisă

pentru determinarea forţei care apare pe aripa aerodinamică, $n aer sau apă, pentruoricare formă de profil aerodinamic!

În figura 8!7! este reprezentată cârma cu profil aerodinamic $nclinată faţă de planuldiametral cu un ung(i ! Forţa rezultantă a presiunii apei pe cârmă, 't aplicată $n

punctul 1 se poate descompune după două sisteme de a4e, astfel: primul sistem, $n care ( corespunde cu direcţia de mers a navei i a curentului de apă, iar

a4a G este perpendiculară pe direcţia de micare, permite descompunerea forţeirezultante $n componentele: ' ( > orientată $n sens contrar sensului de micare a navei i

' G > perpendiculară pe prima! +omponenenta ' ( se numete forţa de rezistenţă la$naintare iar componenta transversală ' G se numete forţa de ascensiune sau forţa

portantă! După această descompunere rezultă:

't ' (/ ' G

/ "8!))#



al doilea sistem, $n care una din direcţii coincide cu planul cârmei, iar cea de>a doua estenormală la planul cârmei, permite descompunerea forţei rezultante $n componentele: ' >normală la planul cârmei, care permite calculul momentului la a4ul cârmei i T >tangenţială la planul cârmei care asigură deplasarea curentului de apă de>a lungul

cârmei! Din această descompunere rezultă:

't '/ T / "8!)3#

Fig/ 2/,/ Forţa de presiune pe cârma cu pro.il aerodinamic/

Din figura 8!7! rezultă următoarele relaţii $ntre componentele după cele două sistemede a4e:

' ' G cos ' ( sin "8!)6#

T ' ( cos ' G sin "8!)7#

-eoria aripei aerodinamice permite determinarea forţelor care apar asupra profilelor aerodinamice de forme diferite, $n aer sau $n apă! +onform acestei teorii forţa rezultantănormală pe suprafaţa cârmei se determină cu relaţia:

' C G cos C ( sin 5 v / 7 N 8 "8!)8#

/

unde:

C G > coeficient adimensional al forţei portante " ' G#BC ( > coeficient adimensional al forţei de rezistenţă

" ' ( . v > viteza navei, UmsVB > suprafaţa cârmei,Um3VB

5 > densitatea apei de mare, )*38gm6B H ung(iul dintre planul cârmei i direcţia de micare a navei!



Mărimile coeficienţilor C G !i C ( depind de dimensiunea relativă, < a profilului, degrosimea relativă, t, de ung(iul de rotire a cârmei, i altele!

În urma efectuării măsurătorilor e4perimentale s>au $ntocmit atlase cu graficelecoeficienţilor C ( si CG pentru cârme de profile diferite i pentru o diversitate mare de

forme aerodinamice!5entru e4emplificare, $n figura 8!9! se prezintă graficele C G I fJ . i C ( I fJ . pentru

< ), < ),36 i < ),738!In.luenţa .orţei care apare la deplasarea cârmei asupra mi:cării navei!

5entru a sc(im%a direcţia de micare a navei $ntr>un %ord sau altul este necesar ca $nacea parte să se rotească cârma! În figura 8!8! este reprezentată cârma rotită $ntr>un %ord,cu ung(iul i forţa rezultantă normală care apare pe suprafaţa cârmei!

Fig/ 2/2/ In.luenţa .orţei de presiune pe cârmă asupra mi:cării navei 5

În centrul de greutate al navei, 0 se consideră două forţe egale i de sens contrar, '4

5 5 5

i '44 de mărime i direcţie egale cu '! /a rândul ei forţa '44 se descompune $ndouă

5 5

componente $ r i $ d după a4ele navei! În acest fel la mutarea cârmei cu un ung(i 5 5

5

oarecare forţele ' i '4 creează un cuplu care rotete nava, forţa $ d provoacă 5

deplasarea laterală, iar forţa $ r frânează micarea de $naintare a navei! 1cţiunea forţei5Fd poate fi negliată deoarece rezistenţa la deplasarea laterală a navei este foartemare!

55

Momentul creat de cuplul de forţe ' , '4 este: @ "8!)9# 1 ' &4 ' %&cos '

cos /

unde / este lungimea navei $ntre perpendiculare!

Înlocuind ' cu e4presia din relaţia apro4imativă "8!#, se o%ţine:



1 k @ / sincos k @ v/ sin/ "8!)A# v

C r / C r

2/) Diagrama de sarcină :i cerinţe pentru electromotoarele de acţionare a cârmei

2/)/+/ Diagrama de sarcină :i condiţii speci.ice de lucru

5entru deplasarea cârmei, cu transmisie mecanică, din planul diametral $n oricare %ord, momentul la a4ul electromotorului $n funcţie de momentul la a4ul cârmei este:

1a

7 N-m8 "8!)C# 1

im

$n care: 1 a > momentul la a4ul cârmei,UN!m VB i > raportul de transmisieB

m > randamentul transmisiei!

/a revenirea cârmei dintr>un %ord $n planul diametral, momentul la a4ulelectromotorului are o valoare minimă deoarece forţele de presiune care acţionează pe

pana cârmei creează un moment $n sensul de aducere a cârmei $n planul diametral! Înacest caz momentul creat de forţa de presiune a apei i momentul dezvoltat deelectromotor au acelai sens i sunt orientate pentru $nvingerea frecărilor din mainacârmei!

1 1

a m 7 N-m8 "8!)#i

unde: 1 > momentul la a4ul electromotorului pentru micarea de revenire a cârmeiB

1 a > momentul la a4ul cârmei pentru $ntoarcerea spre planul diametralB m

> randamentul transmisiei la micarea inversă!

Determinarea momentului la a4ul electromotorului pentru micarea de revenire acârmei $n planul diametral cu relaţia "8!66#, presupune unele dificultăţi i de aceea

pentru calculele practice, acoperitoare, se consideră valoarea acestui moment constantăi egală cu valoarea cuplului de mers $n gol 1 7- 2aloarea cuplului de mers $n gol seapro4imează $n funcţie de valoarea momentului ma4im, astfel: > pentru cârme simple:

1 7 I J7,= H 7,/. 1 ma( "8!3*#> pentru cârme compensate:

1 7 I J7,/ H 7,0. 1 ma( "8!3)#



Diagramele de sarcină ale electromotorului reprezintă dependenţa momentului laa4ul electromotorului $n funcţie de ung(iul de rotire al cârmei, 1 I f J .- 5entruconstruirea acestor diagrame se consideră cunoscută dependenţa momentului la a4ulcârmei, 1 a , $n funcţie de ung(iul , prezentată $n figura 8! i se fac următoareleapro4imări: se iau $n calcul numai momentele pozitive la a4ul cârmei, momentelenegative se su%stituie cu momentul de mers $n gol 1 7 i se consideră că funcţia 1 I f

J . variază linear de la momentul de mers $n gol, 1 7 , la momentul ma4im 1 ma(! Înfigura 8!)C se prezintă diagramele de sarcină pentru electromotorul de acţionare acârmei!

Fig/ 2/3 Diagramelede sarcină la a?ul electromotorului a pentru cârma simplă la mers 0nainte>= pentru cârma compensată la mers 0nainte>c mers 0napoi pentru toate tipurile de cârmă/

+ondiţiile specifice de funcţionare a electromotoarelor pentru cârmă sunt determinatede sistemul de comandă i de tipul mecanismului de transmisie!

5entru menţinerea navei pe drum constant sunt necesare deplasări frecvente ale cârmeicu ung(iuri mici! +ondiţia impusă de registrul de clasificare privind asigurarea a 68* dedeplasări ale cârmei, cu ung(iuri mici, $ntr>o oră, solicitată, $n cazul transmisiilor mecanice, o frecvenţă mare de conectare a electromotorului i $n aceste condiţii acţionareaelectrică tre%uie să reziste fără a depăi limitele normale de $ncălzire i fără deformări saudeteriorări mecanice! În timpul manevrelor $n port sau al navigaţiei prin locuri $nguste,numărul de conectări ale electromotorului se reduce dar, $n acelai timp, crete durataciclurilor de lucru i valoarea momentelor la a4ul cârmei pentru realizarea unor ung(iurimari de rotire a cârmei!

' altă cerinţă pentru electromotorul de acţionare a cârmei este ca pe durata

funcţionării să permită, prin sistemul de acţionare electrică, frânarea completă timp de )minut sau reducerea foarte mare a turaţiei! 1ceastă situaţie poate avea loc pe timp defurtună ca urmare a iz%irii valurilor de pana cârmei sau $n condiţii de mare calmă caurmare a lovirii panei cârmei de sloiuri de g(eaţă sau o%iecte $n semiimersiune!

1vând $n vedere regimul de lucru al electromotoarelor pentru acţionarea cârmei,caracteristicile mecanice de tip moale asigură $ndeplinirea cerinţelor necesare! 1cestetipuri de caracteristici asigură amortizarea reacţiei acţionării electrice la ocuri desarcină aplicate %rusc!



2/)/) Caracteristicile mecanice :i tipuri de electromotoare .olosite pentru cârmecu transmisie mecanică

+aracteristica mecanică de tip moale

asigură variaţia $n limite largi a turaţiei cusarcina! 1tunci când sarcina crete, turaţia semicorează foarte mult! 1stfel decaracteristici pot fi o%ţinute $n două feluri:de formă (iper%olică, reprezentată $n figura8!A, caracteristică motorului serie de curentcontinuu i de formă conve4ă, reprezentată$n figura 8!C, caracteristică sistemuluigenerator>motor!

În figura 8!A, ) i 3 sunt caracteristici

mecanice artificiale reostatice, 6>caracte>

ristica mecanică naturală iar 7, repre> Fig/ 2/4 Caracteristici mecanice de tip zentată cu

linie $ntreruptă, este (iper%ola moale de .ormă ;iper=olică/

ideală, 1n I constant ! Dacăcaracteristica moale are forma conve4ă, prezentată $n figura 8!C, $n acest caz punctele deintersecţie cu (iper%ola, 1n I constant , corespund zonelor celor mai caracteristiceregimuri de lucru ale instalaţiei cârmei: zona de sarcină mică pentru regimul demenţinere a navei pe drum constant "punctul 1# i zona de sarcină mare caracteristică

pentru manevra navei "punctul .#!

Funcţionarea electromotorului de acţionare a cârmei la putere apro4imativ constant" 1n I constant # pentru diferite regimuri de $ncărcare, corespunde cel mai %ine din

punct de vedere al funcţionării sistemului energetic de alimentare!+aracteristicile de tip moale asigură, prin forma lor, limitarea momentului i

corespunzător a curentului la frânarea completă a electromotorului "regimul descurtcircuit# care, aa cum s>a menţionat, poate să apară $n condiţii normale de e4ploatarea instalaţiei de guvernare! ' asemenea limitare pentru electromotoarele alimentate de lareţeaua navei se asigură cu caracteristici mecanice artificiale o%ţinute prin introducereaunor rezistenţe $n circuitul rotorului iar $n cazul sistemului generatormotor prin$nfăurarea serie anticompound de la generator!

Reglarea vitezei electromotoarelor se realizează pe seama folosirii caracteristicilor mecanice artificiale! Numărul lor determină posi%ilităţile sistemului de acţionareelectrică! +ele mai largi posi%ilităţi le oferă sistemul generator>motor! +alitatea reglăriidepinde nu numai de numărul caracteristicilor artificiale ci i de forma lor! În cazulsarcinilor mici, când momentul de sarcină este $n urul valorii 1 7 caracteristicilemecanice ale sistemului generator>motor dau posi%ilităţi mari de sc(im%are a vitezei, $ntimp ce sistemul cu alimentare directă a electromotorului are un domeniu mic de reglarea vitezei! "segmentul a% din figurile 8!A i 8!C#!

În cazul $n care pentru sarcini mici, $n urul valorii 1 7 , este necesar să se asigure oviteză constantă de deplasare a cârmei, independent de oscilaţiile cuplului de sarcină,caracteristicile mecanice moi care corespund cel mai %ine sunt de asemenea cele



asigurate de sistemul generator>motor! +aracteristicile mecanice moi de formă(iper%olică au panta mare $n zona sarcinilor mici i ca urmare la oscilaţiile sarciniituraţia se modifică "segmentul cd din figurile 8!A i 8!C#!

Motoarele de curent continuu cu e?citaţie derivaţie alimentate direct de la reţea,se folosesc, de regulă, cu o rezistenţă permanent conectată $n circuitul indusului, pentru$nmuierea caracteristicii mecanice i pentru limitarea momentului de repaus su% curent!1stfel de motoare se utilizează, de regulă, pentru puteri mici, până la 6L, din cauza

pierderilor de energie pe rezistenţa permanent conectată! 1cest tip de motor se folosete,de asemenea, $n sistemul generator>motor ca motor de e4ecuţie! În acest caz $nfăurareade e4citaţie derivaţie este folosită ca $nfăurare de e4citaţie independentă!

/a motoarele de curent continuu cu e4citaţie mi4tă, la $ncărcarea nominală, e4citaţiaserie creează 68O din valoarea totală a flu4ului mainii! Motoare de acest tip se folosesc$n mod o%inuit pentru puteri de până la 3*L!

Electromotoarele de curent alternativ folosite pentru acţionarea cârmei sunt de

Fig/ 2/5/ Caracteristici mecanice de tip moale de .ormăconve?ă @sistemul 9EM

tipul asincron $n scurtcircuit i asincron cu rotorul %o%inat!Motoare asincrone cu rotor 0n scurtcircuit, de construcţie normală, au

caracteristica mecanică rigidă! 5entru $nmuierea caracteristicii mecanice i pentruuurarea pornirii se construiesc motoare asincrone $n scurcircuit speciale: cu du%lăcolivie, cu %are $nalte i cu rezistenţa rotorului mărită! 1stfel de motoare au alunecarea

mărită $n raport cu construcţiile normale i ca urmare caracteristica mai puţin rigidă!Motoarele asincrone $n scurtcircuit cu mai multe trepte de turaţie folosite $n

acţionarea cârmei sunt $n mod o%inuit cu două trepte de turaţie $n raportul 3:) sau 6:)!În ta%elul 8!6 se prezintă caracteristicile te(nice ale electromotoarelor din seria M1=

cu două trepte de turaţie!2alorile mari ale curenţilor de pornire, pierderile interne $nsemnate de energie i

$ncălzirea, ocurile mecanice $n acţionare, sunt factori care limitează folosirea acestor tipuri de motoare $n acţionări ale cârmei!

Motorul asincron cu rotor =o=inat se poate folosi pentru acţionarea cârmei, dar utilizarea sa pentru acest scop este mai rar $ntâlnită!



2/)/1/ Caracteristici mecanice :i tipuri de electromotoare.olosite pentru cârme cu transmisie ;idraulică

+aracteristicile mecanice necesare sunt determinate de particularităţile transmisiei(idraulice! 5entru acest tip de transmisie sunt necesare electromotoare cu caracteristicarigidă care asigură menţinerea constantă a turaţiei pompei la modificări ale sarcinii! Înaceste condiţii, pentru nave electrificate $n curent continuu se folosesc motoare decurent continuu, cu e4citaţie $n paralel! 5entru nave electrificate $n curent alternativ, careconstituie maoritatea navelor, se folosete motorul asincron $n scurtcircuit cu alunecarenormală! În cazul transmisiilor (idraulice motorul electric este folosit pentru funcţionare$n regim de lungă durată cu turaţie constantă i cu sarcina varia%ilă $n funcţie de de%itul

pe care $l realizează pompa!/imitarea momentului de repaus al acţionării, $n cazul stopării cârmei sau ocurilor

date de valuri, se realizează $n acest caz prin sistemul transmisiei (idraulice! /a valoriale presiunii fluidului de lucru care depăesc de ),8 ori valoarea nominală, acţioneazăun sistem de valvule care limitează creterea presiunii!

Regimul de lucru de lungă durată cu turaţia constantă, $n unele cazuri, este asiguratde motoare sincrone! &tilizarea acestora permite pe de o parte asigurarea regimului delucru al pompei cu turaţie constantă, iar pe de altă parte, contri%uie la $m%unătăţireafactorului de putere al reţelei navei!

2/1/ "c;eme electrice de comandă a acţionării cârmelor cu .uncţionare simplă princontactoare :i relee

c(emele de comandă ale instalaţiilor de acţionare electrică a cârmelor tre%uie săasigure pornirea, reglarea vitezei, frânarea , inversarea sensului de rotaţie, limitareamomentului de repaus su% curent i protecţia electromotoarelor de acţionare!

5entru puteri mici, apro4imativ până la )*L, sistemele de comandă cu contactoare

i relee prezintă avantaul simplităţii i al preţului de cost redus deoarece pentru astfel

de puteri cantitatea de aparata electric necesară este redusă, ceea ce le conferă o

funcţionare sigură i pierderi relativ mici de energie!

/a puteri mari, care depăesc )*L, se mărete considera%il cantitatea de aparata

electric i ca urmare se mărete nesiguranţa $n funcţionare, pierderile de energie perezistenţele de pornire i reglare sunt mari, preţul de cost crete de asemenea i de aceea$n astfel de cazuri sc(emele de comandă cu contactoare i relee nu se recomandă! 5entruastfel de puteri se folosete, de regulă, sistemul generator>motor!

În figura 8! sunt reprezentate elementele principale care compun sc(emele de

acţionare a cârmei prin contactoare i relee!

emnificaţiile notaţiilor din figura 8! este următoarea:-0 > ta%loul general de alimentareB

M > staţie magnetică cu contactoare i releeB



R > cutie cu rezistenţeB+ > comutator de posturiB

5+ > post de comandăB

ME > electromotorul de e4ecuţieB /+> limitator de cursă!

Fig/ 2/6/ !lementele sc;emei =loc de comandă a acţionării cârmei prin

contactoare :i relee/

În funcţie de felul curentului de la %ordul navei, continuu sau alternativ, i de puterea necesară, motorul electric de e4ecuţie poate fi: de curent continuu cu e4citaţie

derivaţie sau mi4tă, de curent alternativ de tip asincron $n scurtcircuit cu o turaţie pentru puteri mici i cu două turaţii pentru puteri mai mari!

"c;eme electrice de comandă pentru motoare de curent alternativ/ În aceste sc(eme pentru acţionarea electrică a cârmei se folosete de regulă, motorul

asincron $n scurtcircuit cu alunecare mărită "du%lă colivie sau %are $nalte# cu una saudouă viteze! Motorul asincron cu rotor %o%inat este mai rar $ntâlnit!

Motorul asincron $n scurtcircuit cu alunecare mărită având una sau două viteze se

$ntre%uinţează pentru puteri până la

1limentarea circuitelor de comandă ale acestor sc(eme se face fie $n curentalternativ, fie $n curent continuu de la un redresor! 1vantaul alimentării $n curentcontinuu constă $n posi%ilitatea folosirii aparataului electric de curent continuu care

prezintă mai multă siguranţă $n funcţionare!

În figura 8!)6 este prezentată sc(ema electrică de comandă cu motor asincron având o

singură viteză!

Elementele componente ale sc(emei din figura 8!)6 sunt:m) > motor asincron $n scurtcircuit cu alunecare mărităB+), +3 > contactoare de cuplare a electromotorului pentru rotirea cârmei spre tri%ord

sau spre %a%ordB



+6 > contactor de accelerareB +7> contactor de frânareB d), d3> relee de timpB

et), et3 > relee termice pentru protecţie electromotoruluiB

REM), REM3 > %o%ine pentru revenirea electromagnetică a contactelor releelor termiceB

%), %3 > %utoane de comandăB %6 > %uton pentru comanda revenirii contactelor releelor termiceB(), (3, (6 > lămpi de semnalizare a poziţiei cârmeiB %7 > contactele limitatorului de cursăB m3

> transformatorB n > punteredresoareB R > rezistenţe de pornire!

e aplică tensiunea reţelei de alimentare prin $nc(iderea $ntrerupătorului a! e

aprinde lampa (3, lumină al%ă, indicând poziţia cârmei $n planul diametral, celelalteelemente ale sc(emei rămân $n poziţia reprezentată $n sc(emă!

5entru rotirea cârmei spre tri%ord se apasă pe %utonul %)! 5rin apăsarea pe acest %uton se $nc(ide circuitul de alimentare a contactorului +) i acesta prin contactele sale principale cuplează $nfăurarea statorică la reţea! Motorul pornete având conectaterezistenţele R de limitare a curenţilor de pornire $n serie cu $nfăurările statorului! Înacelai timp se desc(ide contactul +) "6>8# i se $nc(id contactele +) "3>7# i +) "9>C#!Înc(izându>se contactul +) "3>7# se sta%ilete circuitul de alimentare al releului d) iacesta după un anumit timp $i va $nc(ide contactul d) "3>7#!

-emporizarea la $nc(idere a acestui contact se alege astfel $ncât regimul tranzitoriu

de scădere a curentului de pornire până la valoarea normală să se termine! /a $nc(idereacontactului +) "9>C# este alimentat releul d3 i contactul acestuia, d3 "3>7#, se $nc(ide!.o%ina contactorului de frânare +7 rămâne $n continuare nealimentată, deoarece $ncircuitul său este desc(is contactul +) "6>8#!

După un timp, se $nc(ide contactul d) "3>7# i este alimentat +6 carescurtcircuitează rezistenţele R conectând $nfăurarea motorului la $ntreaga tensiune areţelei!Motorul funcţionează pe caracteristica lui naturală i rotete cârma spre tri%ord! Micareadurează atâta timp cât se ţine apăsat %utonul %)!

5entru oprire se eli%erează %utonul %) care revine $n poziţia normală! 5rin acesta se

$ntrerupe circuitul contactorului +) i motorul este deconectat de la reţea! e $nc(idecontactul +) "6>8# i se desc(ide contactul +) "9>C# prin care se $ntrerupe alimentareareleului d3!

5entru un anumit timp, dat de temporizarea la desc(idere a contactului d3 "3>7#, sesta%ilete circuitul de alimentare a contactorului de frânare, +7, ale cărui contacte

principale se $nc(id i cuplează alimentarea $n curent continuu a două faze ale$nfăurării statorice! Motorul deconectat de la reţea trece $n regim de frânare dinamică!În rotorul care se $nvârtete su% acţiunea forţelor de inerţie $n câmpul magnetic constantdat de curentul continuu ce trece prin cele două faze ale $nfăurării statorului se induccurenţi care vor da natere unui cuplu de frânare! -impul de frânare se fi4ează prinreglarea temporizării la desc(idere a contactului d3 "3>7#!



Frânarea mecanică a electromotorului nu se $ntre%uinţează $n sc(emele de acţionarea cârmei, deoarece nu poate avea o funcţionare sigură datorită numărului mare deconectări i deconectări pe oră la care este supus electromotorul cârmei $n timpule4ploatării instalaţiei de guvernare!



Fig/ 2/+1 "c;ema electrică de comandă cu contactoare :i relee a acţionării cârmeicu motor asincron 0n scurtcircuit având o singură vite#ă/



Dacă $n timpul rotirii cârmei este depăit ung(iul ma4im admis, se desc(ide contactullimitatorului de cursă, %7 ")>3#, care $ntrerupe circuitul contactorului +)!Electromotorul este deconectat de la reţea i trecut $n regim de frânare dinamică cu toatecă apăsarea pe %utonul %) continuă!

5entru rotirea cârmei $n celălalt %ord se apasă pe %utonul %3 i se $nc(ide circuitul %o%inei contactorului +3! +ontactele principale ale acestuia conectează $nfăurareastatorului la reţea, cu două faze inversate faţă de cazul anterior! 5rin aceasta sensul derotaţie a motorului asincron se sc(im%ă i cârma este deplasată spre %ordul %a%ord! Încontinuare funcţionarea este aceeai ca $n cazul rotirii cârmei spre tri%ord!

+a i $n sc(emele studiate anterior limitarea ung(iului ma4im de rotire a cârmei i $n

acest caz este realizată de contactele %7 ")>3# i %7 "6>7# ale limitatorului de cursă!

/imitarea momentului de repaus su% curent $n cazul motoarelor asincrone $n

scurtcircuit se realizează prin măsuri constructive, alegând motoare cu alunecare mărită!

5rotecţia la suprasarcină este asigurată de releele termice, et, a căror acţionare estetemporizată pentru a evita funcţionarea lor la curenţii de pornire sau suprasarcini de

scurtă durată!

/a apariţia unei suprasarcini care se menţine, acţionează unul sau am%ele relee i prin desc(iderea contactelor et) "6>8#, et3 "6>8# electromotorul este scos din funcţiune!După acţionare, contactele rămân %locate $n poziţia desc(isă i pentru readucerea lor $n

poziţia normală "$nc(isă# se apasă pe %utonul %6, sunt alimentate %o%inele de revenireelectromagnetică, REM i acestea $nlătură %locaul mecanic i aduc contactele $n poziţiainiţială, normal $nc(isă!

În acelai timp, la apăsarea %utonului %6 prin $nc(iderea contactului %6 "6>7# se

anulează acţiunea protecţiei de suprasarcină! În acest fel, $n anumite situaţii i pe o

durată de timp limitată, se poate menţine funcţionarea electromotorului $n suprasarcină!

+omanda cu contactoare i relee $n curent alternativ a acţionării cârmei cu motor

asincron $n scurtcircuit având două trepte de vite#ă este prezentată $n figura 8!)7!

tatorul motorului asincron are două $nfăurări separate, construite cu număr de poli

diferiţi! Elementele componente ale sc(emei electrice de acţionare sunt:

m) > motor asincron $n scurtcircuit cu două trepte de vitezăB+), +3 > contactoare de cuplare a electromotorului pentru rotirea cârmei spre tri%ord sau

spre %a%ordB+6, +7 > contactoare pentru sc(im%area treptelor de vitezăB+8 > contactor defrânareB d > releu detimpB

et) et7 > relee termice pentru protecţie la suprasarcinăB

REM)REM7 > %o%ine pentru revenirea electromagnetică a contactelor releelor termiceB %")>)T# %"9>9T#> contactele controlerului de comandăB

%) > contactele limitatorului de cursăB



(), (3, (6 > lămpi de semnalizare a poziţiei cârmeiBm3 > transformatorB n > punte redresoare!

După aplicarea tensiunii de alimentare de la reţeaua %ordului, prin $nc(iderea

$ntrerupătorului a, situaţia elementelor sc(emei nu se sc(im%ă faţă de cea prezentată $n

figura 8!)7! Dacă cârma se află $n planul diametral este $nc(is contactul limitatorului de

cursă %) "A>C# i se aprinde lampa (3, culoarea al%ă!

5ornirea, inversarea sensului de rotaţie i oprirea electromotorului se fac cu autorul

controlerului de comandă! 5oziţia * corespunde stării de repaus, poziţia ) > funcţionării

cu viteză mică, iar poziţia 3 > funcţionării cu viteză mare!

5entru deplasarea cârmei $n %ordul tri%ord se pune maneta controlerului pe poziţia )

i se $nc(id contactele % ")>)T#, % "6>6T#, % "9>9T# i se desc(ide contactul % "8>8T#! unt

alimentate contactoarele +) i +6 care cuplează electromotorul la reţea pentru

funcţionare cu viteză minimă, $n sensul rotirii c$rmei spre tri%ord! e desc(id contactele

+) "6>8# i +6 "6>8# care %loc(ează funcţionarea contactoarelor +3 i +7! e $nc(ide

contactul +) "3>7# i se desc(ide contactul +) "A>#! 5rin contactele % "9>9T# i +) "3>7#

este alimentat releul de timp d care $nc(ide contactul d "3>7#!

+ontactorul +8 rămâne $n continuare nealimentat $ntrucât $n circuitul său sunt

desc(ise contactele % "8>8T# i +) "A>#! /a trecerea controlerului pe poziţia 3 se

desc(ide desc(ide contactul % "6>6T# i se $nc(ide contactul % "7>7T#, este $ntrerupt

circuitul %o%inei contactorului +6 i se $nc(ide circuitul %o%inei contactorului +7! Încircuitul principal al motorului se desc(id contactele +6 i se $nc(id contactele +7 prin

care se conectează $nfăurarea corespunzătoare vitezei mari!

5entru oprire se aduce maneta controlerului $n poziţia zero! e $nc(ide contactul %

"8>8T#, se $ntrerupe circuitul de alimentare a releului de timp d, $nsă contactul acestuia d

"3>7# fiind cu temporizare la desc(idere nu se desc(ide imediat i pentru o anumitădurată se sta%ilete circuitul de alimentare a contactorului de frânare +8, careconectează alimentarea a două faze ale $nfăurării statorului de la redresorul n! Înaceastă situaţie, electromotorul deconectat de la reţea trece $n regim de frânare

dinamică! -impul de frânare dinamică este determinat de temporizarea la desc(idere acontactului d "3>7#!

+ontactele +) "6>8# i +3 "6>8# nu permit funcţionarea simultană a contactoarelor

+) i +3 constituind un %loca electric $ntre acestea! 1celai %loca electric se aplică i

pentru contactoarele +6, +7 care nu tre%uie să funcţioneze simultan! 5rotecţia la

suprasarcină este realizată de releele termice et!

5rotecţia la suprasarcină este realizată de releele termice et!



Fig/ 2/+,/ "c;ema electrică de comandă cu contactoare :i relee a acţionării cârmei

cu motor asincron 0n scurtcircuit având două trepte de vite #ă/



Releele termice de suprasarcină se montează pe fiecare fază a $nfăurării statorice

sau numai pe două faze, aa cum este cazul din figura 8!39! 1vându>se $n vedere că

suprasarcina apare totdeauna cel puţin $ntre două faze, electromotorul este proteat

suficient dacă se montează relee termice numai pe două faze ale $nfăurării sale!5rotecţia este mai sigură dacă se pun relee termice pe fiecare fază, deoarece $n acest caz

curentul de suprasarcină se $nc(ide cel puţin prin două relee termice i pro%a%ilitatea de

funcţionare a acestora este mai mare!

După ce au acţionat, contactele releelor termice rămân %locate $n poziţia desc(is!

5entru revenirea lor $n poziţia normal $nc(isă se apasă pe %utonul %3, sunt alimentate

%o%inele REM) REM7, care readuc contactele et $n poziţia iniţială! ?i $n acest caz la

apăsarea %utonului %3 se anulează, pe durata apăsării, protecţia la suprasarcină i

electromotorul poate funcţiona $n aceste condiţii o anumită durată de timp!

c(emele de comandă prin contactoare i relee a acţionării cârmei se folosesc deregulă pentru nave mici costiere, portuare, sau fluviale, care necesită puteri mici aleelectromotorului de acţionare i reprezintă o soluţie simplă i sigură $n funcţionare

pentru astfel de nave!

2/,/ Acţionarea electro;idraulică a cârmelor cu .uncţionare sincroni#ată În transmisiile (idraulice pentru urmărirea comenzii timonei i deplasarea

manipulatorului pompei de de%it varia%il $n poziţia de lucru, se folosesc două sisteme deurmărire mecanică: cu pârg(ii i cu diferenţial conic!

Acţionarea electro;idraulică cu sistem de urmărire cu pârg;ii este prezentată $nfigura 8!)8!+a sistem de urmărire electrică a comenzii dată de timonă este folosită acţionarea

generator>motor cu sistem de urmărire cu contacte reostatice!Elementele sistemului de urmărire electrică din figura 8!)8 sunt: transmiţătorul

acţionat de timonă )9B receptorul legăturii inverse )AB e4citatricea )) cu două $nfăurăride e4citaţie diferenţialeB servomotorul electric de e4ecuţie C având indusul alimentatdirect de e4citatrice i $nfăurarea de e4citaţie independentă alimentată de la un redresor de curent continuu! ervomotorul electric C fiind de putere mică nu mai este necesarătreapta de amplificare, cu generator de curent continuu!

5entru acţionarea transmisiei (idraulice sistemul de urmărire electrică se continuă cuun al doilea sistem de urmărire mecanică de tipul cu pârg(ii! 1cest sistem se compunedin uru%ul fără sfârit acţionat printr>o transmisie melc>roată melcată A de cătreservomotorul electric CB piuliţa )*B tia de comandă )6 legată printr>o articulaţie de

piuliţa )* i prin glisiere cu pârg(ia 8 care acţionează manipulatorul pompei i cu pârg(ia )7 cuplată cu a4ul cârmei!

Reprezentarea cu linie plină a sistemului de urmărire cu pârg(ii corespunde poziţieide repaus a acţionării! Manipulatorul pompei este $n poziţia de de%it nul, punctul deintersecţie al pârg(iilor 8 i )6 este $n %!



Fig/ 2/+2/ Acţionarea electro;idraulică a cârmei cu sistem de urmărire cu

pârg;ii

) > valvule de transferB 3 > ro%inet de transferB 6 > rezervor de uleiB 7 > ventileB 8 >manipulator pompăB 9 > pompăB A > angrena melc>roată melcatăB C > servomotor electricde c!c!B > uru% fără sfâritB )* > piuliţăB )) > generator de c!c! cu e4citaţie diferenţialăB)3 > motor asincron $n scurtcircuit pentru acţionarea pompeiB )6 > tiă de comandăB )7 >legătura mecanică inversă, de la a4ul cârmeiB 8 > resort amortizorB )9, )A > transmiţători receptor $n sistemul de urmărire electricăB )C > rama comună pistoanelorB ) > mufa delegăturăB3* > ec(ea cârmeiB 3) > ec(ea pentru comanda de avarie cu ca%luri trase deca%estanul pupaB 33 > scripeţi!

/a deplasarea timonei cu un ung(i oarecare $n unul din %orduri, prin sistemul deurmărire electrică se pune $n funcţiune servomotorul electric C care prin angrenaul A iuru%ul deplasează piuliţa )* spre dreapta sau spre stânga $n funcţie de %ordul $n carese comandă rotirea cârmei! +onsiderăm că deplasarea se face spre dreapta $n poziţia c )!Întrucât iniţial punctul a al tiei de comandă )6, legat mecanic cu a4ul cârmei, este fi4,se deplasează pârg(ia 8 a manipulatorului pompei, spre dreapta, pe distanţa % %)!

Deplasarea manipulatorului are ca urmare deplasarea e4centricului pompei de de%itvaria%il! 5ompa $ncepe să de%iteze i transferă uleiul dintr>un cilindru $n celălalt

producând micarea de translaţie a pistoanelor care se transmite prin ec(e la a4ul



cârmei! 14ul cârmei se rotete $n sensul comandat de timonă i micarea sa se transmite pârg(iei )7 care deplasează punctul a spre stânga! +ând cârma s>a rotit cu ung(iulcomandat de timonă, pârg(ia )7 deplasează punctul a $n poziţia a )! -ia de comandă )6ocupă poziţia c) %a) care corespunde unei noi stări de ec(ili%ru, pârg(ia 8 aduce

manipulatorul pompei $n poziţia de de%it nul i transmisia (idraulică $ncetează!În situaţia $n care se comandă un ung(i mare de deplasare a cârmei, $n acelai timp

cu rotirea timonei $ncepe cu o mică $ntârziere i funcţionarea sistemului de urmărire cu pârg(ii al transmisiei (idraulice! Micarea continuă a timonei spre ung(iul comandateste urmărită de micarea cârmei i după oprirea timonei cu o mică $ntârziere se opretei cârma care a auns la $nclinarea comandată!

În transmisiile (idraulice limitarea momentului de repaus sau a suprasarcinilor careapar la lovituri ale cârmei produse de valuri sau o%iecte "g(eaţă, %uteni# se face pe

partea (idraulică prin valvule de siguranţă! uprasarcina creată de $nţepenirea sau %locarea cârmei are ca rezultat creterea presiunii fluidului de lucru! 2alvulele de

siguranţă acţionează la creterea presiunii de ),8 ori peste valoarea nominală i conduco parte din fluid de la refulare spre aspiraţie limitând $n acest mod creterea presiunii! Însc(ema din figura 7!69 valvulele de transfer ) au acest rol de limitare a creterii

presiunii fluidului de lucru!În caz de avarie, prin desc(iderea ro%inetului 3 se egalizează presiunile la admisie i la refulare $n cei doi cilindri, iar ec(ea cârmei 3) este acţionată prin tracţiunea $n ca%luri, efectuată cu autorul ca%estanului din pupa navei!

Acţionarea electro;idraulică cu sistem de urmărire cu di.erenţial conic este prezentată $n figura 8!)9! Elementul de %ază al acestui sistem de urmărire $l constituiediferenţialul conic cu camă pentru deplasarea manipulatorului pompei, reprezentat $nfigura 8!)A!

Fig!8!)9! 1cţionarea electro(idraulică a cârmei cu sistem de urmărire cu diferenţial conic



) > motor asincron $n scurtcircuit pentru acţionarea pompeiB 3 > pompaB 6 >manipulatorul pompeiB 7 > presa (idraulică cu două perec(i de pistoaneB 8 > a4ul cârmeiB

9 > cremalieră dinţată pentru legătura inversăB A > diferenţial conic al sistemului deurmărireB C > a4iometruB > transmiţător pentru indicarea $ndeplinirii comenziiB )* >

pompă manuală cu roţi dinţateB)) > timona postului local de comandă manualăB )3 > mufă de legăturăB )6 > servomotor

electricB)7 > diferenţial care permite funcţionarea separată sau $mpreună a celor două

servomotoare electrice!

istemul se compune dintr>o perec(e de roţi conice 1B . i o roatăsatelit pe care este fi4ată cama Acare acţionează manipulatorul

pompei 6! Roata dinţată 1 este acţionatăde timonă prin sistemul de urmărireelectric iar roata dinţată . este acţionatăde a4ul cârmei printr>o transmisiemecanică!

Deplasarea timonei, printr>unsistem electric de urmărire, care poate fi

similar cu cel folosit $n sc(ema dinfigura )8!69, pune $n funcţiuneservomotorul electric )6! Micareaservomotorului este transmisă roţii 1 a

diferenţialului conic A!

Fig/ 2/+4 Di.erenţial cu camă pentrudeplasarea manipulatorului pompei

Deoarece $n prima fază cârma este $n repaus, roata . a diferenţialului conic este fi4ă

i ca urmare a rotirii roţii 1, roata satelit cu camă se deplasează pe circumferinţa roţilor conice i $nclină cama A care deplasează pârg(ia manipulatorului pompei $n poziţia dee4centricitate ma4imă! 5ompa lucrează cu de%itul nominal pe toată durata deplasăriicârmei!

5e măsură ce pistoanele presei (idraulice se mică, a4ul cârmei se rotete, prin

deplasarea cremalierei 9 se rotete pinionul fi4at pe acelai a4 cu roata . a diferenţialului

conic! Deplasarea cârmei, prin această legătură mecanică inversă, rotete $n sens invers

roata . a diferenţialului! După oprirea servomotorului, când cârma a auns $n poziţia

comandată, prin legătura mecanică inversă creată de cremaliera 9 i pinion, roata . s>a



rotit, $n sens invers, cu acelai ung(i ca i roata 1! Roata satelit i cama A este adusă $n

poziţie neutră i de%itul pompei $ncetează!

+a i $n cazul cârmelor cu transmisie mecanică, $n acţionările electro(idraulice a4ul

cârmei antrenează mecanic i a4ul limitatorului de cursă care nu este reprezentat $ndesene! 5rin contactele limitatorului de cursă, dispuse $n circuitele sistemului de

urmărire electrică, este limitată deplasarea cârmei $n cele două %orduri i se

semnalizează optic poziţia cârmei faţă de planul diametral!

În ceea ce privete sistemul de urmărire electrică $n transmisiile (idraulice, $n afara

sistemului de urmărire de tipul prezentat "generator>motor cu contacte reostatice# se

folosete un alt sistem de urmărire realizat de firma iemens c(ucert Lere care

utilizează ca servomotor pentru comanda sistemului de urmărire mecanică, un motor

asincron $n scurtcircuit!

"istemul electric de urmărire pentru comanda acţionărilor electro;idrauliceavând ca servomotor un motor asincron 0n scurtcircuit este prezentat $n figura 8!)C!

Fig/ 2/+5/ "c;ema de principiu a sistemului electric de urmărire cu

servomotor de tip motor asincron 0n scurtcircuit

5entru comanda servomotorului m) se folosesc două amplificatoare magnetice

identice, 1M) i 1M3, care funcţionează $n regim de releu i $n funcţie de deplasarea

timonei, spre tri%ord sau spre %a%ord, conectează alimentarea %o%inelor contactorilor +)

sau +3, iar servomotorul se va roti spre dreapta sau spre stânga! Micarea servomotorului

m), prin sistemul de urmărire cu pârg(ii i sistemul (idraulic se transmite la a4ul cârmei

realiz$nd deplasarea acestuia $n sensul i cu ung(iul comandat de timonă!



1plicarea semnalului de comandă a amplificatoarelor magnetice se realizează cu

autorul transmisiei cu selsine i a redresorului sensi%il la fază! -imona este cuplată

mecanic cu selsinul transmiţător, -, iar a4ul cârmei cu selsinul receptor, R!

-ransmisia cu selsine lucrează $n regim de transformator! Înfăurarea rotoricămonofazată a selsinului receptor, R, este dispusă pe linia mediană a redresorului

sensi%il la fază constituit din transformatorul m3 i punţile redresoare n) i n3!

În starea de repaus când ung(iul de $nclinare al cârmei coincide cu ung(iul

comandat de timonă, I > , tensiunea electromotoare indusă $n $nfăurarea monofază

a selsinului receptor este nulă i curenţii de la ieirea redresorului sensi%il la fază, sunt

egali , *c= I *c/! În această situaţie, amperspirele create de $nfăurările de comandă

Kc=, KLc/ i KLc=, KLc/ sunt egale i fiind de sensuri contrare se compensează $n cele

două amplificatoare magnetice!emnalul de comandă a amplificatoarelor magnetice fiind nul, miezul magnetic este

nesaturat, permea%ilitatea magnetică , , are valoarea ma4imă i drept urmare

reactanţele $nfăurătorilor de sarcină, K= M, K=H pentru 1M) i K/ M, K/H pentru

1M3, au valori ma4ime! +urenţii de sarcină au valori minime i contactoarele +) i +3

nu funcţionează!

Înfăurările de sarcină ale amplificatoarelor magnetice sunt $mpărţite $n câte două

părţi egale i pentru fiecare amplificator sunt montate $n %raţele punţii redresoare n6 sau

n7! +urentul prin fiecare $nfăurare trece numai pe durata unei semiperioade a tensiuniialternative i poate fi considerat ca având o componentă continuă i o componentă

alternativă! +omponentele continue din cele două semi$nfăurări de sarcină ale

amplificatorului magnetic creează un flu4 constant de reacţie internă al cărui sens, opus

$n cele două amplificatoare magnetice, este reprezentat prin săgeţi!

Dacă se rotete timona cu un ung(i oarecare, să considerăm > , $n $nfăurarea

monofazată a selsinului receptor se induce o tensiune electromotoare de mărime

proporţională cu diferenţa ung(iurilor celor două selsine i de fază dependentă de sensul

$n care s>a rotit timona! 1ceastă tensiune electromotoare este $n fază cu tensiunea

produsă pe o umătate a $nfăurării secundare cu priză mediană a transformatorului m3

i este $n opoziţie de fază cu tensiunea produsă pe cealaltă umătate, deci tensiunile

aplicate punţilor redresoare n) i n3 sunt diferite!

+onsiderăm că pentru un anumit sens de rotire a timonei rezultă

*c= *c/ i ca urmare amperspirele de comandă pentru amplificatorul 1M),

K 4c= *c=K 4c/ *c/, iar pentru amplificatorul 1M3, rezultă K O c= *c=K

O c/ *c/ !



e o%servă că pentru amplificatorul 1M) diferenţa flu4urilor de comandă are acelaisens cu flu4ul de reacţie internă $n timp ce pentru amplificatorul magnetic 1M3 aceastădiferenţă este de sens contrar flu4ului de reacţie internă! +a urmare miezul magnetic alamplificatorului 1M) se saturează $n timp ce miezul magnetic al amplificatorului 1M3

rămâne nesaturat! cad la valoarea minimă reactantele $nfăurărilor de sarcină aleamplificatorului magnetic 1M) i crete la valoarea ma4imă curentul de sarcină

producând anclanarea contactorului +)!5rin contactele contactorului +) este alimentat servomotorul m) care se rotete $n

sensul corespunzător sensului $n care s>a rotit timona! 5rin sistemul de urmărire cu pârg(ii este pusă $n funcţiune presa (idraulică care deplasează a4ul cârmei! Micareacârmei se transmite mecanic la rotorul selsinului receptor care se va roti $n acelai sensca timona! +ând $nclinarea cârmei este aceeai cu ung(iul comandat de timonă

> , tensiunea electromotoare indusă $n $nfăurarea monofazată a selsinului receptor estenulă, curenţii la ieirile redresorului sensi%il la fază sunt egali, diferenţa amperspirelor

de comandă a amplificatoarelor magnetice se anulează, scade la valoarea minimăcurentul de sarcină al amplificatorului 1M), se deconectează contactorul +) i micareaservomotorului m) $ncetează!

5entru oprirea rapidă a servomotorului la deconectarea alimentării, se prevedefrânarea dinamică! /a conectarea alimentării motorului, pe parcursul primeisemiperioade, se $ncarcă condensatorul + prin dioda n8 i rămâne $ncărcat pe toatădurata funcţionării servomotorului $ntrucât se desc(ide unul din contactele +) "6>8# sau+3 "6>8#! /a deconectarea alimentării motorului de la reţea contactele +) "6>8#, +3 "6>8#sunt $nc(ise i condensatorul se descarcă pe două faze ale $nfăurării statorice realizândfrânarea dinamică a servomotorului m)!

Mainile electro(idraulice de cârmă au de o%icei două pompe cu de%it varia%il caresunt acţionate de motoare asincrone $n scurtcircuit! ' singură pompă este capa%ilă săasigure regimul de lucru, cea de a doua constituind rezerva instalaţiei!

"c;ema de comandă a acţionării electrice a pompelor pentru cele două tipuri de

instalaţii electro(idraulice este prezentată $n figura 8!)!

taţia magnetică de comandă a pompelor dispusă $n compartimentul cârmei, primete alimentarea de la ta%loul principal de distri%uţie "-!5!D!# prin două circuitedispuse pe cele două %orduri ale navei! Dacă, din cauza unor defecţiuni, un ca%lu dealimentare este scos din funcţiune, automat se conectează cel de al doilea, de rezervă!1ceastă operaţiune este efectuată automat prin contactoarele +) i +3 prevăzute cu

%locare electrică prin contactele +) "6>8# i +3 "6>8#! În situaţia normală, la aplicareatensiunii de la -5D acţionează unul din contactoarele +) sau +3, care are durata maimică de anclanare i prin contactul său normal $nc(is interzice cuplarea celui de>aldoilea!



Fig/ 2/+6/ "c;ema de comandă a acţionării electrice pentru pompeleinstalaţiei electro;idraulice de cârmă/



1limentarea de la -5D se dă pentru am%ele motoare electrice ale pompelor cude%it varia%il, comanda i controlul funcţionării putându>se face local, din

compartimentul cârmei, i de la distanţă, de pe puntea de comandă unde se aflăinstalat pilotul automat!

5entru pornirea locală a motorului electric de acţionare a pompei se punecomutatorul a6 "a7# pe poziţia /B este alimentată %o%ina contactorului +6 "+7# imotorul electric m) "m3# pornete prin conectare directă la reţea! În cazul pornirii dela distanţă, comutatorul a6 "a7# se pune pe poziţia D i comanda pornirii serealizează prin apăsarea %utonului cu reţinere %) "%3# de pe panoul postului decomandă de la distanţă! e aprinde lampa de semnalizare () "(3# care indicăfuncţionarea motorului m) "m3#! Este alimentat releul d) "d3# care prin desc(idereacontactului d) "6>8# Ud3 "6>8#V $ntrerupe alimentarea releului de timp d6 "d7#! Deasemenea este alimentat releul d8 "d9# care $nc(ide contactul d8 "3>7# Ud9 "3>7#V!

oneria (8 nu funcţionează $ntrucât este desc(is contactul d) "A># Ud3 "A>#V!5rotecţia la suprasarcină a motorului electric acţionează prin semnalizarea optică

i acustică fără deconectarea motorului electric de la reţea! În cazul apariţieisuprasarcinii care se menţine o anumită durată de timp, acţionează releele termiceet), et6 "et3, et7#! 5rin desc(iderea unuia din contactele acestor relee este $ntreruptăalimentarea releului d) "d3#, se $nc(id contactele d) "6>8#, d) "A>#, Ud3 "6>8#, d3"A#V prin care se alimentează releul de timp d6 "d7# i soneria (8!

Releul de timp desc(ide instantaneu contactele d6 "6>8#, d6 "A>#, Ud7 "6>8#, d7

"A>#V i $ntrerupe alimentarea lămpii () "(3# i alimentarea %o%inei proprii areleului d6 "d7#! +ontactele releului fiind cu temporizare la revenire, se vor $nc(ide

după un timp realizând din nou alimentarea lămpii () "(3# i alimentarea %o%inei proprii, după care instantaneu se desc(id contactele i ciclul se repetă astfel $ncâtlampa () "(3# funcţionează prin pâlpâire!

emnalul sonor poate fi $ntrerupt prin apăsarea %utonului %6! e alimenteazăreleul dA care prin desc(iderea contactului dA "6>8# $ntrerupe soneria (8 i princontactul dA "3>7# realizează automenţinerea alimentării releului dA!

/ampa de semnalizare () "(3# continuă să pâlpâie cât timp se menţine suprasarcina motoruluielectric!

În acest fel apariţia suprasarcinii nu conduce la scoaterea din funcţiune ainstalaţiei de guvernare! Dacă suprasarcina se menţine, operatorul tre%uie să ia

măsuri de pornire a pompei de rezervă, $ntreruperea funcţionării i efectuareaverificărilor necesare, deoarece depăirea unei anumite durate de funcţionare $nsuprasarcină duce inevita%il la supra$ncălzirea i distrugerea motorului electric!Întrucât sc(emele electrice ale celor două pompe sunt identice, pentru pornireamotorului electric m3 se vor lua $n considerare sim%olurile din paranteze!

5rotecţia la scurtcircuit, $n circuitele principale se realizează cu $ntrerupătoareleautomate a) "a3# montate $n staţia magnetică, iar $n circuitele secundare cu siguranţefuzi%ile!5rezenţa tensiunii de alimentare este semnalizată de lampa (6 montată la



postul local, $n compartimentul cârmei, i de lampa (7 montată $n postul decomandă la distanţă!

Acţionarea electro;idraulică pentru ma:ina de c0rmă cu palete tip FD!NBO este prezentată $n figura 8!3*!

5entru realizarea presiunii fluidului de lucru se folosesc două pompe identice!5ompa nr! ) asigură regimul normal de lucru, iar pompa nr! 3 intră $n funcţiune pedurate scurte de timp $n cazul $n care pompa nr! ) lucrează $n suprasarcină! c(ematransmisiei (idraulice este mai simplă comparativ cu cazurile prezentate anterior!5ompa lucrează cu de%it constant iar sensul de circulaţie al fluidului de lucru $nmaina cârmei se sta%ilete de un sertar de distri%uţie care are la capete doielectromagneţi! +ând electromagneţii nu sunt alimentaţi, sertarul ocupă poziţiamediană, presiunile $n conductele de refulare i admisie sunt egale, maina

(idraulică cu palete este $n repaus i cârma este situată $n planul diametral! Dacă estealimentat unul din electromagneţi, sertarul distri%uitor este atras spre stânga sau spredreapta realizând un anumit sens al presiunii fluidelor de lucru "$n fig! )9!)6conductele (aurate sunt su% presiune# i ca urmare se rotete $n sensul respectivtam%urul cu palete i cârma care este solidară cu acest tam%ur! e poate aprecia căsistemul de distri%uţie a fluidului $nglo%ează $n aceeai construcţie, douăelectrovalvule!

5rincipalele elemente componente ale sc(emelor electrice din figura 8!3* sunt:m > motor asincron $n scurtcircuit pentru acţionarea pompeiBm), m3 > transformatoare 6C*37 2Bm6 > transformator 33*37 2Bn), n3 > punţi redresoareB+) > contactor pentru cuplarea motorului electricB+3, +6 > contactoare pentru alimentarea instalaţiei de guvernareBd), d3 > relee pentru pornirea i oprirea motorului electricBdT) > releu de timp pentru pornirea de scurtă durată a pompei nr! 3Bd6 > releu pentru controlul tensiunii de alimentare a

electrovalvulelorBd7 > releu intermediar pentru acţiunea protecţiei la suprasarcinăBd8, d9 > relee pentru comutarea semnalizării la avarieBdA, dC > relee pentru comanda electrovalvulelorB

%), %3 > %utoane pentru pornirea i oprirea motorului electricB %6 > %uton de comutare a semnalului de avarieB %7, %8 > %utoane pentru comanda manuală directă a

electrovalvulelorBa) > $ntrerupător automatB a3, a6 > comutatoare pentru sta%ilirearegimului de funcţionareB), 3 > electrovalvulele de comandă a sensului de circulaţie a fluidului de lucru $n

maina cârmeiB



1limentarea cu energie electrică se face din ta%loul principal de distri%uţie"-5D# prin două circuite dispuse pe cele două %orduri ale navei ca i $n cazul

sc(emei prezentată $n figura 8!)C!a! "c;ema de comandă a motorului electric! 5entru pornire se apasă pe %utonul %),este alimentat releul d) i acesta $nc(ide contactele d) "3>7# i d) "9>C# realizândalimentarea contactorului +) i reţinerea alimentării proprii la $ncetarea apăsării pe %utonul %)! e $nc(id contactele contactorului +), motorul electric pornete iantrenează pompa cu turaţie constantă!

5entru oprire se apasă %utonul %3, este alimentat releul d3 i acesta desc(idecontactul d3 "6>8# prin care $ntrerupe alimentarea releului d) i motorul electric estedeconectat la reţea prin desc(iderea contactelor +)!

%! "c;ema de comutare a regimurilor de .uncţionare/ 1legerea regimului delucru se face prin fi4area $n poziţa corespunzătoare a comutatoarelor a3 i a6!

În regim manual, cu funcţionare simplă, prin apăsarea %utoanelor %7, %8 seconectează alimentarea electrovalvulelor ) sau 3 i cârma se rotete spre stângasau spre dreapta $n funcţie de %utonul care a fost apăsat! Micarea durează cât timpse ţine apăsat %utonul i ung(iul de $nclinare al cârmei este arătat de a4iometru! Încazul $n care depăete ung(iul ma4im admis, limitatorul de cursă, care nu estereprezentat $n sc(emă, $ntrerupe alimentarea electrovalvulei i instalaţia dealimentare se oprete!

În regim manual, cu funcţionare sincronizată, comanda cârmei este dată prinsistemul de urmărire cu contacte reostatice al cărui principiu de funcţionare a fost prezentat! În sc(ema prezentată $n figura 8!3*, poziţia %, la dezec(ili%rarea punţii

prin rotirea timonei cu un anumit ung(i, tensiunea care se o%ţine la periile 1, . esteamplificată i aplicată $n funcţie de polaritatea releelor dA sau dC! 5rin acţionareaunuia din relee, se sta%ilete alimentarea pentru electrovalvula corespunzătoare i se pune $n funcţiune acţionarea cârmei! Micarea cârmei $ncetează când ung(iul ei derotire este acelai cu cel comandat de timonă!



Fig/ 2/)*/ a E sc;ema de comandă a electromotorului pompei>



Fig/ 2/)*/ "c;ema electrică de comandă a acţionării electro;idraulice pentruma:ina de cârmă cu palete FD!NBO/ = E sc;ema de comutare a regimurilor de

.uncţionare :i sistemul de urmărire> c < sc;ema de semnali#are :i comandă

5entru funcţionarea $n regim automat se pune comutatorul a3 pe poziţia1&-'M1-H! În acest regim de funcţionare alimentarea electrovalvulelor este datăde sc(ema de comandă a pilotului automat! În cazul pilotului automat 1NJ&-@ sefolosete un sistem de urmărire cu contacte a cărui sc(emă de principiu a fost prezentată! 1tunci când nava se a%ate de la drum se $nc(ide unul din contacte, estealimentat un releu i acesta comandă alimentarea electrovalvulei care realizează $nfinal deplasarea cârmei $n aa fel $ncât nava să revină la drum!

c! "c;ema electrică de semnali#are :i alarmă ! /a pornirea motorului, prin

$nc(iderea contactului +) "3>7# se alimentează lampa (), culoare verde, care indicăfuncţionarea pompei! 5rotecţia electromotorului la suprasarcină este realizată dereleele termice, et, care acţionează prin intermediul releului d7! /a apariţiasuprasarcinii se $nc(ide cu temporizare, contactul et "3>7#, este alimentat releul d7 ise $nc(ide contactul d7 "3>7# prin care este alimentat releul dT)! 1cest releu varealiza pornirea pompei nr! 3 care nu este prezentată $n sc(emă dar, care are osc(emă similară cu a pompei nr! )! Durata de funcţionare a pompei nr! 3 este dată detemporizarea la desc(idere a contactului dT) "6>8#! /a $ntreruperea alimentăriireleului dT)! dacă suprasarcina se manifestă $n continuare, se va realiza o nouă pornire a pompei nr! 3!

Funcţionarea intermitentă a pompei nr! 3 va continua până la anulareasuprasarcinii sau $ntreruperea voită a instalaţiei! În acelai timp, regimul defuncţionare $n suprasarcină, este semnalizat sonor prin $nc(iderea contactului d7"9C# i alimentarea %uzerului (7! 5entru comutarea din semnal sonor $n semnal optic,se apasă pe %utonul %6, sunt alimentate releele d8, d9 i prin comutarea contactelor lor se realizează: $ntreruperea %uzeruluiB alimentarea lămpii de semnalizare (6,culoare gal%enăB automenţinerea alimentării releelor!

1%senţa tensiunii de alimentare a electrovalvulelor, sesizată de releul d6 care $nc(idecontactul d6 "6>8#, este marcată de aprinderea lămpii (3, de culoare roie!

2/2 "c;eme electrice de comanda a cârmelor cu .uncţionare automată/ -ilotulautomat

În timpul navigaţiei, pentru menţinerea navei pe drumul dat, este necesar ca periodic să se %andeze cârma la diferite ung(iuri, $ntr>un %ord sau altul, aa $ncâtdrumul real al navei nu este o linie dreaptă, ci o linie sinuoasă!



+u cât a%aterile sunt mai mari "timonierul mai puţin e4perimentat#, cu atât se reduceviteza medie de $naintare a navei!

Reducerea numărului de %andări ale cârmei necesare pentru menţinerea navei pe drumuldat ar duce la sporirea vitezei sale medii, deci la o economie de com%usti%il!1ceste consideraţii scot $n evidenţă avantaul menţinerii automate a navei pe drumuldat! În figura 8!3) se prezintă diagramele drumului navei i micării cârmei, ridicatee4perimental pentru regimurile de funcţionare cu pilot automat i cu comandămanuală, pentru menţinerea navei pe drum constant!

Diagramele prezentate $n figura 8!3) au fost ridicate pentru un anumit tip denavă i $n condiţiile de navigaţie: mare de gradul 3 i forţa vântului 6! Din acestereprezentări grafice rezultă cu claritate avantaele conducerii cu pilotul automat!

Rezultatele practice arată că la o cursă lungă viteza medie a navei care folosete pilotul automat se mărete până la 6O, iar numărul de fi4ări ale cârmei se reduce de

),8 > 3 ori! În afară de aceasta se uurează conducerea navei, iar $ntr>o serie de cazurinu mai este necesar timonierul pentru menţinerea navei pe drum!

5entru ca sistemul de comandă automată "pilotul automat# să poată menţinedrumul navei cu suficientă e4actitate este necesar ca el să $ndeplinească următoarelefuncţiuni:

a# /a a%aterea navei de la drumul dat, sistemul tre%uie să %andeze cârma cu un ung(isuficient pentru ca nava să $nceapă $ntoarcerea la drumul dat! 1cest ung(i iniţial alcârmei depinde de tipul navei i de condiţiile de navigaţie!

%# Imediat ce nava $ncepe să revină la drum, sistemul tre%uie să $nceapă$ntoarcerea cârmei $n planul diametral, mai $nainte ca nava să aungă la drumul dat!

c# /a revenirea navei pe drumul dat, sistemul tre%uie să reţină nava, adică să %andeze cârma cu un ung(i mic $n partea opusă %andării iniţiale!

d# -re%uie să se prevadă posi%ilitatea lărgirii zonei insensi%ile la a%aterile navei $nfuncţie de condiţiile $n care se navigă! 5e mare calmă sistemul se reglează săacţioneze la ung(iuri mici de a%atere a navei de la drumul dat, $n timp ce pe mareagitată sistemul se reglează pentru a acţiona la ung(iuri mari, dându>se astfel oli%ertate mai mare de a%atere a navei de la drum!



Fig/ 2/)+/ Diagramele de drum pentru menţinerea navei pe drum constant 0n

regimurile de .uncţionare pilot automat :i comandă manuală/

Deoarece toate sistemele de acţionare automată a instalaţiilor de cârmă folosescgirocompasul pentru menţinerea unei direcţii constante, ele se mai numescgirotimone sau giropilot!

"c;ema de comandă automată cu contacte a acţionării cârmei, prezentată $nfigura 8!33, a fost utilizată pentru prima dată la realizarea pilotului automat!5ăstrând $n esenţă, acest principiu i perfecţionându>l continuu pe %aza progresului

te(nic actual, piloţii automaţi realizaţi de firmele europene: 1E0, 1NJ&-@"0ermania#, E/E+-R'5RI.'R "Rusia#, DE++1 N12I01-'R "1nglia# suntutilizate frecvent la nave datorită performanţelor lor te(nice, siguranţei $nfuncţionare i simplităţii lucrărilor de $ntreţinere i reparaţii! 1cest tip de pilotautomat poate fi adaptat la orice sistem de acţionare electrică a cârmei!

+oncordanţa poziţiei ung(iulare a cârmei i a navei $n sc(ema de comandăautomată se realizează cu autorul sistemului de urmărire de tipul cu contacte!istemul se compune din două semiinele de contact ) i 3, separate de o porţiuneizolată i rola 6, care alunecă pe semiinele! emiinelele de contact sunt legate prin perii cu %o%inele contactoarelor +) i +3, ale căror contacte conectează alimentarea

$nfăurării de e4citaţie a generatorului, $n cazul acţionării electrice a cârmei prinsistemul genratormotor!emiinelele sunt fi4e faţă de navă, iar rola este cuplată printr>un mecanism

diferenţial 8 cu selsinul receptor 7 al girocompasului i cu selsinul receptor 9 altransmisiei ung(iului de $nclinare a cârmei!

+ând nava se găsete pe drumul dat, iar pana cârmei este $n planul diametral alnavei, rola calcă pe porţiunea izolată, %o%inele contactoarelor +) i +3 nu suntalimentate, curentul prin e4citaţia generatorului este nul i motorul cârmei se află $nrepaus "poziţia ), figura 8!36#!



Fig/ 2/))/ "c;ema de comandă automată cu contacte a acţionării cârmei/

Dacă nava su% influenţa forţelor e4terioare "vânt, valuri, curenţi# se a%ate de ladrumul dat, atunci intră $n funcţiune sc(ema de comandă automată i nava estereadusă la drumul iniţial! În figura 8!36 sunt arătate poziţiile succesive ale navei i

ale c$rmei, pe timpul acţiunii pilotului automat, pentru readucerea navei la drumuldat! Notaţiile folosite pentru ung(iurile de $nclinare reprezintă: > > ung(iul de$nclinare a naveiB > ung(iul de rotire a cârmeiB 9 H ung(iul dintre a4ul rolei i porţiunea izolată dintre semiinele!

+ând nava se a%ate de la drumul dat cu un ung(i oarecare, selsinul receptor 7 algirocompa>sului rotete rola cu ung(iul corespunzător deviaţiei navei i rola varealiza contactul cu unul din semiinelele ) sau 3! 5rin aceasta se $nc(ide circuitul %o%inei unui contactor "+) sau +3# i este cuplată alimentarea e4citaţieigeneratorului 0! Motorul $ncepe să funcţioneze deplasând cârma $ntr>unul din %orduri astfel $ncât nava să se $ntoarcă la drumul iniţial! +u o anumită $ntârziere,micarea cârmei, prin sistemul de urmărire electrică cu selsine, se transmite

diferenţialului mecanic 8 i rola se mică $n sens invers, $n $ntâmpinarea porţiuniiizolate, pentru reducerea ung(iului de dezacord 9 "poziţia 3, figura 8!36#!

1tunci când ung(iul de dezacord se anulează, 9 *, rola calcă din nou pe porţiunea izolată, micarea motorului electric M+ $ncetează, iar cârma este %andatăcu ung(iul ma4im "poziţia 6, figura 8!36#! u% acţiunea cârmei nava $i continuă$ntoarcerea spre drumul iniţial i rola va fi $n contact cu celălalt semiinel provocândmicarea $n sens invers a electromotorului cârmei, care va $ncepe rotirea cârmei spre



planul diametral! Micarea cârmei se transmite rolei care se mică $n $ntâmpinarea porţiunii izolate "poz! 7, figura 8!36#!

Fig/ 2/)1 -o#iţiile succesive ale navei :i ale cârmei pe timpul .uncţionării pilotuluiautomat pentru readucerea navei la drumul dat/

+ând nava a auns pe drumul iniţial, cârma va fi $n planul diametral al navei, rola calcă pe porţiunea izolată i micarea $ncetează!

Întârzierea pentru legătura inversă de la a4ul cârmei la rolă este necesarădeoarece altfel pentru revenirea navei la drumul iniţial ar fi necesare mai multeimpulsuri de conectare a acţionării electrice! În a%senţa $ntârzierii legăturii inverse,la cea mai mică deviaţie a navei intră $n funcţiune sistemul i rotete cârma cu unung(i mai mic! 1cest ung(i mic de cârmă este insuficient pentru a influenţa asupranavei i la creterea $n continuare a deviaţiei navei de la drum, se produce o nouă punere $n funcţiune a acţionării, astfel $ncât sunt necesare mai multe impulsuri deconectare a acţionării până se aunge la o anumită valoare a ung(iului de rotire acârmei capa%il să influenţeze revenirea navei la drum!

Reglarea $ntârzierii legăturii inverse se face $n funcţie de tipul navei i inerţia ei,gradul de $ncărcare al navei, intensitatea acţiunii forţelor e4terioare asupra navei

"gradul mării, forţa i direcţia vântului#!1ceastă reglare se introduce manual prin rotirea %utonului C!c(im%area vitezei de urmărire a micării cârmei de către rolă se realizează prin

modificarea, cu autorul %utonului , a raportului de transmisie dintre a4ul selsinuluireceptor 9 i diferenţialul mecanic 8!

5entru micorarea sensi%ilităţii, atunci când se navigă $n condiţii de vreme rea, seacţionează manual i prin rotirea %utonului )* se mărete lăţimea porţiunii izolate!



În acest fel se e4tind limitele deviaţiilor navei la care pilotul automat nu acţionează! .utonul)) > servete pentru acordarea repetitorului girocompas!

-imona este folosită pentru comanda manuală i funcţionarea instalaţiei $n regimde urmărire! 5entru acest regim, se deconectează selsinul receptor 7 algirocompasului i comanda de deplasare a cârmei va fi dată de rotirea timonei $ntrun %ord cu un anumit ung(i! Micarea cârmei $ncetează automat atunci când cârma esterotită cu acelai ung(i ca i timona!

În figura 8!37 se prezintă sc(ema de principiu $n varianta firmei 1nc(utz, pentru sc(emade comandă automată cu contacte!

În această sc(emă, spre deose%ire de cea prezentată $n figura 8!33, discul cusemiinele de contact i role sunt $nlocuite de un disc cu camă i două contacte: unulsuperior 3 i cel de al doilea inferior 6!

/a deviaţia navei de la drum, micarea selsinului receptor 7 al girocompasului se

transmite discului cu camă ) care se rotete i $nc(ide unul din contactele: superior sau inferior! +elelalte elemente ale sc(emei, notate cu aceleai numere ca $n figura8!33, au aceleai roluri i funcţionarea sc(emei este similară cu cea descrisă anterior!5rin alimentarea releelor d) sau d3 este pusă $n funcţiune acţionarea electrică acârmei! Releele pot acţiona direct $n circuitul e4citaţiei generatorului, prin contactelelor, sau $n cazul unor curenţi mari prin intermediul unor contactoare!

"c;ema de comandă automată .ără contacte a acţionării cârmei constituie $ncomparaţie cu sistemul cu contacte o soluţie de perfecţionare a pilotului automat!+omanda acţionării electrice a cârmei, $n acest caz, se asigură nu numai $n funcţie deung(iul de a%atere al navei de la drum, ci i $n funcţie de viteza navei! În afară de

aceasta, s>a introdus i un dispozitiv de integrare care rectifică acumulările $n timp aerorilor de la drum, date de ung(iuri mici de $nclinare a navei $ntr>o singură partesu% acţiunea factorilor pertur%atori care acţionează: vântul, %andarea navei,$mpingerea inegală a elicelor !a!

-ipurile 15 de piloţi automaţi fără contacte, de construcţie rusească, acoperă ogamă largă i se folosesc atât pentru acţionările electro(idraulice de cârmă "15),153#



Fig/ 2/), "c;ema de comandă automată cu contacte 0n varianta LAnc;ut#”

cât i pentru acţionările cu transmisii mecanice "156#!Funcţionarea tipurilor de piloţi automaţi 15 au la %ază aceleai principii i pot funcţiona automat, $n regimmanual cu urmărire i $n regim manual simplu!

5entru comanda automată a cârmei de la pilotul automat se aplică la intrarea acţionăriielectrice suma semnalelor de tensiune care rezultă din egalitatea:

d > "8!33#

U G => / dt 0?>dt A

unde: => > semnal de tensiune, proporţional cu ung(iul de deviaţie alnavei de la drumB

d >

/ > semnal de tensiune, proporţional cu viteza de variaţie aung(iului de dt drumB

0 ?>dt semnal de tensiune, proporţional cu acumularea $n timp aung(iurilor mici de deviere a navei, $ntr>o parte, de la drumB

A > semnal de tensiune, al legăturii inverse, proporţional cu ung(iul de rotire alcârmei!

emnalul de tensiune negativă, dat de legătura inversă, are rolul de a compensacelelalte componente ale semnalului de comandă! În acest fel la ung(iuri mici de$nclinare a navei, >, corespund ung(iuri mici de rotire a cârmei! +ând semnaleledirecte i semnalul invers sunt egale, acţionarea electrică se oprete i cârma este



rotită cu ung(iul ! Nava se $ntoarce la drum su% acţiunea cârmei, ung(iul > semicorează, se sc(im%ă semnul semnalului de comandă i acţionarea electrică

funcţionează $n sensul de aducere a cârmei $n planul diametral!5entru precizia funcţionării pilotului automat este necesar să se asiguredependenţa lineară a semnalelor de comandă de mărimile care le determină! În acestscop se folosesc transformatoare rotative lineare! +onectarea $nfăurărilor de pestator i rotor pentru funcţionarea $n regim linear, precum i dependenţa tensiunii deieire de ung(iul de rotire al rotorului, , sunt prezentate $n figura 8!38!

-ransformatorul rotativ linear asigură dependenţa lineară a tensiunii de ieire devariaţia ung(iului de rotire până la valoarea ma4imă de *! Mărimea tensiunii deieire, pentru un anumit ung(i de rotire, depinde de mărimea tensiunii de alimentare"cur%ele ), 3, 6# prin modificarea tensiunii de alimentare se sc(im%ă valoareafactorului constant 1 de proporţionalitate $ntre mărimea de intrare i cea de ieire!

Fig/ 2/)2 $rans.ormatorul rotativ linear/ a E sc;ema de cone?iuni> = E caracteristica de .uncţionare/

$!"$ D! A'$(!&A%'A!



)! &ng(iul de %andare a cârmei, la navele maritime, este limitat, de o%icei, la valoarea:a# 68o $n fiecare %ordB %# 3)o $n fiecare %ordB

c# 78

o

$n fiecare %ordB c# *

o

$n fiecare %ord!

3! 14iometrul are următoarea destinaţie:a# indică poziţia cârmeiB %# indică drumul adevărat al

naveiBc# indică ung(iul de cârmă ce tre%uie comandatB d# indică drumul magnetic!

6! Instalaţia de guvernare tre%uie să asigure trecerea continuă a cârmei dintr>un %ord $naltul, cu cârma complet imersată i cu viteza ma4imă de mar $nainte, $n timp de:

a# 3C "s#B %# 6* "s#B c# 78 "s#B d# 8 "s#

7! 1lungirea relativă a profilului (idrodinamic reprezintă raportul:a# j(%B %# j%(B c# j(3 % d# j(1!

%'CA! D! &!IFICA! 5rezentaţi sc(ema electrică de comandă a acţionării electro(idraulice pentru maina decârmă cu palete, FRbDEN.k!

8"-'N" %A $!"$'% D! A'$(!&A%'A!

): a#B 3: a#B 6: a#B 7: a#!

&nitatea de $nvăţare nr!9



AC7I(NA!A !%!C$IC8 A -(M-!%( &!N$I%A$(A!%( PIC(M-!"(A!%(

C'-IN"

Ac ionarea electrică a pompelor ventilatoarelor i compresoarelorț ș

"c;eme electrice de comandă a acţionării pentru mecanismele au?iliare

(BI!C$I&! E descrierea elementelor componente ale pompelor, ventilatoarelor i compresoarelor!E sta%ilirea sc(emei electrice de comandăBE e4ploatarea, $ntreţinerea i verificarea sistemelor de acţionare electrică a mecanismelor

au4iliare!

3/ Acţionarea electrică a pompelor ventilatoarelor :i compresoarelor

3/+/ Caracteri#are generală

Mecanismele au4iliare ale instalaţiilor de forţă i sistemelor navale sunt:

pompele, ventilatoarele i compresoarele! 1cestea constituie pe navă grupul cel maiimportant al consumatorilor de energie electrică, aungând la aproape 8*O dintotalul energiei consumate! 5e nave speciale cum ar fi tancurile petroliere, navelefrigorifice, unde astfel de mecanisme $ndeplinesc funcţii productive, procentul deenergie electrică consumată este mai mare!

-oate aceste mecanisme au4iliare au o mare importanţă pentru navă i suntdestinate pentru:)! deservirea principalelor instalaţii energetice ale navei! Din această categorie fac

parte, $n primul rând, pompele cu destinaţii diferite: com%usti%il, ulei, răcire,alimentare, circulaţie !a!

3! navigaţia fără pericol care constă $n: sta%ilitatea navei > se asigură prin funcţionarea pompelor de transvazare a apei,

com%usti%ilului i $ncărcăturilor lic(ide $n scopul asietării navei i aezării ei pe c(ilădreaptăB

plutirea navei > se asigură prin funcţionarea pompelor care aruncă peste %ord apa dincompartimentele inundateB

protecţia $mpotriva incendiilor realizată pe seama funcţionării pompelor de stinsincendiiB



manevra%ilitatea navei prin folosirea cârmei cu acţionare electro(idraulică a căreifuncţionare se %azează pe pompele din compunerea instalaţieiB

6! crearea condiţiilor normale de muncă i odi(nă pentru ec(ipa! În această categorie oimportanţă deose%ită o au ventilatoarele pentru asigurarea condiţiilor de mediu:temperatură, umiditate i pompele de apă pota%ilă i sanitarăB

7! păstrarea $n siguranţă a mărfurilor! 5e navele moderne funcţionează instalaţii declimatizare care asigură temperatura i umiditatea necesară pentru păstrareamărfurilor pe durata transportului cu nava!

5e navele speciale, cum ar fi tancurile petroliere, pompele care $ndeplinesc funcţii productive p5arametrii de %ază care caracterizează funcţionarea mecanismelor au4iliare sunt: de%itul, presiDe%itul W este determinat de cantitatea de lic(id, aer sau gaz dată pe unitatea de timp i se măsde reducerea secţiunii de refulare sau de a%sor%ţie prin $nc(iderea parţială a unei vaneB

sc(im%area vitezei electromotorului de acţionareB transvazarea inversă a unei părţi a lic(idului de la refulare la admisie "aplicată, de

e4emplu, la pompele cu roţi dinţate sau cu uru%#!Dintre aceste procedee cel mai economic ar fi prin modificarea turaţiei electromotorului, $nsăc5resiunea J este caracterizată de rezistenţa pe care tre%uie să o $nvingă lic(idul sau gazul car

gazului, care se deplasează, pe unitatea de greutate i se măsoară $n Nm N "adică $n metri# sau $n5uterea 5 $ntre%uinţată de mecanism este puterea dezvoltată de electromotorul de acţionare pen 3/)/ Caracteristicile de =a#ă ale mecanismelor au?iliare

Mecanismele au4iliare pot fi clasificate după destinaţie i după principiul de funcţionare!

După destinaţie se $mpart $n două grupe principale: mecanisme au4iliare pentru instalaţiile dea Din prima grupă fac parte mecanismele au4iliare care asigură funcţionarea instalaţiilor de puna pompe de circulaţie pentru răcirea apei $n condensatorB

pompe de răcire pentru motoarele principale i au4iliare, compresoare !aB

pompe pentru alimentarea cu apă a căldărilorB pompe de com%usti%ilB pompe de uleiB ventilatoare pentru menţinerea temperaturii i umidităţii aerului $n compartimentul

mainiB ventilatoare care asigură funcţionarea căldărilorB ventilatoare pentru răcirea compartimentelor mecanismelorB suflante care asigură aerul necesar pentru funcţionarea motoarelor cu ardere internă!

Din a doua grupă fac parte mecanismele au4iliare care asigură funcţionarea sistemelor navale, cum ar fi:

pompele de incendiu care asigură apa necesară pentru sistemul de stins incendiuB



pompe de drena pentru $ndepărtarea apei dincompartimentele navei $n care acumulările acesteia au un

caracter sistematicB pompe de %alast pentru transvazarea apei din tancurile de %alastB

pompe de santină pentru $ndepărtarea apei din forpic iafterpic, santina compartimentului maini,

tunelul liniei a4iale, cala magaziilor de mărfuriB

Fig/ 3/+/ -ompa cu piston pompe de alimentare cu apă

dulce din tancurile cu acţiune simplă dispuse pe navăB

pompe pentru acţionarea (idraulică a cârmeiB ventilatoare pentru compartimentele de locuitB ventilatoare e4(austoare pentru $ndepărtarea gazelor

nocive i cu pericol de e4plozie din magaziile demărfuriB

ventilatoare i compresoare pentru asigurarea necesităţilor generale ale navei!

După principiul de .uncţionare pompele sunt: cu piston, centrifuge cu palete i rotativecu roţi dinţate sau cu uru%!

Mecanismele pentru deplasarea aerului sau gazelor după valoarea presiunii realizate se ventilatoare

-ompele cu piston lucrează pe principiul a%sor%ţiei lic(idului i pot fi cu acţiune

simplă sau du%lă! În figura 9!)! este prezentată pompa cu acţiune simplă!

/a deplasarea $n sus a pistonului ) se creează o depresiune, se desc(ide valvula 6 ilic(idul a%sor%it intră $n cilindrul 3! /a co%orârea pistonului lic(idul este presat, sedesc(ide valvula de refulare 8! În acest mod la fiecare co%orâre a pistonului $nconducta de refulare 9 se transmite o cantitate de lic(id determinată!

De%itul pompei se calculează cu formula:

: 7

l

nv7m0 s8 "9!)#!

unde: > suprafaţa pistonului, m3B l > cursa pe care o face pistonul $ntr>odirecţieBn >numărul de cicluri pe minut "un ciclu corespunde unei urcări i co%orâri a pistv >coeficientul de volum al presiunii care ţine seama de scurgerile de lic(neetaneită

5ompele cu piston se caracterizează prin:

construcţie relativ simplăB



posi%ilitatea de a realiza presiuni mariB valori mari ale randamentului " pomp6 7,> 7,9> valorile mari pentru puteri

mari#B posi%ilitate de autoamorsare i permanent pregătite pentru funcţionare! +uplarea cu

electromotorul necesită un mecanism intermediar de tip %ielă manivelă pentrutransformarea micării de rotaţie $n micare de translaţie!

-ompele cu palete se $mpart $n pompe centrifuge i pompe cu elice! Dintre acestea, pompele centrifuge sunt cele mai utilizate $n instalaţiile navale!

5ompa centrifugă, reprezentată $n figura 9!3!, se cdin rotorul cu palete ), dispus $n corpul pomp conse primete o nouă cantitate de lic(id prin conducta a%sor%ţie 6 cuplată cu zona centrală a rotorului!

lic(idului, aruncat spre periferia corpului, scade i cacrete presiunea lic(idului $n conducta de refulare! o%ţinerea unor presiuni $nalte "peste 3,8)*95a# folosesc pompe cu mai multe trepte care aucâteva rotoare dispuse pe un singur a4

antrenat de electromotorul de acţionare!

Fig/ 3/)/ -ompa centri.ugă

5ompele centrifuge se caracterizează prin:

simplitatea construcţieiB număr minim de piese supuse uzuriiB admit funcţionarea cu lic(id care conţine impurităţiB cuplarea directă cu electromotorul de acţionareB pentru funcţionare pompa i conducta de aspiraţie tre%uie să fie umplute cu lic(id!

1morsarea pompei se menţine $ntre două funcţionări succesive prin valvula de reţineremontată la intrarea lic(idului $n conducta de admisie!

De%itul pompelor centrifuge este direct proporţional cu turaţia:: v C = n "9!3# unde:

> suprafaţa secţiunii transversale a rotorului cu palete la intrareB

v /n > viteza periferică la ieirea din canalele rotoruluiBn > turaţia $n rots!

5resiunea realizată este proporţională cu pătratul vitezei:

3 v/ / "9!6#

C / n

/g



În figura 9!6! se prezintă caracteristicile universale ale pompelor centrifuge care e4primă presiu

Fig/ 3/1/ Caracteristicile universale ale pompelor centri.uge

5rincipiul de funcţionare al pompelor cu elice este prezentat $n figura 9!7!

Fig/ 3/,/ -rincipiul de .uncţionare al pompelor cu elice

5ompele cu elice sunt pompe care realizează presiuni mici, $n limitele )*)8m, $n sc(im% prez-ompele rotative sunt de două tipuri: cu roţi dinţate i cu uru%! 1stfel de pompe se folosesc d



Fig/ 3/2/ -ompa cu roţi dinţate

5ompa cu roţi dinţate, reprezentată $n figura 9!8, se compune din roata dinţată de comandă 7 i %locată de interstiţiul mic dintre suprafaţa interioară a corpului i roţile dinţate aflate $n micare dee crează o diferenţă de presiune $ntre admisie i refulare su% acţiunea căreia se deplasează lic(id

5ompele cu roţi dinţate se caracterizează prin:

ga%arit i mase miciB uniformitatea curgerii lic(iduluiB posi%ilitatea de a realiza presiuni $nalte " )*A 5a #B

cuplarea directă cu electromotorul de acţionareB posi%ilitate mică de a%sor%ţieB e4ecuţie pretenţioasă, necesită austări precise $ntre părţile componente!

&entilatoarele formează o grupă foarte numeroasă a mecanismelor au4iliare navale cu

acţionare electrică! În funcţie de destinaţie se $mpart $n două grupe:

a# ventilatoare care deservesc instalaţiile electrice principale ale navei i sunt destinate pentru menţinerea temperaturii necesare i compoziţiei aerului $n compartimentelemaini precum i pentru a asigura funcţionarea instalaţiilor aferente căldărilorB

%# ventilatoare care asigură nevoile generale ale navei i fac parte din sistemul declimatizare care asigură sc(im%area aerului din compartimentele de locuit,$ndepărtarea gazelor nocive sau cu pericol de e4plozie din magaziile de marfă sau$ncăperi cu grad ridicat de pericol!

În instalaţiile navale ventilatorul de tip centrifugal, prezentat $n figura 9!9! este cel mai răspând+orpul ventilatorului ) este realizat su% formă de melc i are dispus $n interior, rotorul cu palet

centrifuge! 1erului aspirat $n centrul rotorului cu palete, su% acţiunea forţeicentrifuge, i se imprimă o viteză de deplasare spre periferie, care se transformă $n presiune refulată pe sistemul de conducte!



5uterea $ntre%uinţată de ventilator se determină cu formula:

P =7:0 3

mec 7kK 8

"9!7#

$n care:: > de%itul ventilatorului, m6sB 3 >

presiunea, 5aB

mec > randamentul mecanic al ventilatorului, de o%icei egal cu *,8*,A8!

Fig/ 3/3/ &entilator centri.ugal

"u.lanta reprezintă un tip particular al ventilatorului centrifugal! 5articularitateaconstă $ntr>o construcţie mecanică mai ro%ustă care permite dezvoltarea unor viteze periferice superioare capa%ile să producă presiuni mai mari!

uflantele navale deservesc motoarele cu ardere internă i căldările navale!Compresoarele navale asigură aerul comprimat folosit pentru pornirea

motoarelor cu ardere internă, principale i au4iliare! De asemenea compresoarele sefolosesc $n instalaţiile frigorifice i de climatizare precum i pentru furnizareaaerului necesar altor consumatori de la navă!

După principiul de funcţionare compresoarele sunt cu piston itur%ocompresoare "centrifugele#! Dintre acestea, compresoarele cu piston sunt celemai $ntre%uinţate $n instalaţiile navale! 5rincipiul de funcţionare este asemănător cucel al pompelor cu piston! Reglarea de%itului prin sc(im%area turaţiei se foloseterar! De regulă compresorul lucrează $n tampon cu o %utelie i pentru a menţine presiunea $n %utelie, $ntre anumite limite, periodic se cuplează funcţionareacompresorului!

5uterea teoretică a compresorului, se calculează cu formula:

P *,)6: 3 7kK 8 "9!8#



unde:: > de%itul compresorului, Um6sVB 3 ,

presiunea U5aV!5entru alegerea motorului electric de acţionare este necesar să se ia $n calcul i vrandamentului

3/1/ "c;eme electrice de comandă a acţionării pentru mecanismele au?iliare

5articularităţile sc(emelor electrice de comandă a acţionărilor mecanismelor au4iliare sunt mecanismelor au4iliare simplifică sc(ema electrică de comandă al cărui rol se reduce numai la poprirea i protecţia electromotorului!

"isteme de comandă 0n curent continuu

a/ Cuplarea directă la reţea se folosete pentru puteri mici $n limitele *,8),*L!=/ Comanda cu reostate de pornire se folosete de regulă pentru puteri până la)* > )8L, putând aunge $n unele cazuri particulare până la C*L "de e4emplu $n cazul pompelor de incendiu sau de drena#!

Reostatul poate fi comandat local i de la distanţă prin intermediul unui servomotor! În circuituReostatul, $n afara rezistenţei de pornire, poate să mai conţină: releu de curent pentru protecţie laComanda prin contactoare :i relee este forma de %ază, modernă, a comenzii mecanismelor au4i poate fi aplicată pentru orice putere! e construiesc, $n acest scop, serii de pornitoare magnetic

puteri de la 6 la 9*L! c(ema de comandă automată a treptelor rezistenţelor de pornire, ceafolosită, este $n funcţie de timp! Dar pot fi $ntâlnite i celelalte forme ale comenzii automate: fucurent i funcţie de viteză "tensiune electromotoare#!

5entru e4ecutarea comenzii, posturile de comandă locală sau de la distanţă folosesc %utoane sa"isteme de comandă 0n curent alternativ

În acţionările de curent alternativ pentru mecanismele au4iliare se $ntre%uinţează, $n cele mcaz

Cuplarea directă, procedeul cel mai larg utilizat, se aplică $n toate cazurile $n care puterea mo

procedee! Dintre acestea, la nave, cele mai utilizate sunt:

Conectarea unor re#istenţe sau reactanţe 0n circuitul statorului pentru limitarea curenţilosimplu i puţin costisitor, conduce, $n acelai timp i la o reducere $nsemnată a cuplului de porcazul unor mecanisme au4iliare cu pornire $n sarcină, reducerea cuplului de pornire reprezdezavanta important! 5rocedeul se aplică cu rezultate %une pentru mecanismele au4iliare cu caracmecanică tip ventilator care nu necesită cupluri mari de pornire!

După pornire, rezistenţele sau reactanţele se deconectează i motorului i se aplică tensiunea noConectarea stea E triung;i a $nfăurărilor statorului! 5rocedeul se poate aplica numai la moto

curentului de pornire de 8 > 9 ori i ca rezultat apar ocuri mecanice %rute care pot avea o innegativă asupra acţionării pe parcursul unei e4ploatări $ndelungate!



Conectarea unor re#istenţe 0n circuitul rotorului se folosete $n cazul motoarelor asincrotor Folosirea aututrans.ormatorului pentru pornire este o soluţie te(nică foarte %ună care

red *,88*,98&n sau *,C&n!Dezavantaul acestui sistem comparativ cu celelalte constă $n creterea dimensiunilor, masei ic(emele electrice de comandă a acţionării mecanismelor au4iliare pentru instalaţiile de sistem> siguranţă $n funcţionare i deservire simplăB> pornire uoarăB> posi%ilitatea comenzii locale, de la distanţă i automatizarea pornirii $n funcţie de regimul

lucru al instalaţiilor din care fac parte mecanismele au4iliareB> economie $n funcţionare la regimul nominal i la reglarea vitezeiB> reglarea comodă a vitezei pentru mecanismele care necesită această reglare!

Deoarece grupul mecanismelor au4iliare este cel mai numeros pe navă acesta poate fi $mpărţittransport cu deplasament 3*** tdS!În figura 9!A! este prezentată sc(ema de comandă cel mai frecvent utilizată!



Fig/ 3/4/ "c;ema electrică de comandă pentru pompe :i ventilatoare de utili#ări generale

Numărul mecanismelor au4iliare pentru care se folosete această sc(emă estemult mai mare decât cele menţionate $n ta%elul din sc(emă pentru e4emplificare!5ornirea motorului electric se face prin %utoane de la postul local, %(, montat $napropierea mecanismului antrenat! 5rotecţia motorului la suprasarcină este realizatăcu relee termice, et, iar la scurtcircuit cu siguranţe fuzi%ile! c(ema de comandă se



alimentează de la un transformator co%orâtor de tensiune 6C*372 prin $ntrerupătorula)! Funcţionarea sc(emei este simplă i nu necesită alte e4plicaţii! În sc(ema de

monta prezentată $n figură se o%servă că elementele sc(emei: contactor, releetermice, siguranţe, transformator, $ntrerupător de separare, a, sunt montate $ntrunsertar sau ta%lou numit pornitor magnetic! 5ornitorul magnetic este alimentat de lareţea i de la el pleacă un ca%lu pentru motorul electric i altul pentru postul decomandă locală care conţine lampa de semnalizare a funcţionării motorului electrici %utoanele pentru comanda pornirii i opririi acestuia!

5entru puteri diferite ale motoarelor electrice care folosesc acest tip de sc(emă de comandaparataul electric se alege corespunzător!

c(ema electrică de comandă a pompelor su%mersi%ile este prezentată $n figura 9!C!

Fig/ 3/5/ "c;ema electrică de comandă pentru pompe su=mersi=ile

+onectarea motorului electric la sistemul de alimentare i comandă se face prin prizecu $ntrerupător! Întrerupătorul automat a) asigură protecţia la suprasarcină iscurtcircuite! +onectarea se face manual iar deconectarea automat ca urmare aacţiunii protecţiei! 5ornirea i oprirea pompei este realizată de contactorul C

comandat prin %utoane de la un post local, %(! Elementele sc(emei de comandăalcătuiesc pornitorul magnetic de tip 53!



Fig/ 3/6/ "c;ema electrică de comandă pentru compresoare de aer :i pompe care alimentea#ă

;idro.oare

În figura 9!! este prezentată sc(ema de comandă pentru compresoare i pompecare alimentează (idrofoare! 1limentarea de la reţea se face prin $ntrerupătorulautomat a, care asigură protecţia la suprasarcină i scurtcircuit! Funcţionarea acestor mecanisme poate fi $n regim manual sau automat! 1legerea regimului de funcţionarese face prin punerea comutatorului %) pe una din poziţiile I > manual sau II >automat!

În regim manual comanda pornirii i opririi se face cu %utoanele de comandă %3 i %6!

5entru regimul automat comenzile de pornire i oprire se dau de către traductoarele de presiun+ând presiunea (idroforului aunge la limita ma4imă traductorul de presiune ma4imă, care ar

similar cu %utonul de oprire, comandă oprirea pompei de alimentare!În (idrofoare sau $n %uteliile de aer, la funcţionarea $n regim automat, se menţine

presiunea $ntre o valoare minimă i o valoare ma4imă! De regulă se lasă un domeniumai larg $ntre valorile de minim i ma4im pentru a nu avea porniri i opriri cufrecvenţă mare a pompelor sau compresoarelor!

Funcţionarea pompelor sau compresoarelor este semnalizată de lampa desemnalizare de la postul local de comandă, %(! 5entru compresoarele de aer destinate lansării motoarelor principale se montează suplimentar a doua lampă de



semnalizare $n 5+M "post de supraveg(ere i comandă maini# având $n vedereimportanţa e4istenţei aerului de lansare pentru siguranţa navei!

Fig/ 3/+*/ "c;eme electrice de comandă pentru vinciuri electromanuale a!vinci grui =ărci de salvare

%! vinci pentru trans.er containere

1prinderea $ntr>un anumit ritm a lămpii de semnalizare $n 5+M indică funcţionarea normalăa instalaţiei de aer! Micorarea duratei $ntre aprinderile succesive indică faptul că pe instalaţia deaer sunt scăpări i tre%uie să se intervină pentru depistarea i eliminarea acestora! De asemenea,neaprinderea lămpii o durată mai mare de timp poate indica o defecţiune $n funcţionareacompresorului i de asemenea tre%uie să se intervină!

figura c(emele electrice de comandă pentru vinciurile electromanuale sunt

prezentate $n 9!)*! 1ceste mecanisme, dei nu fac parte din categoria mecanismelor au4iliare, sunt prezentate $mpreună cu acestea $ntrucât folosesc pentru comandă

pornitoare magnetice de tipuri similare! Funcţionarea vinciului pentru gruiul %ărcii

de salvare se comandă manual prin %utonul %)! Micarea durează cât timp se ţine

apăsat %utonul! 1cţionarea electrică este folosită numai la ridicarea %ărcii, co%orârea

fiind efectuată su% acţiunea greutăţii proprii! +uplarea cu mecanismul de acţionare

se face printr>un am%reia cu fricţiune care permite prin apăsarea manuală a unei



pârg(ii să se sc(im%e raportul de transmisie i să se o%ţină pe această cale

modificarea vitezei la ridicarea i la co%orârea %ărcii! 1celai tip de vinci

electromanual este folosit i pentru ridicarea scării de %ord! 5entru limitarea micăriii interzicerea funcţionării acţionării electrice, atunci când se intenţionează să se

e4ecute manual ridicarea %ărcii, $n sc(emă sunt prevăzute limitatoarele de cursă %3,

%6, %7!

c(ema de comandă a vinciului pentru transfer containere,spre deose%ire de

cazul precedent, permite funcţionarea motorului electric $n am%ele sensuri! În acest

scop sunt folosite contactoarele +), +3 i %utoanele % ), %3, iar %6 este contactul

limitatorului de cursă!

În figura 9!))! sunt prezentate sc(emele electrice de comandă pentru agregatecare fac parte din instalaţii cu funcţionare automată! În cazul filtroventilaţiei

comutatorul %) permite alegerea regimurilor: I > manual, * > stop, II > automat! /a

comanda automată, prin contactul %7 se asigură pornirea i oprirea ventilatoarelor!

1cest contact aparţine instalaţiei ce funcţionează automat i conectarea sau

deconectarea lui se face $n funcţie de parametrii reglaţi!

În al doilea caz, funcţionarea motorului electric de antrenare a pompei dealimentare a caldarinei este comandată de instalaţia de automatizare a caldarinei!Intervenţia manuală nu este posi%ilă decât tot prin sistemul de comandă automată!

De asemenea o serie de contacte au4iliare ale contactorului + sunt folosite $ninstalaţia de automatizare a caldarinei pentru semnalizări sau condiţionări $nfuncţionarea altor elemente din compunerea sc(emei!



Fig/ +3/++/ "c;eme electrice de comandă pentru agregate care .ac parte din instalaţii cu.uncţionare automată a/ .iltroventilaţie> =/ caldarină

/a nave, pentru a simplifica sc(ema de distri%uţie a energiei electrice necesarăalimentării grupului mare de mecanisme au4iliare, acestea se grupează pe zone i pornitoarele magnetice pentru mecanismele au4iliare dintr>o zonă sunt montate$ntrun ta%lou de forţă! În figura 9!)3! este prezentată sc(ema monofilară a unui



ta%lou secundar de forţă! 1cest ta%lou este alimentat din ta%loul principal dedistri%uţie i conţine pornitoarele magnetice pentru mecanismele au4iliare din zona

$n care este instalat! În acest fel se o%ţine scurtarea reţelelor de ca%luri i micorareanumărului consumatorilor racordaţi la ta%loul principal de distri%uţie! De asemenea,la constituirea ta%lourilor secundare de forţă se are $n vedere pe cât este posi%il, caacestea să conţină consumatori de acelai fel: pompe, ventilatoare sau compresoare!

În sc(emele electrice, prezentate in figurile 9!A !9!)3 pornirea motorului

asincron in scurtcircuit se realizeaza prin cuplarea directă la reţeaua navei! istemul

de pornire prin cuplare directă este cel mai simplu i ca urmare este cel mai utilizat

pentru mecanismele au4iliare la care puterea motorului electric de acţionare este

mică comparativ cu puterea generatorului din centrala electrică a navei!

Fig/ +3/+)/ "c;ema electrică a ta=loului secundar de distri=uţie .orţă

În cazul navelor la care pentru unele mecanisme au4iliare puterea motoruluielectric de acţionare depăete 3*O din puterea generatorului "popma de incendiu,compresoare, s!a#! e folosesc sc(eme electrice care permit reducerea curentului de pornire! 5rocedeele folosite sunt: conectarea unor rezistente sau reactante $n circuitulstatorului, conectarea stea>triung(i, folosirea autotransformatoarelor pentru pornire!Dintre acestea, la nave procedeele $ntâlnite frecvent sunt primele doua! Folosireaautotransformatorului, soluţie te(nică foarte %ună, este mai rar utilizată $ntrucâtconduce la creterea dimensiunilor, masei i preţului de cost!



"c;ema de pornire prin conectarea steaEtriung;i a 0n.ă:urărilor statorului este prezentata in fig!9!)6!

Elementele componente ale sc(emei din fig! 9!)6 sunt:m>motor asincron cu rotorul $n scurtcircuit +)>contactor de linie

+3>contactor pentru conectarea $nfăurărilor statorului $n

stea +6>contactorul pentru conectarea $nfăurărilor $n

triung(i d),d3>relee de timp cu temporizare la revenire

et),et3>relee termice de protecţie ma4imală %),%3>%utoane

pentru comanda locală %6,%7>%utoane pentru comanda de la

distanţă

/a aplicarea tensiunii de alimentare sunt conectate releele d), d3, se $nc(idcontactele d) "3>7#, d3 "3>7# i sc(ema este pregatită pentru funcţionare! Motorul

electric este $n repaus!

Fig/ 3/+1 "c;ema de pornire automata cu reducerea curentului de pornireprin conectarea steaEtriung;i /

5entru pornire se apasă pe %utonul %)"%6 $n cazul pornirii de la distanţă#! Este

alimentată %o%ina contactorului +3 i prin contactul +3 "3>7# este alimentat i

contactorul +)! e $nc(id contactele principale ale contactoarelor +) +3 i motorul



porneste cu $nfăurările conectate $n stea!În acelasi timp se desc(id contactele +)

"68#, +) "A># i se $ntrerupe $n primul moment alimentarea releului d)

După e4pirarea timpului de $ntârziere al releului d) se desc(ide contactul d) "37#si se $ntrerupe alimentarea releului d3 cu $ntârziere, se desc(ide contactul d3 "3>7#

din circuitul contactorului +3! e $ntrerupe alimentarea contactorului +3 i prin

$nc(iderea contactului +3 " 6>8# este alimentat contactorul +6! +a urmare se

$ntrerupe cone4iunea stea i se realizează conectarea $nfăurărilor statorului $n

triung(i! 1prinderea lămpilor de semnalizare (),(3 semnalizează, local i la distanţă,

terminarea procesului tranzitoriu de pornire!

5entru oprire se apasă pe %utonul %3 "%7 $n cazul opririi de la distanţă# se $ntrerupe

alimentarea sc(emei de comandă i motorul electric se oprete! /a $ncetarea apăsării pe

%utonul de oprire sc(ema de comandă revine la situaţia iniţială fiind pregatită pentru o nouă pornire!

Releele termice et), et3 asigură protecţia ma4imală de curent /a apariţia

suprasarcinii cu $ntârziere, se desc(id contactele releelor i se $ntrerupe funcţionarea

motorului!

$!"$ D! A'$(!&A%'A!

)! c(emele de comandă ale pompelor, ventilatoarelor i compresoarelor navaleasigură:

a# pornirea, oprirea i sc(im%area sensului de rotaţieB %# pornirea, oprirea i reglarea turaţieiBc# pornirea, oprirea i protecţia electromotoruluiBd# pornirea, oprirea, reglarea turaţiei i sc(im%area sensului de rotaţie!

3! 5ornirea cea mai des utilizată pentru motoarele asincrone de acţionare amecanismelor navale este:

a# pornirea cu conectarea unor reactanţe $n circuitul statoruluiB

%# pornirea cu conectarea unor rezistenţe $n circuitul statoruluiB

c# pornirea directăB

d# pornirea stea > triung(i!

%'CA! D! &!IFICA!

5rezentaţi sc(ema electrică de comandă pentru pompele su%mersi%ile!



8"-'N" %A $!"$'% D! A'$(!&A%'A!): cB 3: c!

&nitatea de $nvăţare nr! A

A'$(MA$IQ8I !%!C$IC! -!N$' IN"$A%A7IA D!$!%!C(MAND8 -($!C7I! PI "!MNA%IQ8I M($( -INCI-A%

C'-IN"4/+/ Motor principal de propulsie A%C(

> A!)!)! Instalaţia pneumatică> A!)!3! Instalaţia electrică de forţă> A!)!6! 5regătirea pentru lansare> A!)!7! /ansarea motorului principal > A!)!8! +uplarea reductorului> A!)!9! Funcţionarea motorului> A!)!A! 'prirea motorului> A!)!C! 5rotecţia i semnalizarea funcţionării motorului> A!)!! 1nularea protecţiei

(BI!C$I&! > de a descrie studenţilor instalaţiile componente a două dintre tipurile de motoare

utilizate la propulsia navelorB > de a defini rolul i importanţa fiecărei instalaţii> de a descrie ordinea operaţiunilor care tre%uie efectuate la pregătirea pentru lansare

funcţionarea, cuplarea reductorului i oprirea motoruluiB> de a e4plica semnificaţia i importanţa semnalizărilor ce pot să apară, precum i măsur

ca re tre%uie luate!

4/ M($('% -INCI-A% D! -(-'%"I!

Instalaţia de telecomandă, protecţie i semnalizări realizează comanda i supraveg(ereamotorului principal de la distanţă "timonerie# sau, $n situaţii speciale, de la postul local aflat$n compartimentul maini "+!M!#! Instalaţia de telecomandă asigură:

> lansarea motoruluiB

> reglarea turaţieiB



> oprirea motoruluiB

> inversarea sensului de rotaţie al ar%orelui porteliceB

> semnalizarea depăirii parametrilor nominaliB> protecţia motorului la apariţia unor avarii care pot pune $n pericol funcţionarea

acestuia!Diversitatea instalaţiilor de telecomandă, protecţie i semnalizări e4istente este creată de

diferite firme constructoare care realizează motoare de propulsie pentru nave! 5rincipiiledupă care sunt construite i scopul, fiind comun pentru toate variantele! În cele ce urmeazăse prezintă o variantă de instalaţie de telecomandă, protecţie i semnalizări realizate pentrumotorul de propulsie de tip 1/+' "licenţă !&!1!#, 63C* +5, )*** rotmin, cuplat cu a4ul portelice printr>un reductor inversor cu raportul de transmisie i 8!

4/+/ Motor principal de propulsie A%C(

4/+/+/ Instalaţie pneumaticăInstalaţia pneumatică pentru comanda motorului principal este prezentată $n figura A!)!

e prezintă, $n continuare, elementele sc(emei pneumatice i rolul lor funcţional pentrutelecomanda motorului principal!

Dispo#itiv pneumoHelectric PNH=- Este folosit pentru comanda pneumatică locală i de ladistanţă "timonerie# a turaţiei motorului principal i a reductorului! 1cest dispozitivrealizează următoarele funcţiuni:

a# comandă reglarea turaţiei motoruluiB

%# %loc(ează protecţia i semnalizarea pentru regimul de suprasarcină, vala%il numai

pentru mersul $nainteH "poziţia manetei la limita e4tremă pentru a o%ţine turaţia ma4imă#Bc# realizează telecomanda reductorului inversor, cu posi%ilitatea de %loca pentruinterzicerea mersului $n alt sens decât cel comandatBd# interzice lansarea motorului cu reductorul cuplat! 5entru a realiza aceste funcţiuni,

dispozitivul 5N>) este ec(ipat cu un reductor de presiune acţionat de manetadispozitivului folosită pentru accelerarea sau decelerarea motorului! 5e poziţia -'5H presiunea aerului de comandă a acceleraţiei este zero i pe măsură ce se deplaseazămaneta din această poziţie presiunea crete $n limitele * 6,3 %ar! 1ceastă presiune estetransmisă printr>un sistem de valvule la regulatorul de turaţie al motorului realizându>seaccelerarea acestuia la creterea presiunii i decelerarea la scăderea presiunii atunci cândmaneta se deplasează spre poziţia -'5H!

5entru regimul de suprasarcină, vala%il numai pe poziţiile ÎN1IN-EH, maneta se$mpinge $n poziţia e4tremă! 5e această poziţie este %locată acţiunea protecţiei i presiuneaaerului de comandă, la ieire, crete peste valoarea nominală, până la 6,7 6,C %ar!

Micările manetei se transmit mecanic unui a4 cu came care acţionează patru ordinerealizând: semnalizarea poziţiilor, -'5, ÎN1IN-E, ÎN15'IB indicarea locului de unde secomandă, /'+1/ sau DI-1N;<B interzicerea lansării motorului cu reductorul cuplat!

'rdinea de $nc(idere a contactelor micro$ntrerupătoarelor $n funcţie de poziţiile maneteidispozitivului 5N>) este prezentată $n ta%elul A!)!



Fig!A!)! c(ema instalaţiei pneumatice pentru telecomanda motorului principal

Comutator pneumatic b> cu două poziţii: /'+1/ "/# i DI-1N;< "D#! 1cestcomutator permite trecerea aerului care comandă regulatorul de turaţie al motorului de la postul de comandă locală sau de la postul de comandă de la distanţă "timonerie#! Înconstrucţia lui are $nglo%ate micro$ntrerupătoare prin care se semnalizează $n punctele decomandă locul din care se efectuează comanda motorului!

Tabelul 8-=



*NA+N -

*NAP.+

5oziţia manetei

5N>)

MI+R'ÎN-RER&5-'1REI

ÎN1IN-E

II

ÎN15'I

III

uprasarcină

I2

5rot!Relansare

uprasarcină 4 41tenţie

suprasarcină4

)** O 4C* O 4/ // // // // // // // // // /

1tenţie cuplare 4Reductornecuplat

-'5 4

Reductornecuplat

1tenţiecuplare

4

)* O 4/ // // // // // /

/ // // // /)** O 4

Electromagnetul s/ este inclus $n regulatorul de turaţie! /a alimentarea acestuielectromagnet se descarcă uleiul din cilindrul de forţă al regulatorului de turaţie aducândcremalierele pompelor de inecţie $n poziţia de de%it nul i motorul se oprete!

+omanda de acţionare a electromagnetului s/ se dă $n una din următoarele situaţii:



> manual, prin apăsarea %utonului -'5, atunci când se comandă oprirea voită amotoruluiB

> automat, când apare una din situaţiile:a# $ntreruperea funcţionării e4(austoarelor de gazeB %# presiunea uleiului de ungere a motorului a scăzut su% limita minimă treapta a II>a "), 68

%ar#B

c# presiunea uleiului de ungere a reductorului a scăzut până la valoarea minimă treaptaa II>a "*, 8 %ar#! Electrovalvula s= comandă circuitul de aer pentru alimentareademarorului pneumatic! /a lansarea motorului se alimentează electrovalvula i sedesc(ide circuitul de aer spre demarorul pneumatic i aceasta e4ecută rotirea motorului principal!

Electrovalvula s0 $n timpul funcţionării motorului, electrovalvula s6 este alimentată idesc(ide circuitul de aer de la unul din posturile de comandă la regulatorul de turaţie! +ândse comandă $ntreruperea alimentării electrovalvulei s6 se $nc(ide circuitul aerului decomandă spre regulatorul de turaţie! /a anularea presiunii aerului de comandă, regulatorulde turaţie menţine turaţia motorului corespunzătoare mersului $n gol!

Întreruperea alimentării electrovalvulei s6 urmată de trecerea motorului la turaţia derelanti se realizează $n următoarele situaţii:

> manual prin aducerea manetei de comandă 5N ) pe poziţia-'5! > automat când apare una din situaţiile:

a! temperatura apei de răcire a motorului a auns la limita ma4imă, treapta a II>a "C)*

+#B %! temperatura uleiului de ungere a motorului principal a auns la limita ma4imă,

treapta a II>a "3

*

+#Bc! temperatura uleiului de ungere $n lagărul a4ial al reductorului a auns la limitama4imă "C** +#B

d! maneta de comandă "5N>)# s>a trecut pe poziţia ÎN1IN-E sau ÎN15'I dar nu s>aconfirmat cuplarea reductorului! 1semenea situaţii pot apare la trecerea %ruscă de pe poziţia -'5 pe poziţia ÎN1IN-E sau ÎN15'I, precum i la trecerea %ruscă de pe poziţiile ÎN1IN-E pe poziţiile ÎN15'I! În aceste situaţii electrovalvula s6$ntrerupe transmiterea aerului de comandă până la trecerea regimului tranzitoriu datde timpul necesar pentru umplerea cilindrilor de forţă, care e4ecută cuplareareductorului!

Electrovalvulele sA, s> prin intermediul lor se realizează o uoară accelerare a

motorului $n momentul cuplării reductorului! În funcţionare normală, electrovalvula s7desc(ide circuitul care permite trecerea aerului de comandă de la electrovalvula s6 iar electrovalvula s8 $nc(ide circuitul! 1erul de comandă are circuitul desc(is spre regulatorulde turaţie!

+ând se comandă ÎN1IN-E sau ÎN15'I pe poziţia manetei 1-EN;IE+&5/1REH se alimentează electrovalvulele s7, s8! Electrovalvula s7 %loc(ează circuitulaerului de comandă i desc(ide o nouă cale care permite trecerea aerului de la electrovalvulas8!



Electrovalvula s8 permite trecerea aerului pe un alt circuit! Reductorul de presiunemontat pe acest circuit asigură o presiune de cca! *,9 %ar! su% acţiunea căreia motorul esteaccelerat uor, peste turaţia de mers $n gol! 1cest lucru este necesar pe durata cuplăriireductorului pentru a prelua sarcina!

După confirmarea cuplării reductorului se $ntrerupe alimentarea electrovalvulelor s7, s8i se revine la situaţia normală! Motorul urmărete comenzile de accelerare sau deceleraredate din postul de comandă!

Electrovalvulele 07, 0= pentru comanda sertarului distri%uitor $n vederea cuplăriireductorului pentru mersul ÎN1IN-E sau ÎN15'I, după cum este alimentatăelectrovalvula 6* sau 6)! ta%ilirea electrovalvulei care este alimentată se face prindeplasarea corespunzătoare a manetei 5N>) din postul de comandă!

4/+/)/ Instalaţia electrică de .orţă

În figura A!3! se prezintă instalaţia electrică pentru telecomandă, protecţie i semnalizărimotor principal! Figura A!3! conţine sc(eme care grupează elementele după rolul lor funcţional! Instalaţia de forţă, sc(ema ) din figura A!3!, conţine următoarele elemente:

m) motor de acţionare a pompei de preungere! e pune $n funcţiune prin $nc(idereacontactului releului 3 dC i se oprete la $ntreruperea alimentării releului 3 dC!

m3 motor de acţionare a pompei au4iliare pentru ungerea reductorului! 5unerea su%tensiune a sc(emei de comandă se face prin contactul releului 3 dC! 5e timpulfuncţionării motorului, traductoarele de presiune comandă pornirea la scăderea

presiunii până la o valoare minimă i oprirea la atingerea valorii ma4ime a presiunii!m6, m7 electroventilatoare e4(austoare de gaze din carterul motorului! unt alimentate $ncurent continuu la 372! 5ornirea i oprirea este comandată de contactele releului 3 dC!Funcţionează fără $ntrerupere pe toată durata de funcţionare a motorului!

n), n3 redresoare pentru alimentarea e4(austoarelor de gaze i pentru alimentarea sc(emei decomandă, protecţie i semnalizări pe trei circuite: 1>.B +>D i E>F!

4/+/1/ -regătirea pentru lansare

5rincipalele elemente ale sc(emei electrice de pregătire pentru lansare, prezentate $nsc(ema 3 din figura A!3! sunt:

3d* releu pentru cuplarea tensiunii de alimentare a sc(emei de comandă! %8 comutator pentrusta%ilirea locului de unde se dau comenzile: /'+1/ sau DI-1N;<! &n comutator se află la postul de comandă local iar al doilea,

similar cu primul, se instalează $n postul de comandă de la distanţă "timonerie#!3d), 3d8 relee alimentate atunci când comutatoarele %8 de la postul local i din timonerie

sunt pe poziţia /'+1/!3d3, 3d9 relee alimentate atunci când comutatoarele %8 din cele două posturi de comandă

sunt fi4ate pe poziţia DI-1N;<! %6 %uton pentru comanda pregătirii pentru lansare! e montează atât la postul local



de comandă cât i la postul de comandă de la distanţă! 3dA,3dCa, 3dC relee pentru pregătirea lansării!

/a transferul comenzii, de e4emplu de la postul local la distanţă, se pune comutatorul %8din timonerie pe poziţia DI-1N;< "D# i ca urmare perec(ile de relee: 3d), 3d8 i 3d3,3d9 nu mai sunt $n concordanţă fiind alimentate releele 3d), 3d9! În această situaţie intră $nfuncţiune alarma sonoră care semnalizează această situaţie $n cele două puncte de comandă!1larma sonoră $ncetează atunci când i la postul local de comandă se comută comutatorul %8 pe poziţia DI-1N;<!

/a transferul comenzii, de e4emplu de la postul local la distanţă, se pune comutatorul %8din timonerie pe poziţia DI-1N;< "D# i ca urmare perec(ile de relee: 3d), 3d8 i 3d3,3d9 nu mai sunt $n concordanţă fiind alimentate releele 3d), 3d9! În această situaţie intră $nfuncţiune alarma sonoră care semnalizează această situaţie $n cele două puncte de comandă!1larma sonoră $ncetează atunci când i la postul local de comandă se comută comutatorul

%8 pe poziţia DI-1N;<!5rin $nc(iderea $ntrerupătorului %* se aplică tensiunea de alimentare pentru sc(ema

electrică de telecomandă! În prima fază, la aplicarea tensiunii este alimentat releul 8d7"sc(ema 8# care $n sc(ema 3 din figura A!3, $nc(ide contactul 8d7 "3>7# i desc(ide contactul8d7 "6>8#! 5ornirea instalaţiei pentru pregătirea lansării se e4ecută prin apăsarea pe %utonul %6!Este alimentat releul 3dA care prin $nc(iderea contactului 3dA ">))# i prin contactul $nc(is8d7 "3>7# realizează circuitul de automenţinere a alimentării releului 3dA, după $ncetareaapăsării pe %utonul %6! e $nc(ide contactul 3dA "9>A# i este alimentat releul 3dCa care larândul său $nc(ide contactul 3dCa "9>A# prin care este alimentat releul 3dC!



3-2NA4+5

5rin $nc(iderea contactelor releului 3dC sunt puse $n funcţiune pompele de preungere ielectroventilatoarele e4(austoare de gaze prezentate $n sc(ema ) din figura A!3!

După trecerea regimului tranzitoriu de pregătire a lansării se sta%ilete presiunea uleiuluide ungere i se $nc(id contactele din circuitul releului 8d3, "sc(ema 8#! Este alimentat releul



8d3 i prin desc(iderea contactului 8d3 "8>9# se $ntrerupe alimentarea releului 8d7! Însc(ema 3 din figura A!3 se desc(ide contactul 8d7 "3>7# i se $ntrerupe alimentarea releului3dA iar prin $nc(iderea contactului 8d7 "6>8# se menţine alimentarea releului 3dCa!

4/+/,/ %ansarea motorului principal

5rincipalele elemente ale sc(emei electrice de lansare a motorului principal sunt prezentate $n sc(ema 6 din figura A!3!

e consideră că lansarea motorului se face din postul de comandă local "comutatoarele %8 sunt fi4ate pe poziţia /'+1/#!

Maneta dispozitivului de comandă 5N>) este fi4ată pe poziţia -'5! 5e această poziţie,conform ta%elului A!), este $nc(is contactul micro$ntrerupătorului I2 care permite efectuarea

lansării! De asemenea, $n urma efectuării operaţiunii de pregătire a lansării sunt alimentatecontactoarele )+) )+7!

5rin contactul )+) "3>7# este alimentat releul 6dC i acesta $nc(ide contactele 6dC "A>9# pregătind circuitul de lansare i 6dC ">))# "sc(ema 9# prin care alimentează lămpile 9( $ntimonerie i A(6 $n 5+M i se semnalizează +omanda posi%ilăH!

/ansarea motorului se e4ecută prin apăsarea %utonului %)! Este alimentat releul 6d) carerealizează:e# $nc(ide contactul 6d) "3>7# prin care se alimentează electrovalvula s) i se desc(idecircuitul de aer spre demarorul pneumatic! Demarorul rotete motorul pentru pornireBf# se $nc(ide contactul 6d) "9>C# "sc(ema 8# i este alimentat releul 8d8 care prin

$nc(iderea contactului 8d8 ")>6# %loc(ează acţiunea protecţiei i $i menţine acestcontact $nc(is cca! 8 secunde după $ncetarea alimentării acestui releuB

g# se desc(ide contactul 6d) "6>8# din circuitul releului 8d6 de oprire voită amotorului!

Demarorul funcţionează cât timp se menţine apăsarea pe %utonul %)! +ând motorul pornete, $ncetează apăsarea pe %utonul %)!

/a $ncetarea apăsării pe %utonul %) se $ntrerupe circuitul de alimentare a electrovalvuleis) i a releului 8d8! e $nc(ide circuitul de aer spre demaror i prin desc(iderea cu $ntârzierea contactului 8d8 ")>6# se resta%ilete acţiunea protecţiei!

De asemenea se $nc(ide contactul 6d) "6>8# resta%ilind posi%ilitatea de oprire voită amotorului!

/a terminarea operaţiunii de lansare motorul funcţionează cu turaţia de mers $n gol"relanti#! 5resiunea aerului de comandă a acceleraţiei este zero, dispozitivul de comandă 5N>) este pe poziţia -'5!

4/+/2/ Cuplarea reductorului

După pornirea motorului cu turaţia de mers $n gol este necesar să se menţină o anumită perioadă $n acest regim pentru $ncălzirea motorului $naintea cuplării sarcinii!



5entru valori normale ale temperaturilor apei de răcire i uleiului de ungere contacteletraductoarelor sunt $nc(ise, releele 7d7, 7d9, 7d)* "sc(ema 7# sunt alimentate i contacteleacestora din circuitul releului 8d) sunt $nc(ise! +a urmare acest releu este alimentat imenţine $nc(is contactul 8d) ")>6# din circuitul electrovalvulelor de cuplare a reductorului6* i 6)!

5rincipalele elemente ale sc(emei de cuplare a reductorului sunt prezentate $n sc(ema 6din figura A!3!

+uplarea reductorului, de e4emplu pentru mersul ÎN1IN-E, se face prin $mpingereamanetei dispozitivului de comandă 5N>) pe poziţia 1-EN;IE +&5/1RE! +orespunzător acestei poziţii, conform ta%elului A!)!, se $nc(ide contactul micro$ntrerupătorului I i sesta%ilete circuitul de alimentare pentru releul 6d3 care e4ecută:(# $nc(ide contactul 6d3 "3>7# i prin contactele $nc(ise 8d7 "A>#, 6d9 ")>7#, 8d) ")>6#se sta%ilete circuitul de alimentare al electrovalvulei 6*! Electrovalvula 6* permite trecerea

uleiului spre cilindrul de forţă care urmează să e4ecute cuplarea reductorului pentru mersÎN1IN-E!i# $nc(ide contactul 6d3 ")*>)3# "sc(ema 8# i pe durata cuplării reductorului sunt

alimentate electrovalvulele s7, s8! 5rin circuitul creat de electrovalvulele s7, s8 trece aer spre regulatorul de turaţie la presiunea de cca! *,9 %ar! ceea ce permite o uoarăaccelerare a motorului pe durata cuplării, necesară pentru preluarea sarcinii!

# $nc(ide contactul 6d3 "9>C# care pregătete circuitul de acţionare la terminareacuplării!

După efectuarea cuplării sertarul distri%uitor se %loc(ează la limita e4tremă i $nc(idecontactul micro$ntrerupătorului ÎN1IN-E! Este alimentat releul 6d9 care realizează:# desc(ide contactul 6d9 ")>7# i $ntrerupe alimentarea electrovalvulei 6*! ertarul

rămâne %locat $n poziţia e4tremă i presiunea $n cilindrul de forţă se menţine constantă!l# $nc(ide contactul 6d9 "9>A# i alimentează releul 6dA!

Releul 6dA, cu temporizare cca! )8 secunde, desc(ide contactul 6dA ")>7# i $ntrerupealimentarea releului 6d9!

Realizarea presiunii normale de cuplare a reductorului pentru mers ÎN1IN-E estesesizată de traductorul de presiune care $nc(ide contactul din circuitul releului 6d7! Estealimentat releul 6d7 i prin acţionarea contactelor sale e4ecută:m# desc(ide contactul 6d7 "6>8# din circuitul releului de pornire 6d) interzicând o nouăcomandă de pornire atâta timp cât reductorul este cuplatBn# desc(ide contactul 6d7 "A># "sc(ema 8# i se $ntrerupe alimentarea electrovalvulelor s7,

s8! e $nc(ide circuitul de aer realizat pe durata cuplării i se reface circuitul 5N>)>s6>s7

regulator de turaţie! În continuare aerul de comandă pentru modificarea turaţiei va fidat de deplasarea manetei dispozitivului de comandă 5N>)B

o# se $nc(ide contactul 6d7 "3>7# "sc(ema 9# prin care se alimentează lampa de semnalizare9(8 din timonerie, RED&+-'R +&5/1- ÎN1IN-E!De asemenea, după cuplarea reductorului se $nc(ide contactul %9 "sc(ema 7# sta%ilind

circuitul de alimentare al releului 7d)3 care e4ecută: p# desc(ide contactul 7d)3 ")>7# din circuitul releului 6d), interzicând o nouă pornirecu reductorul cuplat!Z# desc(ide contactul 7d)3 "))>C# "sc(ema 9# i $n timonerie se stinge lampa de



semnalizare 9(, +'M1ND1 5'I.I/!r# $nc(ide contactul 7d)3 "A>9# "sc(ema C# i la postul local se aprinde lampa C(),

RED&+-'R +&5/1-!

4/+/3/ Funcţionarea motorului În continuare, prin deplasarea manetei dispozitivului decomandă se mărete presiunea aerului de comandă spre regulatorul de turaţie i se o%ţinesporirea vitezei motorului care prin intermediul reductorului antrenează a4ul portelice!5resiunea aerului de comandă variază $n limitele * 6, 8 %ar! o%ţinându>se creterea turaţieide la valoarea de relanti la valoarea nominală!

Dacă pe timpul funcţionării se dorete sc(im%area punctului de comandă, se aducemaneta dispozitivului de comandă pe poziţia zero, turaţia scade la valoarea de relanti, dupăcare se pune comutatorul %8 pe poziţia DI-1N;<!

1vertizarea sonoră intră $n funcţiune i avertizează $n cele două puncte de comandă că s>

a solicitat sc(im%area punctului de comandă! 1tunci când i $n celălalt post de comandă se pune comutatorul %8 pe poziţia DI-1N;< avertizarea sonoră $ncetează i $n continuarecomanda turaţiei motorului se e4ecută de la distanţă "timonerie#!

5entru regimul de suprasarcină, vala%il numai pentru mersul ÎN1IN-E se $mpingemaneta dispozitivului de comandă 5N>) până la limita e4tremă! 5resiunea aerului decomandă crete până la 6, C %ar! i turaţia motorului crete peste valoarea nominală!

4/+/4/ (prirea motorului Elementele sc(emei electrice care realizează oprirea motoruluisunt prezentate $n sc(ema 8 din figura A!3!

5entru oprirea voită se apasă pe %utonul %3, -'5! 5rin apăsarea pe acest %uton estealimentat releul 8d6 care realizează:

s# $nc(ide contactul 8d6 "8>A# i se alimentează electromagnetul s3 care acţionează asupracremalierei pompelor de inecţie aducându>le $n poziţia de de%it nul! 5rin aceastăoperaţiune se $ntrerupe alimentarea cu com%usti%il i motorul se opreteB

t# $nc(ide contactul 8d6 ">))# i $ntrucât este $nc(is i contactul 6d) "6>8# serealizează un circuit de autoalimentare a releului 8d6 la $ntreruperea apăsării pe %utonul %3Bu# $nc(ide contactul 8d6 ")>6# i este alimentat releul 8d9!

/a oprirea motorului se micorează treptat presiunea uleiului de ungere i sc(ema de protecţie acţionează similar cu situaţiile de avarie! 5entru a opri semnalizarea acestei situaţiica o avarie, releul 8d9 prin contactele sale e4ecută:v# desc(ide contactul 8d9 ")>7# "sc(ema 9# i $ntrerupe alimentarea lămpii desemnalizare 9(), 1/1RM1 M5

S# $nc(ide contactul 8d9 "sc(ema # i %loc(ează alarma sonoră!4/+/5/ -rotecţia :i semnali#area .uncţionării motorului

5rin circuitele de protecţie i semnalizare se urmăresc:a# valorile temperaturilor pentru:

> apă răcire motor principalB> ulei ungere motor principalB > ulei reductorB> ulei lagăr a4ial!



%# valorile presiunilor pentru: >ulei ungere motor principalB

> ulei comandă reductorB> ulei ungere reductor!

Instalaţia electrică a traductoarelor i releelor care acţionează pentru controlul acestor parametrii este prezentată $n sc(ema 7!

În funcţie de gradul avariei, protecţia i semnalizarea funcţionează $n trei trepte!

Treapta *- Semnali#are-

e semnalizează optic i sonor la depăirea parametrilor nominali atunci când apare unasau mai multe din următoarele defecţiuni posi%ile:

presiunea uleiului de ungere a motorului principal a scăzut până la valoarea minimă,treapta I! e desc(ide contactul traductorului din circuitul releului 7d) i se$ntrerupe alimentarea acestuia!

temperatura apei de răcire a motorului principal a crescut până la valoarea ma4imă,treapta I! -raductorul de temperatură desc(ide contactul i $ntrerupe alimentareareleului 7d6!

temperatura uleiului de ungere a M5 a crescut până la valoarea ma4imă, treapta I!-raductorul de temperatură desc(ide contactul i se $ntrerupe alimentarea releului7d8!

presiunea uleiului de comandă a reductorului a scăzut la valoarea minimă, treapta I!-raductorul desc(ide contactul i se $ntrerupe alimentarea releului 7dA!

5resiunea uleiului de ungere a reductorului a scăzut la valoarea minimă, treapta I!-raductorul de presiune $ntrerupe alimentarea releului 7dC!

temperatura uleiului de ungere a reductorului a crescut peste limita normală!

-raductorul de temperatură $ntrerupe alimentarea releului 7d!5rin $ntreruperea alimentării releelor 7d), 7d6, 7d8, 7dA, 7dC, 7d, se e4ecută:

> la postul de comandă locală "sc(ema C# se aprind lămpile de semnalizare: C(3-ma4 apă răcire M5 tr!I!H, C(7 -ma4 ulei M5 tr!I!H!

> la postul de comandă de la distanţă "sc(ema 9# se aprind lămpile desemnalizare: 9() 1larmă M5H, 9(6 1larmă reductorH!

> punerea $n funcţiune a alarmei sonore $n 5+M, postul local de comandă i postul de comandă de la distanţă 1larma sonoră, prezentată $n sc(ema din

figura)!3!, intră $n funcţiune la desc(iderea unui circuit sau mai multor circuite, din cele controlate! În

situaţia normală toate circuitele controlate sunt $nc(ise i alarma sonoră nu funcţionează! /a apariţiauneia sau mai multe din defecţiunile corespunzătoare treptei I de protecţie, releele respective

$ntrerup circuitele i pun $n funcţiune semnalul sonor!

Treapta a **Ha- Semnali#are !i reducerea automată a turaţiei la valoarea de relanti



-reapta a II>a funcţionează la apariţia unor defecţiuni sau mai multor defecţiuni din celemenţionate mai os:

a# temperatura apei de răcire a motorului principal a crescut până la valoarea ma4imă,treapta a II>a! -raductorul de temperatură desc(ide contactul i $ntrerupealimentarea releului 7d7!

%# temperatura uleiului de ungere a lagărului a4ial a auns la valoarea ma4imă admisă!-raductorul de temperatură $ntrerupe alimentarea releului 7d)*!

c# temperatura uleiului de ungere a M5 a auns la valoarea ma4imă, treapta a II>a!-raductorul de temperatură $ntrerupe alimentarea releului 7d9!

5rin $ntreruperea alimentării unuia sau mai multe din releele 7d7, 7d9, 7d)* se e4ecută:

desc(iderea contactelor acestor relee din circuitul releului 8d) i $ntrerupereaalimentării acestui releu! +a rezultat se desc(ide contactul 8d) ">))# i se $ntrerupealimentarea electrovalvulei s6! Electrovalvula $nc(ide circuitul aerului de comandăspre regulatorul de turaţie i la presiunea zero a aerului de comandă turaţiamotorului se reduce până la valoarea de relanti!

se desc(id contactele acestor relee din circuitele controlate de alarma sonoră"sc(ema # i alarma sonoră intră $n funcţiune!

la postul local de comandă se aprind lămpile de semnalizare C(6 -ma4 apă M5tr!IIH i C(8 -ma4 ulei M5 tr!IIH! la postul de comandă de la distanţă se aprindlămpile de semnalizare 9(3 1varie M5H i 9(7 1varie reductorH!

Treapta a ***Ha- Semnali#are !i oprirea motorului

-reapta a III>a funcţionează la apariţia uneia din situaţiile posi%ile:a# presiunea uleiului de ungere a M5 a scăzut la valoarea minimă, treapta a II>a!

-raductorul de presiune $ntrerupe alimentarea releului 7d3! %# presiunea uleiului de ungere a reductorului a scăzut la valoarea minimă, treapta a II>

a! -raductorul de presiune $ntrerupe alimentarea releului 7d))!5rin $ntreruperea alimentării acestor relee se realizează $ntreruperea alimentării releului 8d3 "sc(ema 8#! +u temporizare se $nc(ide

contactul 8d3 "8>9# i se alimentează releul 8d7! -emporizarea este necesară pentruca acţiunea să se producă numai $n situaţiile $n care cauza se menţine o anumitădurată! Releul 8d7 fiind alimentat realizează:

oprirea motorului! e $nc(ide contactul 8d7 "9>C# prin care se alimentează

electromagnetul s3 de aducere a cremalierei pompelor de inecţie $n poziţie de de%itnul i motorul se oprete! decuplarea reductorului! e desc(ide contactul 8d7 "A># i se $ntrerupe alimentarea

electrovalvulelor 6* i 6)!

$ncetarea funcţionării pompelor de preungere i electroventilatoarelor e4(austoarede gaz!

e desc(ide contactul 8d7 "6>8# i se $ntrerupe alimentarea releelor 3dCa i 3dC! edesc(id contactele releului 3dC i se $ntrerupe funcţionarea instalaţiilor de forţă "sc(ema )#



În acelai timp, prin contactele releelor 7d3 i 7d)) se semnalizează la posturile decomandă de la distanţă i local această avarie:

la punctul de comandă local se aprinde lampa de semnalizare C(A 5min ulei M5tr!IIH! la punctul de comandă de la distanţă se aprind lămpile 9(3H1varie M5H i

9(7H1varie reductorH

funcţionează alarma sonoră la toate posturile de comandă!După $nlăturarea cauzelor, pentru o nouă pornire se efectuează toate manevrele

prezentate pentru pornirea normală a motorului!În afara semnalizărilor pentru situaţii de avarie, sc(ema mai conţine semnalizări care $n

funcţionarea normală a motorului indică anumite stări, cum sunt:a. semnali#area cuplării reductorului

la mersul ÎN1IN-E după terminarea cuplări reductorului se alimentează releul 6d7 i

prin $nc(iderea contactului 6d7 "3>7# se aprinde lampa de semnalizare 9(8HReductor cuplat $nainteH!

la mersul ÎN15'I după terminarea cuplării reductorului se alimentează releul 6d8 i prin $nc(iderea contactului 6d8 "3>7# se aprinde lampa de semnalizare 9(9HReductor cuplat $napoiH!

la mersul ÎN1IN-E sau ÎN15'I după terminarea cuplării se $nc(ide contactul %9,este alimentat releul 7d)3 i prin $nc(iderea contactului 7d)3 "9>A# se aprinde lampaC()HReductor cuplatH!

b. semnali#area locului de unde se comandă- 1tunci când poziţiile comutatoarelor %8 coincid la postul local i la distanţă sunt

alimentate releele 3d) i 3d8 când se e4ecută comanda din postul local sau releele 3d3 i

3d9 dacă comanda se e4ecută de la distanţă! emnalizarea locului din care se efectueazăcomanda se face:

la postul local prin aprinderea lămpilor de semnalizare C()* /'+1/ sau C(DI-1N;<!

la postul de comandă de la distanţă prin aprinderea lămpilor de semnalizare 9(A/'+1/ sau 9(C DI-1N;<!

la 5+M prin aprinderea lămpilor de semnalizare A() /'+1/ sau A(3DI-1N;<!

c. semnali#area "n situaţia "n care de la unul din posturile de comandă se solicită scimbarea

punctului de comandă-

De e4emplu, comanda se e4ecută de la postul local i de la timonerie se solicitătransferul comenzii la distanţă! olicitarea se face prin fi4area comutatorului %8 de latimonerie pe poziţia DI-1N;<! În această situaţie sunt alimentate releele 3d) 3d9 i $nsc(ema A din figura A!3 se $nc(ide contactul 3d) ")7>)9# i se desc(ide contactul 3d9"8>9#! 5rin contactele $nc(ise 3d) ")7>)9# i 3d8 "8>9# se alimentează releul Ad) care prin$nc(iderea contactului Ad) "9>A# alimentează %locul de pâlpâire! +ontactul de ieire alacestui %loc se $nc(ide i se desc(ide cu intermitenţă i $n acelai mod va funcţiona i releulAd3!



+ontactele releului Ad3 pun $n funcţiune alarma sonoră intermitentă la postul decomandă locală i la postul de comandă de la distanţă!

emnalizarea sonoră intermitentă $ncetează atunci când la postul local se pune

comutatorul %8 pe poziţia DI-1N;<, poziţie care coincide cu cea de la timonerie! d.

blocare alarme false-

/a $ntreruperea voită a motorului, prin apăsarea pe %utonul %3, scăderea presiunilor uleiului de ungere ar urma să pună $n funcţiune sc(ema de protecţie i semnalizare! 5entru %locarea alarmei false acţionează, aa cum s>a prezentat la su%capitolul A!)!A!, releul 8d9 i prin contactele sale se $ntrerupe semnalizarea!

4/+/6/ Anularea protecţiei

În anumite situaţii este necesară anularea protecţiei pentru a $mpiedica scoatereamotorului din funcţiune! ' asemenea situaţie poate apare uneori i la pornire, dacă timpul de$ntârziere la desc(idere al contactului 8d8 ")>6# care %loc(ează acţiunea protecţiei la pornirenu este suficient pentru ca presiunile uleiului de ungere pentru motor i reductor să aungă lavalori peste limitele minime corespunzătoare treptei a II>a!

5entru anularea protecţiei se apasă pe %utonul %7 "sc(ema 8#! 5e durata apăsării pe %utonul de anulare a protecţiei se realizează:

$nc(iderea contactului %7 "9>C# prin care se menţine alimentarea releului 8d3interzicând posi%ilitatea de oprire automată a motorului indiferent de situaţiacontactelor sc(emei de protecţie din circuitul său! De asemenea se %loc(ează acţiuneade protecţie a releului 8d)!

se desc(ide contactul %7 "6>8# "sc(ema 8# i se interzice posi%ilitatea de alimentare aelectromagnetului de oprire s3!

se $nc(ide contactul %7 "3>7#3耀 are scurtcircuitează contactul 6dC "9>A# din circuitulreleului 6d)!

se desc(ide contactul %7 "A># din circuitul releului 6d9!5e timpul apăsării %utonului %7 acţiunea protecţiei este anulată! /a $ncetarea apăsării

sc(ema revine $n poziţia avută $nainte de apăsarea pe acest %uton!

$!"$ D! A'$(!&A%'A!

)! Electromagnetul inclus $n reguloatorul de turaţie al motorului 1/+' este alimentat iacţionează automat $n una din situaţiile:

a# temperatura apei de răcire a motorului principal a crescut până la valoareama4imă treapta II>a

%# presiunea uleiului de ungere a motorului a scăzut su% limita minimă treapta I>



ac# temperatura uleiului de ungere a lagărului a4ial a auns la valoarea ma4imă

d# $ntreruperea funcţionării e4(austorului de gaze din carterul motorului!

3! Instalaţia electrică de forţă a motorului 1/+' conţine următoarele elemente:a# motorul electric de acţionare a pompei de ungere, motor electric de acţionare a

pompei de ungere a reductoruluiB motor electric de acţionare a pompei de apă păentru răcirea motorului!

%# motor electric de acţionare a pompei de preungereB motor electric de acţionarea pompei de ungere a reductoruluiB rezistanţa de $ncălzire a uleiuluiB

c# motor electric de acţionare a pompei de preungereB motor electric de acţionare a pompei au4iliare pentru ungerea reductoruluiB redresoare pentru alimentareaelectroventilelor i a sc(emei de comandă de protecţie i semnalizareB

d# motor electric de acţionare a pompei de com%usti%ilB motor electric de acţionare a pompei de preungereB motor electric de acţionare a pompei au4iliare pentru ungereareductoruluiB electroventilatoare e4(austoare din carterul motorului!

%'CA! D! &!IFICA!

+e asigură instalaţia de telecomandă a motorului principal

R<5&N /1 -E-&/ DE 1&-'E21/&1RE

):dB A: c

&nitatea de $nvăţare nr!C

IN"$A%A7II D! A'$(MA$IQA! A CA%DAIN!I NA&A%!C'-IN"

C!)! +aracteristici generaleC!3 Elementele sistemului de automatizareC!6 5regătirea pentru pornireC!C! Funcţionarea instalaţiei $n regim automatC!8 Funcţionarea instalaţiei $n regim manualC!9 5re$ncălzirea com%usti%ilului



C!A 5rotecţiile caldarinei

(BI!C$I&!

> de a descrie elementele de automatizare ale caldarineiB> de a enumera operaţiunile care tre%uie e4ecutate pentru pregătirea de pornire i funcţiona

$n regim automat i manualB> de a identifica importanţa semnalizărilor i a măsurilor care tre%uie luate!

5/+/ Caracteristici generale

Instalaţia de automatizare M'N1R+J produsă de firma LEIJ1&5- ec(ipeazăcaldarinele navelor cu a%ur tip +12N' 38*! ! ! )***! 1cest tip de caldarină este destinat producerii a%urului suturat la presiunea de A %ar, funcţionează cu com%usti%il lic(id i estede construcţie acvatu%ulară verticală! În ta%elul C!) se prezintă variantele constructive i

principalele caracteristici te(nice!Tabelul 9-=-

De%itnominal

a%ur7g(8

5resiuneade lucru7 %ar 8

uprafaţade $ncălzire

7m38

2olumul spaţiului devaporizare

7m68

2olumulde apă

7m68

0reutateafără apă7g8

38*

A

*,6 *,C 3!C*

8** )A *,89 ),8 C!3)*

C** 39 *,A8 3,3 8!C8*

)*** 3 ),)* 3,C 8!C**

)38* 6A,8 ),38 3,8 9!8A*)9** > > > >

3*** 99 3 9 !A**

38** C* 3,9 9,8 )*!6**

63** C 3,C C,8 )3!9**

5rincipalele elemente constructive ale caldarinei sunt prezentate $n fig! C!)!+aldarina este alcătuită din doi tam%uri )8 i 9 montaţi vertical, unul deasupra celuilalt,

fiind legaţi $ntre ei prin ţevile fier%ătoare )6!+apetele ţevilor fier%ătoare sunt sudate de plăcile tu%ulare )) i )C constituind funduri

plane pentru tam%urul inferior 9 i superior )8!

Între ţevile de la marginea tu%ului de flacără, perpendicular pe direcţia de ieire agazelor, sunt sudate aripioare de ta%lă care au rolul de a diria gazele la ieirea lor din focar!În acest fel toate ţevile fier%ătoare sunt $nconurate de gazele de ardere, sc(im%ul de căldurăfăcându>se pe toată suprafaţa ţevilor

În interiorul tam%urului inferior este amplasat focarul C de formă conică unit $n parteainferioară printr>un inel de legătură A cu partea cilindrică a tam%urului inferior!



.olta focarului sudată de conul de focar se continuă $n partea superioară cu tu%ul deflacără )* celălalt capăt al tu%ului de flacără se sudează de partea superioară a plăciitu%ulare inferioare )), făcând astfel legătura $ntre focar i spaţiul de gaze dintre tam%uri!pre e4terior acest spaţiu este $nc(is de centura colectoare )3 prevăzută cu panouri izolantecare se pot demonta $n vederea curăţirii ţevilor!

+olectorul de fum 6 este prevăzut la partea inferioară cu un capac de curăţire afuninginii C, iar la partea superioară cu o flană 3 pentru cuplarea la tu%ulatura de evacuare agazelor!

Întreaga caldarină este acoperită cu un strat izolator care asigură la e4terior otemperatură ma4imă de 9*o + faţă de mediul am%iant!

Alimentarea caldarinei cu apă se .ace prin unul din cele două capete de alimentare2 amplasate pe tam=urul in.erior/ De aici apa aunge la distri=uitoarele + din tam=urulsuperior :i umple caldarina până la nivelul de lucru/

Nivelul de lucru al apei de alimentare este menţinut automat de către regulatorul cuflotor magnetic )A care urmărete nivelul apei $n caldarină i comandă pornirea, respectivoprirea, pompelor de alimentare cu apă!

În partea de sus a tam%urului superior, pe capacul %om%at )9, sunt montate:> valvula du%lă de siguranţă 7B> valvula principală de a%ur 33B> valvula au4iliară de a%ur )B > valvula pentru presostat )CB> ro%inet de evacuare $n atmosferă 3)!

Funcţionarea caldarinei este automati#ată :i nu este necesară supraveg;erea dincompartimentul 0n care este amplasată/

5/) !lementele sistemului de automati#areInstalaţia de automatizare tip M'N1R+J utilizată pentru caldarină se compune din:

> arzătorB> ta%loul cu elemente de comandă automată i manualăB > traductoare de presiuneB> traductoare de nivel pentru alimentarea cu apă! r#ătorul , prezentat $n figura C!3

constituie elementul de %ază care asigură:

pulverizarea com%usti%ilului, de%itul de aer necesar arderii, iniţierea aprinderii i controlulflăcării!



!

"rincipalele elemente constructive ale caldar inei #$% &'



1rzătorul cuprinde $ntr>o construcţie compactă următoarele elemente:> electromotorul ) de antrenare a ventilatorului i pompei de com%usti%ilB> ventilatorul 6B> pompa de com%usti%il C, conducta de retur com%usti%il , reductor )) pe conducta de

alimentare cu com%usti%il, conducta de com%usti%il su% presiune )CB> servomotorul 3 de poziţionare a clapetei de aerB

> clapeta de aer 9B> două electrovalvule )9 i )A pe circuitele de alimentare a diuzelorB> două diuze 36 pentru pulverizarea com%usti%ilului $n focarB> transformatorul de aprindere )*B> ca%lurile )6 pentru alimentarea electrozilor de producere a scânteii electriceB> celula fotoelectric A pentru sesizarea flacăreiB> cutia C de control a arzătorului i vizorul cu geamB> placa de %orne )3 pentru cone4iuni electrice cu circuite e4terioareB> $ntrerupătorul )CB> flana articulată $n %alama )8B> contactorul )B > difuzorul 3)B > tu%ul de flacără 33!

Fig/ 5/)/ E Ar#ătorul M(NACR



Reglarea com%usti%ilului i a aerului sunt corelate astfel $ncât să se facă o ardere

completă! /a reglare se urmărete ca $n gazele de ardere să fie cantitatea ma4imă de +'3,ceea ce indică o ardere completă!Scema circuitului de combustibil este prezentată $n figura C!6!Elementele din sc(ema circuitului de com%usti%il sunt:

) > diuza )B3 > diuza 3B6 > valvulă cu %ilă pentru diuza )B7 > valvulă cu %ilă pentru diuza 3B8 > conducta de alimentare a diuzei )B9 > conducta de alimentare a diuzei 3BA > conductă pentru scurgerea surplusului de com%usti%ilB

C > conductă retur com%usti%il diuza )B > valvulă piston diuza )B)* > electrovalvulă diuza )B)) > electrovalvulă diuza )B)3 > pre$ncălzire com%usti%ilB)6 > pompă com%usti%il acţionată de a4ul electromotorului arzătoruluiB )7 > filtru!

Figura C!6 > c(ema circuitului de com%usti%il

În a%senţa tensiunii electrice de alimentare electrovalvula )* este desc(isă iar electrovalvula )) este $nc(isă! 5ompa trimite com%usti%il la diuza ) i pentru căreturul este desc(is nu se formează presiune i ca urmare valvula cu %ilă $nc(ide pulverizarea com%usti%ilului prin diuza )! De asemenea nu funcţionează nici diuza 3$ntrucât este $nc(is circuitul de com%usti%il spre această diuză!

5entru funcţionarea diuzei ) se comandă alimentarea electrovalvulei )* i se $nc(idecircuitul de retur com%usti%il! 5rin $nc(iderea circuitului de retur se formează o presiune decirca C > 6* %ar su% acţiunea căreia este $nvinsă acţiunea resortului valvulei cu piston idiuza ) lucrează pulverizând com%usti%il $n focar!



5entru mărirea flăcării se comandă intrarea $n funcţiune a diuzei 3 prin alimentareaelectrovalvulei )) care desc(ide circuitul de com%usti%il spre această diuză!

+ând am%ele diuze lucrează arzătorul funcţionează la capacitate ma4imă!/a atingerea unei anumite valori a presiunii a%urului de%itat de caldarină "circa 8,8 %ar#

se comandă $nc(iderea diuzei 3 prin $ntreruperea alimentării electrovalvulei ))! 1rzătorulcontinuă să lucreze cu diuza ) i când presiunea a%urului aunge la valoarea nominală, A %ar,se comandă $ntreruperea funcţionării diuzei ) prin $ntreruperea alimentării electrovalvulei)*!

Funcţionarea diuzei 3 este condiţionată de presiunea a%urului de%itat de caldarină iasigură capacitatea ma4imă a arzătorului atunci când presiunea a%urului este scăzută! 'eglarea debitului de aer ! Electromotorul arzătorului acţionează ventilatorul care realizeazăde%itul de aer necesar! pre focar de%itul de aer este reglat de o clapetă astfel $ncât să se facăo ardere completă! +lapeta de aer este acţionată de un servomotor electric prin care se

asigură de%itul de aer necesar!ervomotorul clapetei de aer, prezentat $n figura C!C, antrenează concomitent i un a4 cucame prin care se acţionează contacte electrice de tip micro$ntrerupătoare!

5rin contactele electrice acţionate de came se marc(ează poziţiile clapetei de aer, astfel:I2 > $nc(isB III > de%it ma4imB II > de%it parţialB I > conectat circuitul de alimentare aelectrovalvulei diuzei 3 "$n sc(ema generală contactul are sim%olul % 6#!

În perioada $n care funcţionează numai diuza ) clapeta de aer este desc(isă pentru de%it parţial! 5entru mărirea flacărei se comandă mai $ntâi servomotorul clapetei de aer pentrufi4area acesteia $n poziţia de de%it ma4im! +orespunzător acestei poziţii se $nc(ide contactulacţionat de cama I care face posi%ilă intrarea $n funcţiune a diuzei 3!

Fig/ 5/, E "ervomotorul clapetei de aer

Fig/ 5/2 E "c;ema electrică a ar#ătorului/

im%olizarea elementelor sc(emei coincide cu sim%olurile date $n sc(ema electricăgenerală i reprezintă:

> m ) > electromotorul arzătorului! 5entru tipuri diferite de caldarine, prezentate $nta%elul C!), puterea electromotorului are diferite valoriB

> m 3C > servomotorul clapetei de aer! /a alimentarea uneia dintre cele două $nfăurăriservomotorul sta%ilete clapeta de aer $n poziţia de de%it parţial! 5entru fi4area



clapetei $n poziţia de de%it ma4im se $ntrerupe alimentarea primei $nfăurări i sealimentează a doua $nfăurare! +omanda de sc(im%are a poziţiei clapetei de

aer este dată de releul d68 care prin contactul său comutator $ntrerupealimentarea primei $nfăurări i aplică tensiunea de alimentare a celei de a doua$nfăurare! În poziţia clapetei de aer corespunzătoare de%itului ma4im, a4ul cucame $nc(ide contactul % 63 care permite funcţionarea diuzei 3 pentru mărireaflacăreB

> m )A > transformator de aprindereB> s 3A > electrovalvula diuzei )B> s 63 > electrovalvula diuzei 3B> %* > contact de uă! e $nc(ide $n poziţia $n care arzătorul este ra%atat spre focar,

condiţionând funcţionarea instalaţiei de această poziţie a arzătoruluiB> f 69 > traductor fotoelectric pentru sesizarea flacărei!

Programatorul @E H = comandă funcţionarea caldarinei $n regim automat sta%ilindetapele necesare pentru pornire i $n continuare, pe durata funcţionării caldarinei,supraveg(ează menţinerea flacărei!

În figura C!9 se prezintă sc(ema electrică a programatorului iar $n figura C!A diagramasecvenţială de acţionare a contactelor pe durata unui ciclu!

.aza de timp a programatorului este realizată de micromotorul sincron M! 1cestmicromotor rotete cu viteză constantă un a4 cu came i la intervale de timp programate sedau comenzi de acţionare celor )6 micro$ntrerupătoare notate $n sc(emă de la I la III!Fiecare micro$ntrerupător dispune de două contacte a i % din care unul este normal $nc(isiar celălalt normal desc(is! 1tunci când micro$ntrerupătorul este acţionat de camă poziqia

contactelor se inversează: contactul normal $nc(is se desc(ide iar contactul normal desc(isse $nc(ide!

5rogramatorul din momentul dării comenzii de pornire este alimentat prin %ornele ) i 3!De la %orna ) prin contactele $nc(ise %r, 2III%, Ia tensiunea se aplică la %orna )C legată$mpreună cu %orna C! /a prima pornire presiunea a%urului este nulă i contactultraductorului e)C este $nc(is! De asemenea dacă caldarina funcţionează cu com%usti%ildiesel sau $n cazul $n care lucrează cu com%usti%il greu "păcură# acesta are temperaturacorespunzătoare funcţionării normale a diuzelor, contactul traductorului %C este $nc(is, sealimentează releul dC i se $nc(ide contactul dC ")6>)C#!

5rin contactele $nc(ise e)C, dC, tensiunea de la %orna C se aplică la %orna a programatorului!

În continuare de la %orna prin contactele $nc(ise fr), I, II>a se aplică faza tensiunii dealimentare la puntea redresoare! Nulul tensiunii de alimentare de la %orna 3, prin %o%inareleului.R i contactul $nc(is %r3 se aplică la cea de a doua %ornă a puncţii redresoare!

Este alimentat releul 1R care realizează: $nc(ide contactul ar) prin care unteazăcontactele 2III% i IaB $nc(ide contactul ar6 prin care se aplică tensiuneala %orna 6B secomută contactul ar3 i este pus $n funcţiune micromotorul M!



5rin aplicarea tensiunii la %orna 6 se comandă efectuarea primei etape > aerisireafocarului! /a pornirea electroventilatorului se alimentează %o%ina releului prin contactulcăruia tensiunea de la %orna C se aplică i la %orna C!

Faza de prepurare "aerisire a focarului# are o durată minimă t) 6* secunde i ma4imăt) P t3 9* secunde!

Fig/ 5/3 E "c;ema electrică a programatorului %A! < + După prima etapăde prepurare se desc(ide contactul IIa i se $nc(ide II% realizând un nou circuit dealimentare a micromotorului M prin contactul a!r!6! După parcurgerea timpului de prepurare tensiunea de la %orna C se aplică la %orna 9! Întrerupătorul &/3 are două poziţii:$n poziţia din sc(emă aprinderea este comandată imediat, $n a doua poziţie, contactul se pune pe poziţia din stânga, comanda de aprindere se dă după $nc(iderea contactului I2% lae4pirarea timpului t) P t3!

/a aplicarea tensiunii la %orna 9 se comandă apariţia scânteii de aprindere! După 6secunde se $nc(ide contactul 2II, tensiunea de la %orna C se aplică la %orna 8 i se comandăintrarea $n funcţiune a diuzei ) de pulverizare a com%usti%ilului $n focar!

e produce aprinderea com%usti%ilului! După 3 secunde de la darea comenzii deaprindere se desc(ide contactul Ia i este de%locat amplificatorul semnalului dat defototraductorul /F! În prezenţa flacărei semnalul de tensiune de la ieirea amplificatoruluialimentează %o%ina releului FR!

1nclanarea releului FR confirmă apariţia flacărei! e $nc(ide contactul I% i prin fr)se sta%ilete un nou circuit de alimentare pentru releul 1R! După confirmarea aprinderii secontinuă funcţionarea programatorului!

1pariţia flacărei este ateptată un timp t 6! După acest timp se desc(ide contactul IIa i se$ntrerupe alimentarea releului 1R! +ondensatorul montat $n paralel cu releul 1R asigură



menţinerea anclanării releului secunde după $ntreruperea alimentării! Dacă $n acestinterval de timp, denumit perioadă de siguranţă, nu este confirmată aprinderea, releul 1R declanează i prin declanarea contactelor sale oprete funcţionarea caldarinei i %loc(eazăfuncţionarea programatorului!

Fig/ 5/4 E Diagrama secvenţială a contactelor pe perioada unui ciclu/

5entru de%locare se apasă pe %utonul %)3 programatorul este adus $n starea iniţială i sereiau de la $nceput toate fazele descrise până $n prezent!

În situaţia normală, după confirmarea aprinderii se continuă programul! /a secunda C)se desc(ide Ia i se $nc(ide I%, tensiunea de la %orna C se aplică i la %orna A i este permisăfuncţionarea diuzei 3 de pulverizare a com%usti%ilului!

În continuare la secunda C se desc(ide contactul III, se $ntrerupe tensiunea aplicată la

%orna 9 i se deconectează circuitul de aprindere, iar la secunda 6 se desc(ide contactul2Ia, este deconectată alimentarea micromotorului M i programatorul se oprete!

1rzătorul lucrează la capacitatea ma4imă cu am%ele diuze $n funcţiune! +ând presiuneaa%urului aunge la valoarea nominală, A %ar, se desc(ide contactul traductorului e)C, se$ntrerupe tensiunea aplicată la %orna ! e $ntrerupe alimentarea releului 1R i prindesc(iderea contactelor acestuia se $ntrerupe tensiunea aplicată la %ornele 6, C, 8, A având caurmare $ntreruperea funcţionării arzătorului! 5rin comutarea contactului ar3 se reiafuncţionarea programatorului de la secunda 6! e pune $n funcţiune micromotorul M care



funcţionează până la secunda )C aducând cele )6 micro>contacte $n poziţia iniţială i fiind pregătit pentru reluarea ciclului de funcţionare!

5rogramatorul /1E>) reprezintă un aparat $nc(is ermetic, cone4iunea cu celelalteaparate se face prin fie numerotate ca $n sc(emă de la ) la 33 i prize montate peconductoarele de cone4iuni! /a defectare, aparatul se $nlocuiete cu unul de rezervă!

Traductoarele de presiune asigură funcţionarea caldarinei $n regim automat i protecţiala depăirea presiunii ma4ime a a%urului! im%olurile cu care sunt notate $n sc(ema electricăgenerală i funcţiunile traductoarelor de presiune sunt:

> e)C > permite pornirea arzătorului atunci când presiunea a%urului este mai mică de 6,8 %ar i comandă oprirea arzătorului atunci când presiunea a%urului are valoareanominală A %arB

> e68 > permite funcţionarea diuzei 3 la pornire i utilizarea arzătorului la capacitateama4imă pentru scurtarea duratei de ridicare a presiunii a%urului! /a apropierea de

valoarea nominală, când a%urul aunge la presiunea de 8,8 %ar traductorul comandăscoaterea din funcţiune a diuzei 3B> eA3 > realizează protecţia caldarinei la depăirea presiunii nominale! 5entru o presiune

care depăete A,8 %ar traductorul comandă scoaterea din funcţiune a caldarineiB> eAC > controlează presiunea com%usti%ilului! /a scăderea acesteia su% valoarea

nominală se pune $n funcţiune alarma sonoră i optică!

Traductorul de nivel controlează nivelul apei $n caldarină! -raductorul de nivel de tipM'.REb sesizează nivelul apei prin deplasarea pe verticală a unui magnet $mpins de unflotor! În funcţie de poziţiile acestui magnet sunt acţionate contactele traductorului de nivel,astfel:

> nivelul superior de lucru "e9)#B

> nivelul inferior de lucru "e9C#B > nivelul minim de avarie "e9Aa#B> nivelul ma4im de avarie "e9A%#! im%olurile din paranteză sunt cele folosite $n

sc(ema electrică generală!istemul de alimentare cu apă al caldarinei menţine nivelul de lucru $ntre cel superior i

inferior primind informaţii de la traductoarele de nivel e9) i e9C! 1cest sistem comandă pornirea pompelor de alimentare când se aunge la nivelul inferior de lucru i oprireaacestora la atingerea nivelului superior de lucru! -a%loul de comandă a pompelor dealimentare cu apă nu face parte din instalaţia M'N1R+J!

În situaţia $n care se aunge la nivelul de avarie minim sau ma4im, prin contacteletraductorului se comandă oprirea funcţionării caldarinei!

În figura C,!C a, %, c, d se prezintă sc(ema electrică de automatizare a caldarineiM'N1R+J!

5/1 -regătirea pentru pornire

e aplică tensiunea de alimentare trifazată de la ta%loul principal de distri%uţie prin$nc(iderea $ntrerupătoarelor trifazate a*3 i a*3a! 1plicarea tensiunii de alimentare estesemnalizată de aprinderea lămpilor (*C, (*8, (*9 pentru sistemul de forţă trifazat i (*A pentru sc(ema de comandă!

Este $n poziţia $nc(is $ntrerupătorul %*C! 1cest $ntrerupător montat $n afaracompartimentului caldarinei dar $n imediata apropiere de acesta, permite, prin deconectarea



sa, $ntreruperea funcţionării caldarinei $n situaţia $n care se sesizează incendiu sau altă avarie produsă $n compartimentul caldarinei!

1rzătorul este ra%atat spre focar i ca urmare contactul de uă %* este $nc(is!Este alimentată sc(ema electrică de protecţie i semnalizări "fig! 3)!Cd#! e aprind

lămpile de semnalizare: (9 Nivel de avarie apă caldarinăH, (A6 5resiune ma4imă a%urH,(A8 5resiune scăzută com%usti%ilH i funcţionează alarma sonoră!

e conectează pentru scurt timp $ntrerupătorul %9* cu revenire $n poziţia zero după$ntreruperea acţionării! Este alimentat releul d9* de resta%ilire a situaţiei normale pentrusc(ema de semnalizare!

Întrucât nivelul apei de alimentare a caldarinei este $n limitele normale, contacteletraductorului de nivel ma4im i minim de avarie, e9Aa i e9A% sunt $nc(ise, releul d9A estealimentat i prin contactele d9A "8>9#, d9* "66>6C# este alimentat releul d9C! e stinge lampade semnalizare (9 Nivel de avarie apă caldarinăH i la $ntreruperea alimentării releului

d9*, prin $ncetarea acţionării $ntrerupătorului %9*, se menţine alimentarea releului d9C prin propriul contact d9C ")6>)C#! În sc(ema de pornire din fig! 6!C!a se $nc(ide contactul d9C"36>3C# i se menţine $n această situaţie atât timp cât nivelul apei de alimentare este $nlimitele normale de lucru!

/a pornire presiunea a%urului este nulă, contactul traductorului de presiune ma4imă deavarie eA3 este $nc(is i iniţial prin contactul d9* "C6>CC# este alimentat releul dA3 după carealimentarea se menţine prin propriul contact dA3 ")6>)C#! e desc(ide contactul dA3"6)>63#, se stinge lampa de semnalizare (A6 5resiune ma4imă a%urH i $n sc(ema din figura6!C!a se $nc(ide contactul dA3 "36>3C# care rămâne $n această poziţie permiţând pornirea ifuncţionarea instalaţiei atât timp cât presiunea a%urului nu depăete limita ma4imă!

De asemenea, pentru valoarea normală a presiunii com%usti%ilului, contactul

traductorului eAC se $nc(ide i se realizează circuitul de alimentare al releului dAC, iniţial prin contactul d9* "86>8C#, ulterior prin propriul contact dAC ")6>)C#! e desc(ide contactuldAC "6)>63# i se $ntrerupe funcţionarea lămpii de semnalizare (A8 5resiune scăzutăcom%usti%ilH!

c(ema de protecţie i semnalizare este concepută astfel $ncât la depăirea limitelor ma4ime ale unui parametru "presiunea a%urului sau nivelul apei#, se comandă oprireainstalaţiei i declanarea semnalizării optice i acustice! /a revenirea $n limite normale a parametrului care a declanat protecţia, semnalizarea continuă să funcţioneze! 5entrurevenirea sc(emei $n situaţia normală este necesară intervenţia operatorului care după ce aconstatat cauza care a declanat semnalizarea, apasă pe %utonul %9* i prin releul d9* sereface situaţia normală i se $ntrerupe semnalizarea!

e alege regimul de funcţionare al caldarinei prin punerea comutatorului %6 "fig! C!Cc# pe poziţia 1&-'M1- sau M1N&1/!

După efectuarea operaţiunilor prezentate, instalaţia este pregătită pentru funcţionare!5ână la darea semnalului de pornire este aprinsă lampa de semnalizare (C .locareH!

5/,/ Funcţionarea instalaţiei 0n regim automat

Regimul de %ază pentru funcţionarea caldarinei este regimul automat! /a alegereaacestui regim comutatorul %6 se fi4ează pe poziţia 3 1&-'M1-H! Este alimentat releuldC* care $i va acţiona contactele pregătind circuitele pentru funcţionarea $n acest regim!



e conectează $ntrerupătorul %66 care va permite funcţionarea diuzei 3 pentru caarzătorul să lucreze la capacitatea ma4imă până când presiunea a%urului aunge $napropierea valorii nominale! e o%ţine $n acest mod scurtarea duratei de aungere la parametri nominali de $ncălzire!

5entru pornire, se trece iniţial comutatorul %3 "fig! 3)!Ca# pe poziţia ) IniţiereH, estealimentat releul d3 care $n continuare $i menţine alimentarea prin contactul propriu d3 ")6>)C#, după care comutatorul %3 se trece pe poziţia 3 +onectatH! 5rin contactele $nc(ise d3"66>6C#, %3, dC* ")C>)6# se aplică faza tensiunii de alimentare la %orna ) a programatorului! Nulul tensiunii de alimentare este conectat permanent la %orna 3 a programatorului!+oncomitent se desc(ide contactul d3 "8)>83# i se $ntrerupe lampa de semnalizare (C.locareH!

5rogramatorul /1E>) intră $n funcţiune i comandă $n continuare secvenţele fazelor deaprindere cu durata totală a circuitului de )C secunde!

În continuare se prezintă secvenţele fazelor de aprindere i funcţionare $n regim automata instalaţiei urmărind sc(ema electrică de automatizare prezentată $n figura C!C! $a#a * Prepur5area- Din momentul dării comenzii de pornire, programatorul este

alimentat prin %ornele ) i 3! De la %orna ) tensiunea se aplică la %orna )C legată $mpreunăcu %orna C!

/a prima pornire presiunea a%urului este nulă i contactul traductorului e)7 este $nc(is"fig! C!Ca#! De asemenea este $nc(is i contactul dC ")6>)7# $n cazul $n care caldarinafuncţionează cu com%usti%il diesel sau $n cazul folosirii com%usti%ilului greu acesta aretemperatura corespunzătoare funcţionării normale a diuzelor! 5rin contactele $nc(ise aletraductorului de presiune e)7 i releului d7 tensiunea de la %orna C se aplică la %orna a programatorului! e pune $n funcţiune programatorul i prin contactul releului acestuia se

aplică tensiunea la %orna 6 a programatorului!&rmărind sc(ema prezentată $n fig! C!C%, tensiunea care apare la %orna 6 a programatorului se aplică %o%inei contactorului +33 i servomotorului clapetei de aer m37!+a urmare, prin $nc(iderea contactelor principale ale contactorului +33 este pus $n funcţiuneelectromotorul arzătorului m) iar clapeta de aer se desc(ide pentru de%it parţial! Intră $nfuncţiune ventilatorul care introduce aer pentru purarea focarului i eliminarea eventualelor gaze de ardere rămase de la funcţionarea anterioară!

Funcţionarea arzătorului este semnalizată de aprinderea lămpii ()C! În acelai timp a4ulelectromotorului antrenează i pompa de com%usti%il care realizează presiunea necesară!

e $nc(ide contactul au4iliar +33 "36>3C# care pregătete circuitul de aprindere! Din prezentarea funcţionării programatorului /1E>), rezultă că faza de prepurare are durata 6*

9* secunde! $a#a **Ha prinderea! După parcurgerea primei faze programatorul aplică tensiunea la

%orna 9 a programatorului! /a apariţia tensiunii la %orna 9 a programatorului, prin contactele$nc(ise dC* "C6>CC#, +33 "36>3C# este alimentat releul d)8!

Releul d)8 cu temporizare de circa 3 secunde $nc(ide contactul d)8 "C>8# i sealimentează: releul d)9, transformatorul de aprindere m)A i lampa de semnalizare ()C1prindereH! Între electrozi de aprindere apare scânteia electrică! e $nc(ide contactul d)9")6>)C# pregătind pentru funcţionare circuitul de alimentare a electrovalvulei diuzei ), s3A!După trecerea unui timp de circa 6 secunde de la apariţia scânteii electrice, programatorul



'educerea flăcării! +ând presiunea a%urului aunge la valoarea de 8,8 %ar, apropiată de presiunea nominală, traductorul de presiune e68 $i desc(ide contactul i se $ntrerupealimentarea releului d68!

În circuitul servomotorului clapetei de aer m3C se comută contactul d68 $n poziţiainiţială )>6 i se comandă $nc(iderea clapetei de aer pe poziţia corespunzătoare de de%it parţial! În această poziţie a clapetei a4ul cu came desc(ide contactul %63 i se $ntrerupecircuitul de alimentare al electrovalvulei s63! e $ntrerupe funcţionarea diuzei 3 i arzătorullucrează $n continuare cu capacitate redusă, având $n funcţiune numai diuza )!

%prirea caldarinei- +omanda de oprire a caldarinei se dă atunci când presiunea a%uruluiaunge la valoarea de A %ar! /a această valoare a presiunii a%urului se desc(ide contactultraductorului e)7 i se $ntrerupe tensiunea aplicată la %orna a programatorului! e$ntrerupe alimentarea releului programatorului i prin desc(iderea contactelor sale se$ntrerupe tensiunea aplicată la %ornele 6, 7, 8 i A având ca urmare: $ntreruperea alimentării

contactorului +33 i deconectarea electromotorului arzătorului, $ntreruperea alimentăriielectrovalvulei s3A i $ncetarea funcţionării diuzei )!1rzătorul caldarinei $i $ntrerupe funcţionarea! Dispariţia flacărei este sesizată de

fototraductor i se $ntrerupe alimentarea releului FR aparţinând programatorului! e reiafuncţionarea programatorului din momentul $ntreruperii la secunda 6 i se continuă până lasecunda )7! În această perioadă contactele celor )6 micro$ntrerupătoare revin $n poziţiainiţială pregătind circuitele pentru o nouă reluare a programului!

'eluarea ciclică a funcţionării- Releele diferenţiale de presiune sunt astfel reglate $ncâttraductorul de presiune e68 desc(ide contactul la depăirea limitei de 8,8 %ar i $nc(idecontactul când presiunea este mai mică de 7 >7,8 %ar iar traductorul de presiune e)7 $idesc(ide contactul pentru valoarea nominală a presiunii A %ar i $l $nc(ide când presiunea

scade su% limita de 6,8 %ar!După parcurgerea primului ciclu i oprirea caldarinei atunci când presiunea a%urului a

auns la valoarea nominală, presiunea a%urului $ncepe să scadă treptat ca urmare a utilizăriilui $n instalaţia de $ncălzire a compartimentelor navei! /a atingerea valorii de 7>7,8 %ar se$nc(ide contactul traductorului e68! Instalaţia nu pornete! Înc(iderea contactului e68 face posi%ilă funcţionarea treptei a doua la reluarea ciclului de lucru!

+iclu de funcţionare se reia atunci când presiunea a%urului scade până la limita de 6,8 %ar i se $nc(ide contactul traductorului e)7! 5rin $nc(iderea contactului traductorului e)7 sereia funcţionarea arzătorului parcurgându>se toate etapele prezentate anterior! &rmează onouă perioadă de funcţionare care se va $ntrerupe automat atunci când presiunea a%uruluiaunge la valoarea nominală, A %ar!

În acest mod automatizarea caldarinei M'N1R+J realizează o funcţionare ciclică aarzătorului caldarinei pentru menţinerea presiunii a%urului $n limitele 6,8>A %ar!

5/2 Funcţionarea instalaţiei 0n regim manual

5entru funcţionarea caldarinei $n regim manual se e4ecută $n preala%il toate operaţiunile prezentate la pregătirea pentru pornire! +omutatorul de alegere a regimurilor de lucru, %6,se pune pe poziţia ) M1N&1/H!



/a aplicarea tensiunii de alimentare este conectat releul d6C care prin acţionareacontactelor sale pregătete circuitele pentru funcţionarea $n regim manual! e aprinde lampade semnalizare (6 M1N&1/H!

5ornirea se e4ecută prin manevrarea aceluiai comutator %3! e fi4ează iniţial %3 pe poziţia ) i se alimentează releul d3! e $ntrerupe alimentarea lămpii de semnalizare (C.locareH i se $nc(ide contactul de automenţinere a alimentării d3 ")6>)7#!

e trece comutatorul %3 pe poziţia 3 +onectatH i prin contactele d3 "66>67#, %3 poziţia3 se aplică tensiune la sc(ema de comandă! În regimul de lucru manual programatorul /1E>) nu este alimentat i ca urmare acesta nu lucrează $n acest regim!

În continuare, prin conectarea manuală $ntr>o anumită ordine a $ntrerupătoarelor, see4ecută fazele aprinderii! c(ema este astfel concepută $ncât să se asigure ordinea normală aoperaţiunilor i nu se poate trece la faza următoare decât după e4ecutarea fazei precedente!Durata fazelor este sta%ilită de operator!

$a#a *- Prepur5area- e $nc(ide $ntrerupătorul %33 i se sta%ilesc circuitele de alimentare pentru contactorul +33 i servomotorul clapetei de aer prin contactele $nc(ise d6C ")6>)7#, %39, %3, d7* "A)>A3#! ervomotorul m37 desc(ide clapeta de aer pentru de%it parţial i prin$nc(iderea contactelor principale +33 pornete electromotorul ventilatorului!

e introduce aer $n focar i se e4ecută prepurarea acestuia pentru eliminarea gazelor rămase de la funcţionarea anterioară! e aprinde lampa ()C care indică funcţionareaelectroventilatorului!

e $nc(ide contactul +33 ")6>)C# prin care se menţine alimentarea contactorului +33 $netapele următoare când se vor desc(ide %3 i %39! De asemenea se $nc(ide contactul +33"36>37# i se permite alimentarea circuitului de aprindere $n faza următoare! Durataoperaţiunii de prepurare este sta%ilită de operator!

$a#a a **Ha prinderea- e conectează circuitul de aprindere prin $nc(iderea$ntrerupătorului %)8! Este alimentat releul d)8 i acesta cu temporizare $nc(ide contactuld)8 "8>C# prin care se alimentează transformatorul de aprindere m)A, releul d)9 i lampa desemnalizare ()C 1prindereH! -ensiunea $naltă de la transformator se aplică la electrozi i se produce scânteia electrică! Releul d)9 $nc(ide contactele d)9 ")6>)7# i d)9 "36>37# pregătind momentul următor!

5entru pulverizarea com%usti%ilului $n focar se conectează $ntrerupătorul %39 i princontactele $nc(ise d6C "36>37#, %39, d)9 ")6>)7# se aplică tensiunea de alimentare pentruelectrovalvula s3A care prin $nc(iderea returului de com%usti%il pune $n funcţiune diuza )!

5rezenţa aerului, a scânteii electrice i a com%usti%ilului pulverizat de diuza ) realizează

aprinderea i apariţia flacărei!Funcţionarea diuzei ) este semnalizată de aprinderea lămpii de semnalizare ( 3C

Funcţionare treapta IH! În acelai timp cu alimentarea electrovalvulei s3A este alimentat ireleul d6*! 5rin $nc(iderea contactelor d6* ")6>)7# i d6* "36>37# se menţin alimentările pentru electrovalvula s3A i releul d68 după $ntreruperea funcţionării releului d)9 ca urmarea deconectării circuitului de aprindere!

$a#a a ***Ha 1ărirea flăcării- 5entru mărirea capacităţii de lucru a arzătorului seconectează $ntrerupătorul %3! 5rin contactele $nc(ise d6C "76>77#, %3, d)9 "36>37# se



sta%ilete circuitul de alimentare a releului d68! 1cest releu prin comutarea contactului săudin circuitul servomotorului m37 comandă desc(iderea clapetei de aer $n poziţia de de%itma4im! +ând clapeta a auns $n poziţia de de%it ma4im, a4ul cu came $nc(ide contactul %63i se aplică tensiunea de alimentare pentru electrovalvula s63 prin contactele d6C "86>87#, %63!

Diuza 3 intră $n funcţiune i arzătorul lucrează la capacitate ma4imă! Funcţionareadiuzei 3 este semnalizată de lampa (66 Funcţionare treapta a II>aH!

În continuare, pe durata de funcţionare a arzătorului, urmarirea flăcării se face de cătreoperator care $n cazul dispariţiei flăcării intervine prin comenzi manuale pentru oprireainstalaţiei!

5rezenţa operatorului pentru supraveg(erea caldarinei este permanentă $n situaţia $n carese lucrează $n regim manual! &rmărind continuu funcţionarea operatorul intervine pentrureducerea capacităţii arzătorului prin scoaterea din funcţiune a diuzei 3 atunci când

presiunea a%urului aunge $n apropierea valorii nominale si $ntreruperea funcţionăriiarzătorului când presiunea a%urului are valoarea nominală! Reluarea ciclică a funcţionăriicaldarinei se face de asemenea de către operator!

Regimul de lucru manual constituie un regim de rezervă care se aplică numai $n situaţia$n care sistemul automat nu funcţionează!

5/3 -re0ncăl#irea com=usti=ilului Instalaţia electrică de pre$ncălzire acom%usti%ilului este prezentată $n fig! C!Cc! +aldarina poate utiliza drept com%usti%ilmotorina "com%usti%il diesel# sau păcura "com%usti%il greu#! În cazul $n care se folosetemotorina pre$ncălzirea acesteia nu este necesară i comutatorul %77 se pune $n poziţia )DeconectatH! Este alimentat releul d7, se desc(ide contactul d7 "6)>63# i se $ntrerupefuncţionarea lămpii (8*!

Dacă se folosete com%usti%il greu "păcură#, acesta la temperaturi scăzute $i măretevâscozitatea i pentru funcţionarea normală a diuzelor de pulverizare a com%usti%ilului $nfocar, este necesară pre$ncălzirea com%usti%ilului pentru reducerea vâscozităţii!

/a funcţionarea cu com%usti%il greu %77 se pune pe poziţia 3!5rin acţiunea traductorului de temperatură e7A se menţine temperatura com%usti%ilului

$ntre limitele normale! +ând temperatura scade su% limita inferioară se $nc(ide contactultraductorului e7A, este alimentat releul d7A care prin $nc(iderea contactului dCA ")6>)7#sta%ilete circuitul de alimentare al contactorului +C8! 5rin contactele principale alecontactorului +78 sunt conectate rezistenţele trifazate de $ncălzire a com%usti%ilului! 5edurata funcţionării este aprinsă lampa de semnalizare (79 5re$ncălzire com%usti%ilH!

+ând temperatura com%usti%ilului aunge la limita superioară de lucru, traductorul e7A$i desc(ide contactul, se $ntrerupe alimentarea releului d7A, contactorul +78 deconecteazărezistenţele de $ncălzire i prin $nc(iderea contactului d7A "6)>63# funcţionează lampa desemnalizare (8) -emperatură ma4imă com%usti%ilH!

-raductorul de temperatură e78 are un rol de protecţie! În cazul $n care temperaturacom%usti%ilului depăete cu circa 7**+ limita superioară de lucru se desc(ide contactultraductorului e78 care deconectează instalaţia de $ncălzire!

-raductorul %7 semnalizează temperatura minimă a com%usti%ilului! +ontactul său sedesc(ide când temperatura co%oară su% valoarea minimă de la care pentru funcţionarea



normală a diuzelor este necesară pre$ncălzirea! 5rin desc(iderea contactului %7 se $ntrerupealimentarea releului d7, se $nc(ide contactul d7 "6)>63# i se aprinde lampa desemnalizare (8* -emperatură minimă com%usti%ilH! e desc(ide contactul d7 ")6>)7# se$ntrerupe circuitul $ntre %ornele C i ale programului i prin aceasta se comandă oprireainstalaţiei!

5/4 -rotecţiile caldarinei

c(ema electrică de protecţie i semnalizare a caldarinei, prezentată $n fig! C!Cdsemnalizează optic i sonor la depăirea parametrilor nominali! În situaţia $n care presiuneaa%urului sau nivelul apei depăesc limitele ma4ime i este $n pericol funcţionarea caldarinei,sc(ema de protecţie $ntrerupe automat funcţionarea caldarinei i semnalizează cauza$ntreruperii!

În continuare se pre#intă situaţiile 0n care acţionea#ă instalaţia de protecţie :i semnali#are/

Nivel ridicat apă caldarină semnalizare optică i sonoră!+ând nivelul apei de alimentare a caldarinei este la limita superioară de lucru se

desc(ide contactul traductorului e9) i se $ntrerupe alimentarea releului d9)! e desc(idecontactul d9) "8>9# se $ntrerupe alimentarea releului d93, se $nc(ide contactul d93 "6)>63# ise aprinde lampa de semnalizare (96 Nivel ridicatH, totodată, se desc(ide contactul d93"36>37#, se $ntrerupe alimentarea releului dC* i intră $n funcţiune avertizarea sonoră!

Nivel scă#ut apă caldarină semnalizare optică i acustică!/a scăderea nivelului apei de alimentare a caldarinei su% valoarea inferioară de lucru se

desc(ide contactul traductorului e97 i se $ntrerupe alimentarea releului d97! e desc(idecontactul d97 "8>9#, se $ntrerupe alimentarea releului d98, se $nc(ide contactul d98 "6)>63#

i este alimentată lampa de semnalizare (99 Nivel scăzutH! În acelai timp se desc(idecontactul d98 "36>37# i se pune $n funcţiune avertizarea acustică! Nivel de avarie apă caldarină semnalizare i %locare!/a scăderea nivelului apei su% limita minimă de avarie se desc(ide contactul

traductorului 9Aa iar la creterea nivelului peste limita ma4imă de avarie se desc(idecontactul traductorului e9A%! În aceste situaţii se $ntrerupe alimentarea releului d9A sedesc(ide contactul d9A "8>9# i se $ntrerupe alimentarea releului d9C!

5rin $ntreruperea alimentării releului d9C se realizează:> $ntreruperea funcţionării caldarinei prin desc(iderea contactului d9C "36>37# din

circuitul releului d3 i scoaterea acestuia de su% tensiune! e desc(ide contactul d3"66>67# i se $ntrerupe alimentarea programatorului /1E>) sau a sc(emei de comandă

$n cazul $n care se folosete regimul manual de lucruB> aprinderea lămpii de semnalizare ( 9 Nivel de avarieH prin $nc(iderea contactului

d9C "6)>63#B> prin $nc(iderea contactelor d3 "8)>83#, d3 "9)>93# este alimentată lampa (C .locareH

i funcţionează avertizarea sonoră (8B> se desc(ide contactul d3 "76>77#, se $ntrerupe alimentarea releului dC) i intră $n

funcţiune avertizarea sonoră la distanţă!a.

Depă!irea presiunii ma(ime a aburului semnalizare i %locare!



/a depăirea presiunii ma4ime a a%urului se desc(ide contactul traductorului eA3 i se$ntrerupe alimentarea releului dA3, care realizează:

> $ntreruperea funcţionării caldarinei prin desc(iderea contactului dA3 "36>37# ideconectarea alimentării releului d3! +a i $n cazul anterior se $ntrerupe alimentarea programatorului sau a sc(emei de comandă i se pune $n funcţiune semnalizareaoptică i acustică!

> aprinderea lămpii de semnalizare (A6 5resiune ma4imă a%urH prin $nc(idereacontactului dA3 "6)>63#B

> se desc(ide contactul d3 "76>77# din circuitul releului dC) i intră $n funcţiuneavertizarea sonoră la distanţă!

Presiune scă#ută a combustibilului semnalizare optică i acustică!1tunci când presiunea com%usti%ilului scade su% valoarea nominală, se desc(ide

contactul traductorului eA7! e $ntrerupe alimentarea releului dA7 i prin $nc(iderea

contactului dA7 "6)>63# se alimentează lampa de semnalizare (A8 5resiune scăzutăcom%usti%ilH!De asemenea se desc(ide dA7 "36>37# se $ntrerupe alimentarea releului dC) i intră $n

funcţiune avertizarea sonoră! @ipsă flacără semnalizare i oprire!1ceastă protecţie acţionează numai $n regim automat de funcţionare i este asigurată de

releul programator /1E>) "fig!C!9#!Dacă $n timpul funcţionării se stinge flacăra, pulverizarea $n continuare a

com%usti%ilului $n focar conduce la acumularea de gaze care pot provoca e4ploziacaldarinei! În această situaţie la dispariţia flăcării, traductorul fotoelectric nu mai transmitesemnal la %locul de amplificare i se $ntrerupe alimentarea releului FR! Desc(iderea

contactului frl $ntrerupe alimentarea releului 1R care declanează i $ntrerupe funcţionareacaldarinei! 5rin contactele releului .R se aplică tensiune la %orna )3 a programatorului!5e panoul programatorului se aprinde lampa cu neon /) iar pe panoul ta%loului de

automatizare se aprinde lampa ()) /ipsă flacărăH!5entru de%locarea i reluarea de la $nceput a ciclului de punere $n funcţiune se apasă pe

%utonul EK>) de pe panoul programatorului sau pe %utonul %)3 de pe panoul ta%loului deautomatizare!



$!"$ D! A'$(!&A%'A!

)! 5entru nivelul ridicat al apei $n caldarină instalaţia de protecţie i semnalizare asigură:a# $nc(iderea valvulei de alimentare cu apăB %# semnalizarea optică i sonorăBc# semnalizarea i %locarea funcţionării caldarineiBd# oprirea arzătorului!

3! 5entru nivelul scăzut al apei $n caldarină instalaţia de protecţie i semnalizare asigură:a# desc(iderea valvulei de alimentare cu apăB %# semnalizarea i %locarea funcţionării caldarineiB

c# oprirea arzătoruluiBd# semnalizarea optică i sonoră!

%'CA! D! &!IFICA!

În ce ordine se e4ecută operaţiunile la pregătirea caldarinei pentru pornire

8"-'N" %A $!"$'% D! A'$(!&A%'A! ): %B 3: d!

&nitatea de $nvăţare nr!



IN"$A%A7II !%!C$IC! D! A'$(MA$IQA! AIN"$A%A7I!I FI9(IFIC! PI D! C%IMA$IQA!

C'-IN"

!)!Destinaţia instalaţiilor frigorifice navale!1genţi frigorifici!3 c(ema instalaţiei frigorifice navale de cam%uză!6 c(ema electrică de comandă automată, protecţie de semnalizare!7!Instalaţia de climatizare

(BI!C$I&!

> de a e4plica destinaţia, componenţa i modul de funcţionare a unei instalaţii frigorificei a unei instalaţii de climatizareB

> de a identifica i descrie sc(ema electrică de comandă, protecţie i semnalizareB> de a defini măsurile care tre%uie luate $n cazul apariţiei diferitelor semnalizări!

6/+/ Destinaţia instalaţiilor .rigori.ice navale/ Agenţi .rigori.ici

În prezent toate navele sunt dotate cu instalaţii frigorifice! 5entru navele de transport imilitare se folosesc, $n general, două tipuri de instalaţii frigorifice i anume:

> instalaţii frigorifice de cam%uză destinate să asigure conservarea prin frig a produselor alimentare perisa%ile necesare pentru (rana ec(ipaului i a pasagerilor! 1cesteinstalaţii sunt destinate conservării prin frig atât a produselor congelate: carne, preparate din carne, pete, cât i a produselor refrigerate: legume, produse uscate, %ăuturiB

> instalaţia de climatizare pentru asigurarea condiţiilor de confort termic $n spaţiiledestinate odi(nei, servirii mesei i $n spaţii de lucru ale ec(ipaului, cum ar fi: punteade comandă, ca%ina radio, postul de supraveg(ere i control a mainilor !a! 1cesteinstalaţii sunt complet automatizate i funcţionează fără a fi necesară supraveg(erea permanentă la posturile locale de dispunere a aparaturii!

În afara instalaţiilor frigorifice de cam%uză i de climatizare navele cu destinaţiespecială pentru transportul mărfurilor $n condiţii de temperatură scăzută, denumite nave

frigorifice, precum i navele de pescuit au la %ord instalaţii frigorifice de mare capacitatedestinate pentru magaziile de mărfuri! 1stfel de instalaţii nu fac o%iectul prezentei lucrări!În cele ce urmează se va trata partea electrică a sistemelor de automatizare pentru

instalaţiile frigorifice de cam%uză i de climatizare făcându>se o prezentare generală a părţiimecanice, atât cât este necesar pentru a $nţelege funcţionarea sc(emei electrice deautomatizare!

1genţii frigorifice utilizaţi, frecvent pe nave sunt: amoniacul, freonul )3 "R)3#, freonul33 "R33#! 5entru instalaţiile frigorifice de cam%uză se folosete o%inuit freon )3 i freon



33! 1moniacul este $ntre%uinţat de regulă pentru instalaţii frigorifice de mare capacitateaflate la %ordul navelor de pescuit i navelor frigorifice!

Freon )3 este agentul frigorific cel mai răspândit la nave, fiind utilizat la toateinstalaţiile frigorifice de cam%uză i climatizare! E4cepţie fac numai unele nave de pescuit!Freon )3 este agentul frigorific ideal pentru nave datorită proprietăţilor sale, i anume:

> neinflama%il, nu prezintă pericol de e4plozie, fără acţiune fiziologică asupra omuluiB> presiuni mici de condensare "9> %ar# i relativ ridicate la vaporizare "la presiunea

atmosferică temperatura de vaporizare este t* >6**+#B> e4ponent adia%atic mic, asigurând o comprimare cu consum redus de lucru mecanicB> dizolvă uleiul de ungere, asigurând permanent suprafeţele curate de sc(im% de

căldură i revenirea uleiului $n carterul compresoruluiB> inert faţă de metale i uleiuri de ungere, $n prezenţa apei $nsă, se descompune $n

acid fluor(idric i clor(idric care atacă magneziul, aluminiul i aliaele lor,

garniturile i c(iar restul instalaţiei!Dezavantaele freonului )3 comparativ cu alţi agenţi frigorifici sunt:> căldură de vaporizare mică, deci putere frigorifică redusă i ca urmare este necesară

o cantitate mare de agent frigorific care circulă $n unitatea de timp pentru a preluacălduraB

> solu%ilitatea redusă faţă de apă 3,8 mgg R)3B la depăirea acesteia apa, caimpuritate, formează particule de g(eaţă care %loc(ează ventilul de laminareB dinaceastă cauză tre%uiesc luate măsuri deose%ite de uscare a instalaţiei $nainte deumplere precum i o atenţie sporită pentru curăţirea periodică a filtrului dedes(idratareB

> capacitate deose%ită de a trece prin cele mai mici neetaneetăţi ceea ce duce la

pierderi $nsemnate de agentB $n cazul unei e4ploatări necorespunzătoareB> depistarea cu dificultate a pierderilor de agent din instalaţie datorită faptului că este

inodor! Metoda cu spumă de găsire a locului prin care se pierde agent nu estesatisfăcătoare! e utilizează $n acest scop lampa pentru (alogeni prezentată $n figura8!)!

Fig/ 6/+/ %ampă pentru ;alogeni+/ ro=inet de reglare a .lacărei>)/ re#ervor de =utan sau alcool>

1/ .urtun>,/ amestec de aer J .reon> 2/ .lacără/

+ând nu sunt urme de freon flacăra lămpii este al%astră! În momentul $n care apar urmede freon $n aerul care este preluat cu autorul furtunului de la locul de căutare a scăpărilor defreon, flacăra capătă o culoare verde! În acelai scop se folosete i aparatură electronică



capa%ilă să determine scăpările de agent frigorific! căpările mari de agent frigorific pot fidepistate i prin urmărirea %rumărilor sau umezirilor locale pe conductele de lic(id fisurate!

Freonul 33 este folosit ca agent frigorific cu precădere pe navele de pescuit i nave detransport frigorific! +omparativ cu freon )3 are performanţe $m%unătăţite: temperatura devaporizare la presiunea atmosferică este 7**+, are puterea frigorifică mai mare, i osolu%ilitate la apă de C ori mai mare! Detecţia scăpărilor de agent se face la fel ca pentrufreon )3!

În prezent este $n curs de desfăurare un proces de $nlocuire a freonului )3 dininstalaţiile frigorifice de cam%uză i de climatizare cu freon 33 care nu este poluant pentrumediu!

6/) "c;ema instalaţiei .rigori.ice navale de cam=u#ăÎn fig! !3 este prezentată sc(ema instalaţiei frigorifice navale de cam%uză cu 8 camere!

Două camere cu temperaturi negative ">)**+ >)7*+# pentru păstrare carne "camera 1#B

pete "camera .# i trei camere cu temperaturi pozitive "P)*

+ P7*

+# pentru păstrarelegume "camera +#, produse uscate "camera D# i %ăuturi "camera E#! Elementelecomponente ale instalaţiei frigorifice sunt:

?apori#atoarele 1,., +, D, E

Realizează vaporizarea agentului frigorific lic(id! Fenomenul este $nsoţit dea%sor%ţia căldurii din camera $n care este montat vaporizatorul!2aporizatoarele cu acelai regim de temperaturi se montează pe acelaicircuit!

Condensatorul 1sigură transmiterea căldurii de la agentul frigorific către mediul am%iant! /a partea inferioară este prevăzut cu un rezervor care acumulează surplusul deagent frigorific! În acest rezervor se poate goli $ntreaga instalaţie!

Compresoare m),m3 +reează presiuni scăzute pe circuitul de a%sor%ţie favorizând vaporizarea i presiuni $nalte pe circuitul de refulare realizând condensarea i transformareaagentului frigorific $n starea lic(idă!

$iltrul Montat pe conducta de agent frigorific lic(id de $naltă presiune, asigurăreţinerea urmelor de apă introduse cu agentul frigorific ca impuritate aacestuia!

?entilele de regla5 Reglează de%itul de agent frigorific lic(id spre vaporizator astfel $ncât să sefacă vaporizarea completă i să corespundă cu de%itul aspirat de compresor!1sigură laminarea agentului de la presiunea de condensare la presiunea devaporizare!

Pompele de răcire

m6, m7c/ 1sigură $n circuit desc(is răcirea cu apă de mare a condensatorului! În

funcţionare normală lucrează o singură pompă, cea de a doua fiind derezervă! 5resiunea normală pe circuitul de răcire este sesizată de$nc(iderea contactului %)7!

Termostatele

% ) % 8Măsoară temperaturile din camerele frigorifice! -ermostatele fi4ează regimulde temperaturi dorit i la depăirea limitei ma4ime se comandă desc(idereacircuitului de freon lic(id spre vaporizator iar când se aunge la limita minimă secomandă $nc(iderea circuitului!



'e#istenţe

pentru degivrare

r), r3, r6, r7

unt folosite pentru dezg(eţarea răcitoarelor i tăvilor din camerele cutemperaturi negative! 5eriodic, automat sau manual, se %loc(eazăfuncţionarea compresoarelor i se conectează pentru o anumită duratărezistenţele pentru topirea g(eţei formată pe răcitoare i tăvi!

?entilatoarele m8,m9, mA, mC, m

d/ e montează $n camerele frigorifice i au rolul de omogenizare atemperaturii din $ncăperea $n care funcţionează!

Electrovalvulele s3,s6, s7, s8, s9

Desc(id sau $nc(id circuitul de agent frigorific lic(id spre vaporizatoare!+omanda de desc(idere sau $nc(idere este dată de termostatele carecontrolează temperaturile din camerele frigorifice!

Electrovalvula s) Montată pe circuitul de aspiraţie al camerelor cu temperaturi negative! 5edurata funcţionării degivrării $nc(ide circuitul de aspiraţie spre compresor %locând astfel funcţionarea acestuia!

Presostatele de 5oasă

presiune %p), %p3

Montate pe conductele de aspiraţie, reprezintă elemente de comandă pentru

funcţionarea automată a instalaţiei! Preostatul %p6 Montat pe circuitul de a%sor%ţie al camerelor cu temperaturi negative,interzice efectuarea comenzii de degivrare $n perioada $n care lucreazăcompresorul! +ât timp e4istă presiune de vapori pe circuitul de a%sor%ţie ica urmare compresorul lucrează, contactul preostatului este desc(is,interzicând funcţionarea ventilaţiei i a degivrării!

Instalaţia frigorifică prezentată $n fig! !3 conţine două circuite cu funcţionareindependentă, complet automatizată! &nul pentru camerele cu temperaturi negative: 1 i .Bcelălalt pentru camerele cu temperaturi pozitive: +, D i E! +ele două circuite suntinterconectate pe refulare i au $n comun condensatorul cu sistemul de răcire, filtru ialimentarea! În condiţii normale cele două circuite funcţionează independent e4istând

posi%ilitatea, $n cazul $n care un compresor este ineficient, să lucreze unul singur care săasigure menţinerea temperaturilor normale $n camere timp de 37 ore "funcţionare de avarie#!

În camerele frigorifice se instalează vaporizatoarele, ventilatoarele pentru omogenizareatemperaturii i termostatele pentru controlul i comanda menţinerii temperaturii $n camere$ntre limitele fi4ate!

+ompartimentul agregate, dispus $n apropierea camerelor frigorifice pentru scurtarealungimilor conductelor de legătură, conţine: compresoarele, pompele de răcire,condensatorul, rezervorul de freon, electrovalvulele i presostatele, sistemul de comandă i protecţie!



În afara elementelor prezentate $n fig! !3, instalaţia frigorifică mai are un ta%lou electricde comandă a sistemului automat! 1cest ta%lou se dispune $n apropiere, $ntr>uncompartiment separat, izolat de zgomotul din compartimentul agregate!

Funcţionarea normală a instalaţiei frigorifice precum i avariile care apar suntsemnalizate local pe panoul ta%loului electric de automatizări cât i la distanţă! Întrucâtsistemul de automatizare al instalaţiei frigorifice lucrează fără a fi necesară prezenţaoperatorului pentru supraveg(ere, este necesară semnalizarea la distanţă, $ntr>un punct $ncare se e4ecută cart permanent, pentru a sesiza situaţiile de avarie ce pot apare! De regulăsemnalizarea la distanţă se montează $n 5+M "post de supraveg(ere, comandă maini#!

5resostatele de oasă presiune "%p), %p3#, aa cum am menţionat reprezintă elementul decomandă pentru funcţionarea compresorului! În regim normal de funcţionare, când lucreazăunul sau mai multe vaporizatoare de pe un circuit, presiunea pe conducta de aspiraţie are ovaloare la care, prin reglaul efectuat, contactul presostatului este $nc(is! /a scăderea

presiunii de pe conducta de aspiraţie ca urmare a $nc(iderii funcţionării ultimuluivaporizator de pe circuit, când valoarea acesteia aunge la limita minimă, circa *,3 %ar,contactul presostatului se desc(ide oprind funcţionarea compresorului! După un timp destaţionare, ca urmare a creterii temperaturilor $n camere, termostatele comandă intrarea dinnou $n funcţiune a unuia sau mai multe vaporizatoare de pe circuit! 5resiunea pe conducta dea%sor%ţie crete lent i după depăirea presiunii diferenţiate reglate se $nc(ide contactul presostatului, compresorul este pus $n funcţiune i urmează un nou ciclu de lucru!Diferenţialul presostatului este reglat astfel $ncât contactul se desc(ide la presiunea de *,3 %ar i se $nc(ide la presiunea de ),C 3 %ar!

5resostatele diferenţiale de ulei "&) i &3# $ndeplinesc funcţii de protecţie! +ontacteleacestor presostate sunt $nc(ise permiţând funcţionarea compresoarelor atât timp cât diferenţa

de presiune $ntre aspiraţia i refularea uleiului de ungere are o valoare astfel $ncât asigurăungerea normală a agregatelor! 5entru a asigura pornirea compresorului, presostatuldiferenţial de ulei este prevăzut cu un releu termic de temporizare 78 * secunde careface posi%ilă pornirea fără e4istenţa diferenţei de presiune reglată! Introducerea $n funcţiunea presostatului are loc după scurgerea duratei amintite, deci după ce pompa a avut timpulnecesar să creeze diferenţa de presiune prescrisă! 1ceste aparate, după declanare, rămân $naceastă poziţie fiind necesară reanclanarea manuală pentru o nouă pornire!

e prezintă $n continuare funcţionarea de principiu a unuia din cele două circuite prezentate $n figura 7!3 de e4emplu circuitul camerelor negative! +onsiderăm cătermostatele % ) i % 3 sunt reglate pentru menţinerea temperaturii $ntre limitele: minim )7* + i ma4im )** +!

1tunci când $ntr>o cameră sau $n am%ele camere temperatura depăete limita ma4imătermostatele comandă desc(iderea electrovalvulelor s3, s6 i freonul lic(id, su% presiunecirca 8 %ar, trece spre vaporizatoarele 1 i .!

2entilele de regla "laminare# montate $naintea vaporizatoarelor permit trecerea unuide%it astfel reglat $ncât să se facă o vaporizare completă!

Freonul pătrunde $n vaporizator, se produce fenomenul de vaporizare $nsoţit de a%sor%ţiede căldură!

Din vaporizator vaporii de freon pătrund $n conducta de aspiraţie spre compresor i presiunea $ncepe să crească lent! După un timp, când presiunea pe conducta de aspiraţie



aunge la limita ma4imă ),C 3 %ar, presostatul de oasă presiune %p) montat pe conductade aspiraţie $i $nc(ide contactul i comandă pornirea compresorului!

+ompresorul lucrează, a%soar%e vaporii de freon, $i comprimă i $i trimite pe circuitul derefulare spre condensator! În condensator are loc transformarea $n stare lic(idă a freonului!Freonul lic(id su% presiune de 8 %ar este trimis la intrarea $n vaporizatoare sta%ilindu>seastfel un circuit $nc(is al agentului frigorific! Întrucât valvulele de regla lucrează continuude%itând freon care se vaporizează $n vaporizatoare, presiunea pe conducta de aspiraţie acompresorului se menţine la valoarea ),C 3 %ar i compresorul funcţionează continuu!

+a urmare a funcţionării vaporizatoarelor, temperatura $n camerele frigorifice scadecontinuu i când se aunge la limita minimă )7* + termostatele comandă $nc(idereavalvulelor electromagnetice s3, s6 i se $ntrerup circuitele de freon spre vaporizatoare!+ompresorul continuă să lucreze aspirând freonul e4istent după valvulele electromagnetice, presiunea pe circuitul de aspiraţie scade treptat i când aunge la limita minimă *,3 *,6 %ar

presostatul %p) $i desc(ide contactul i comandă oprirea compresorului!De regulă, aa cum este cazul prezentat, compresorul lucrează cu mai multevaporizatoare situate $n camere diferite! Funcţionarea lui se $ntrerupe numai atunci când s>aauns la temperatura programată $n toate camerele! În e4emplul prezentat, dacă $n una dincamere, de e4emplu $n camera 1, s>a atins temperatura reglată i se oprete funcţionareavaporizatorului, acest lucru este resimţit prin scăderea presiunii pe conducta de aspiraţie lacirca ) %ar deoarece lucrează numai vaporizatorul .! +ompresorul continuă să lucreze cusarcina pe umătate până la o%ţinerea temperaturii reglate i $n camera .!

În situaţia $n care sunt mai multe camere pe un circuit, compresorul frigorific lucrează până la $ntreruperea funcţionării ultimului vaporizator! Din momentul $n care $ncepe să sereducă numărul consumatorilor se reduce continuu presiunea pe circuitul de aspiraţie i

pentru aceeai capacitate a compresorului se mărete temperatura de refulare! În astfel desituaţii pentru menţinerea $n anumite limite a presiunii pe circuitul de aspiraţie până ladeconectarea ultimului consumator se adoptă una din soluţiile:> la reducerea sarcinii compresorului acţionează un presostat de sarcină i se anulează,

funcţionarea unor cilindri! De e4emplu, pentru un compresor cu 7 cilindri se scot dinfuncţiune succesiv 3 cilindri o%ţinându>se reducerea capacităţii acestuia la A8O i 8*Odin sarcina nominalăB

> se montează un regulator de capacitate care permite trecerea unei părţi a vaporilor dincircuitul de refulare pe circuitul de a%sor%ţie menţinând $n acest fel presiunea pecircuitul de aspiraţie!Funcţionarea celui de>al doilea circuit care deservete camerele cu temperaturi pozitive

este aceeai! +ircuitul de refulare format de condensatorul răcit cu apă de mare, filtrul irezervorul de freon este comun pentru cele două compresoare!

În cazul $n care de%itul apei de răcire este insuficient sau se $ntrerupe, presiunea derefulare crete peste limita normală! Depăirea presiunii normale de refulare este sesizată de presostatul diferenţial de ulei "&) sau &3# i se $ntrerupe funcţionarea compresorului!Repunerea $n funcţiune se face manual după luarea măsurilor corespunzătoare!

Filtrul uscător "cu silicagel# reţine urmele de apă din freon! Eliminarea apei estedeose%it de importantă pentru %una funcţionare a instalaţiei având $n vedere solu%ilitatearedusă a apei $n freon )3! 'rificiile valvulelor de regla "de laminare# sunt foarte mici, de



ordinul *,) *,8 mm i particulele mici de apă pot constitui dopuri de g(eaţă care %loc(eazăfuncţionarea acestora!

6/1 "c;ema electrică de comandă automată protecţie de semnali#are1utomatizarea instalaţiilor frigorifice asigură:

> menţinerea $n limite prescrise a parametrilor mediului din camerele frigorifice fapt careasigură calitatea produselor conservate prin frigB

> funcţionarea $n condiţii economice a instalaţiei cu consum redus de energie electrică ifără carturi permanente pentru supraveg(ere pe timpul funcţionăriiB > siguranţă sporită$n e4ploatare!

În fig! !6 a, %, c, d, e i f este prezentată sc(ema electrică de comandă automată, protecţie i semnalizare pentru instalaţia frigorifică de cam%uză prezentată $n fig! !3!

Funcţionarea instalaţiei frigorifice se prezintă pe etape urmărindu>se sc(emele din fig! !6!

Pregătirea pentru pornire constă $n e4ecutarea următoarelor operaţiuni:> se conectează manual $ntrerupătoarele automate a*, a), a3, a6, a7 "fig! !6a#!

5rezenţa tensiunii de alimentare este semnalizată de aprinderea lămpii (* "fig!!6d#B

> sunt alimentate rezistenţele r8, r9 "fig! !6%# pentru $ncălzirea uleiului de ungere dincarterul compresoarelor! Funcţionarea rezistenţelor de $ncălzire este semnalizată deaprinderea lămpilor (), (3 "fig! !6d#! În situaţia $n care temperatura mediului esteridicată i nu este necesară $ncălzirea uleiului prin apăsarea pe %utoanele %), %3 cureţinere $n poziţia apăsat, se deconectează circuitele rezistenţelor de $ncălzireB

> se sta%ilete regimul de lucru pentru compresoare prin poziţionarea comutatorului %7"fig! !6%# pe una din poziţiile: )>funcţionare compresor nr!)B 3> funcţionare

compresoare nr!) i nr!3B 6> funcţionare compresor nr!3! +onsiderăm că se fi4eazăcomutatorul pe poziţia 3 corespunzătoare funcţionării am%elor compresoareB

> se alege pompa de răcire care urmează să lucreze punând comutatorul %)3 "fig! !6c# pe poziţia ) sau 3!

> se verifică integritatea lămpilor de semnalizare prin conectarea de scurtă durată a$ntrerupătorului %)6 "fig! !6d#! 5e durata conectării sunt alimentate lămpile desemnalizare () (7, releul d8, i prin $nc(iderea contactului d8 "33>37# sunt alimentatelămpile (8 ()9!

Pornirea instalaţiei se realizează prin apăsarea pe %utonul cu reţinere %6 "fig! !6%#! Estealimentat releul d) care realizează: $nc(ide contactul d) "3>7# din circuitele releelor d3, d6 i pune su% tensiune circuitele electrovalvulelor s7, s8, s9 care aparţin camerelor cu

temperaturi pozitiveB $nc(ide contactul d) "9>C# i prin contactul $nc(is +)*"6>8# se aplicătensiunea circuitelor electrovalvulelor s3, s6 aparţinând camerelor cu temperaturi negative!Este alimentată electrovalvula s) care desc(ide circuitul de a%sor%ţie pentrucompartimentele cu temperaturi negative! De asemenea sunt alimentate contactoarele +8,+9 "fig!33!6c# care pun $n funcţiune ventilatoarele m8, m9 din camerele cu temperaturinegativeB se $nc(ide contactul d) ")*>)3# "fig! 8!6c# prin care se alimentează contactoarele+A, +C, + i sunt puse $n funcţiune ventilatoarele mA! mC, m din camerele cu temperaturi pozitive!



!



Funcţionarea ventilatoarelor este semnalizată local de aprinderea lămpilor ()3 ()9"fig! !6e#!

În momentul pornirii, temperaturile $n camerele frigorifice sunt peste limitele reglate,contactele termostatelor % ) % 8 "fig! !6%# sunt $n poziţia prezentată $n sc(emă i princontactele lor $nc(id circuitele de alimentare a electrovalvulelor s3, s6, s7, s8, s9! +a urmaresunt desc(ise circuitele agentului frigorific spre vaporizatoare!

1gentul frigorific pătrunzând $n vaporizatoare se produce fenomenul de vaporizare$nsoţit de a%sor%ţie de căldură! 2aporii de freon aungând pe conducta de a%sor%ţie crete presiunea pe acest circuit! +ând presiunea de aspiraţie aunge la limita ma4imă, 3 %ar, presostatele de oasă presiune %p), %p3 $nc(id contactele i sta%ilesc circuitele de alimentare pentru releele d3, d6 prin contactele $nc(ise ale presostatelor diferenţiale de ulei, &), &3 icontactele $nc(ise ale $ntrerupătoarelor automate a), a3 acţionate anterior $n faza de pregătire a pornirii!

Releele d3, d6 anclanează i prin contactele lor realizează: alimentarea contactorilor +), +3 prin $nc(iderea contactelor d3 "3>7#, d6 "3>7#B prin $nc(iderea contactelor d3 "9>C#,d6 "9>C# "fig!8!6e# sunt alimentate lămpile (9, (A pe panoul local i ()A, ()C la distanţă caresemnalizează funcţionarea compresoarelorB se $nc(id contactele d3 ")*>)3#, d6 ")*>)3# pregătind circuitele de alimentare pentru lampa de semnalizare ( /ipsă apă de răcireH!1ceastă lampă nu se aprinde atâta timp cât e4istă presiune pe circuitul apei de răcire icontactul %)7 este desc(is!

+ontactoarele +), +3 prin $nc(iderea contactelor principale realizează punerea $nfuncţiune a compresoarelor nr!) i nr!3! În acelai timp se desc(id contactele au4iliare +) "6>8#, +3 "6>8# "fig! !6%# care deconectează rezistenţele de $ncălzire ale uleiului i se $nc(idcontactele +) "9>C#, +3 "9>C# "fig! !6c# prin care se alimentează contactorul +6 sau +7 $n

funcţie de poziţia comutatorului %)3 sta%ilită $n faza de pregătire a pornirii!5rin contactorul +6 sau +7 este pusă $n funcţiune una din pompele sistemului de răcire!Funcţionarea pompei de răcire este semnalizată local de aprinderea lămpii ()* Funcţionare pompă răcireH! 5resiunea apei pe circuitul de răcire desc(ide contactul %)7 i $ntrerupefuncţionarea lămpilor (, local i ()3 la distanţă, care semnalizează /ipsă apă răcireH!

$uncţionarea instalaţiei! În funcţionare, pe măsură ce $n camere se aunge latemperatura reglată, termostatele % ) % 8 "fig! 8!6%# comandă pe rând $nc(idereaelectrovalvulelor s3 s9 i se $ntrerupe alimentarea cu freon lic(id a vaporizatoarelor dincamere! /a decuplarea termostatelor se $nc(id contactele normal desc(ise ale acestora isunt alimentate releele d9 d)* "fig!8!6d# care $ntrerup funcţionarea lămpilor desemnalizare la distanţă (36 (3A "fig! 8!6f#, stingerea treptată a acestor lămpi indică la

postul de supraveg(ere de la distanţă că $n camerele frigorifice s>a sta%ilit temperaturareglată!

5e măsură ce circuitele spre vaporizatoare se $nc(id ca urmare a aungerii la valoareatemperaturii reglate scade presiunea pe circuitele de a%sor%ţie spre compresoare! După$nc(iderea ultimului vaporizator de pe fiecare din cele două circuite independente,compresoarele continuă să a%soar%ă gazele de după electrovalvule, presiunea pe circuitelede a%sor%ţie scade treptat i când aunge la limita minimă, *,3 %ar, presostatele de oasă presiune, %p) pentru compresorul nr!) i %p3 pentru compresorul nr!3, $i desc(id contactelei $ntrerup funcţionarea compresoarelor!



+ând am%ele compresoare sunt oprite ca urmare a acţiunii presostatelor de oasă presiune, se $ntrerupe i funcţionarea pompei de răcire!

1cţiunea presostatelor %p), %p3 este semnalizată local de aprinderea lămpii (6 "fig!8!6d#i la distanţă de aprinderea lămpii () "fig! 8!6f# Decuplat presostat %p), %p3H!

După o perioadă de timp, când $n una sau mai multe camere crete temperatura pestelimita ma4imă reglată, automat termostatele din camerele respective comandă alimentareaelectrovalvulelor i desc(iderea circuitelor de alimentare cu freon lic(id a vaporizatoarelor!2aporizatoarele intră $n funcţiune, crete presiunea pe circuitele de a%sor%ţie i cândvaloarea acesteia aunge la limita ma4imă 3 %ar, presostatele de oasă presiune, %p), %p3,comandă pornirea compresoarelor! +ompresoarele i pompa de răcire lucrează până larefacerea temperaturii reglate $n camerele respective! +iclul se repetă automat ori de câte orise depăesc temperaturile reglate, menţinându>se permanent, $n camere, temperatura $nlimitele reglate!

2entilaţia $n camerele frigorifice lucrează continuu pentru omogenizarea temperaturilor $n volumul camerelor! În situaţia $n care după sta%ilirea regimului termic $n unele camere nuse intră o perioadă mare de timp, ventilaţia $n aceste camere poate fi oprită manual prinapăsarea %utoanelor cu reţinere %8 % "fig! 8!6c#!

Degivrarea- În funcţionare, pe vaporizatoarele din camerele cu temperaturi negative seformează g(eaţa care este izolant temic i $mpiedică transferul de căldură! 5entru topireag(eţii este necesar ca periodic să se efectueze operaţiunea de degivrare!

Degivrarea se poate efectua automat sau manual! Regimul este ales prin fi4areacomutatorului %)* "fig! 8!6c# pe poziţia dorită! Regimul automat constituie regimul de %azăi se consideră, $n cele ce urmează, că s>a ales acest regim!

Funcţionarea $n regim automat este comandată de releul programator u6 "fig! 8!6c#! /a

pornirea instalaţiei, prin $nc(iderea contactului d) ")*>)3# contactul $nc(is u6 "7>8# al programatorului i contactul %)* "1>.#, se sta%ilete circuitul de alimentare al releului d7!+oncomitent este alimentat i servomotorul releului programator!

5rin $nc(iderea contactului d7 "3>7# se sta%ilete un nou circuit de alimentare a releuluid7 prin contactul propriu i contactul presostatului %p6 $nc(is numai $n perioada $n care presiunea pe circuitul de a%sor%ţie este su% limita minimă i deci compresorul nu lucrează!

e $nc(ide contactul d7 "9>C# pregătind circuitul de alimentare al contactorului +)*!Releul programator $n funcţie de reglaul efectuat poate asigura până la )3 operaţiuni dedegivrare $n 37 ore cu durate cuprinse $n limitele )*>* minute! +omanda de degivrare estedată de releul programator prin desc(iderea contactului u6 "7>8# i $nc(iderea contactului u6"8>9# care sta%ilete circuitul de alimentare al contactorului +)*!

+ontactorul +)* prin contactele sale principale conectează rezistenţele de $ncălzire r),r3, r6, r7 "fig! 8!6a# pentru topirea g(eţii de pe vaporizatoare i tăvi! e desc(ide contactul+)* "6>8# având ca urmare: %locarea circuitului de a%sor%ţie spre compresor prin$ntreruperea alimentării electrovalvulei s)B $ntreruperea tensiunii aplicată termostatelor % ), % 3 din camerele cu temperaturi negative i contactorilor +8, +9! 5rin această$ntrerupere se interzice posi%ilitatea pornirii vaporizatoarelor i funcţionarea ventilaţiei $ncamerele cu temperaturi negative! e $nc(ide contactul +)* "3>7# "fig! 8!6e# i la postul localse aprinde lampa ()) iar la postul de la distanţă lampa (33 "fig! 8!6f# care semnalizeazăFuncţionare degivrareH!



După parcurgerea perioadei fi4ate pentru degivrare, releul programator u6 comută dinnou contacteleB se desc(ide u6 "8>9# i se $nc(ide u6 "7>8#, resta%ilind situaţia iniţială!Efectuarea periodică a operaţiunii de degivrare $mpiedică formarea de g(eaţă cu grosimi maimari de 3>6 mm asigurând permanent transmisia optimă a căldurii! 5rezenţa contactului presostatului %p6 montat pe circuitul de aspiraţie $mpiedică aplicarea regimului de degivrare$n perioada $n care lucrează compresorul!

În situaţia $n care se alege regimul manual pentru efectuarea degivrării se punecomutatprul %)* pe poziţia 3 ManualH! Funcţionarea este aceeai cu deose%irea cămomentul degivrării i durata acestei operaţiuni este sta%ilită de operator!

Protecţia instalaţiei- Electromotoarele compresoarelor i pompelor de răcire sunt proteate cu $ntrerupătoare automate care asigură protecţie la suprasarcină i scurtcircuite!5rotecţia electroventilatoarelor este realizată cu siguranţe pentru scurtcircuite i cu releetermice pentru suprasarcină! +ircuitele de alimentare a contactoarelor, releelor, lămpilor de

semnalizare i rezistenţele de $ncălzire sunt proteate cu siguranţe!Releele diferenţiale de ulei, &), &3 asigură protecţia compresoarelor i a instalaţiei ladepăirea presiunii ma4ime de refulare! c(ema electrică a presostatelor diferenţiale de uleieste prezentată $n fig! 8!6%!

ituaţia fiind similară pentru cele două presostate, $n continuare se prezintă funcţionarea presostatului diferenţial de ulei &)!

1tât timp cât diferenţa de presiune $ntre aspiraţia i refularea uleiului de ungere este $nlimitele normale, contactul presostatului diferenţial de ulei &) "7>8 este desc(is#! +ircuitulde alimentare al elementului termic este $ntrerupt i ca urmare este $nc(is contactul &) ")>6#i este desc(is contactul &) ")>3#! 5rin contactul $nc(is &) ")>6# este permisă funcţionareacompresorului comandată de presostatul de oasă presiune %p)!

5rezenţa releului termic este necesară pentru ca presostatul diferenţial să nuacţioneze pe durata regimului tranzitoriu de pornire a compresorului! /a pornire, iniţial presiunea de ulei este nulă i crete treptat după pornirea compresorului! 5e durataacestui regim tranzitoriu contactul presostatului & "7>8# este $nc(is $ntrucât diferenţa de presiune este su% limita normală! Elementul termic al releului este parcurs de curent pecircuitul: d) "3>7#, %7 "I>J#, &) ")>6#, r, element termic, &) "7>8#, +) "3>7#! Durata$ntârzierii acţionării releului termic este regla%ilă $n limitele 78 * secunde! 1ceastădurată se sta%ilete prin alegerea corespunzătoare a valorii rezistenţei r! Dacă $n această perioadă se formează presiunea normală de ungere, se desc(ide contactul presostatuluidiferenţial de ulei & "7>8#, se $ntrerupe trecerea curentului electric prin elementul termical releului i se continuă funcţionarea compresorului! În situaţia $n care $n această

perioadă nu se formează presiunea nominală, acţionează elementul termic al releului, sedesc(ide contactul &) ")>6# i se $ntrerupe funcţionarea compresorului!

În funcţionare, la depăirea presiunii ma4ime pe conducta de refulare i acest lucru poate avea loc dacă de%itul pompei de răcire este insuficient sau se $ntrerupe circuitul derăcire, presostatul diferenţial de ulei $nc(ide contactul &) "7>8#, este alimentat releul termici aceasta cu temporizare desc(ide contactul &) ")>6# $ntrerupând funcţionareacompresorului!

Funcţionarea releelor diferenţiale de ulei pentru protecţia compresoarelor estesemnalizată local de aprinderea lămpii (3* Decuplat presostat diferenţial de uleiH!



+irculaţia apei de răcire este de asemenea importantă pentru funcţionarea normală ainstalaţiei! În cazul $n care se $ntrerupe circuitul apei de răcire, se $nc(ide contactul %)7 i seaprind lămpile de semnalizare ( la postul local i ( 8 la distanţă /ipsă apă răcireH! Dacănu se iau măsuri pentru refacerea circuitului apei de răcire, după un timp, crete presiunea pe circuitul de refulare i acţionează presostatul diferenţial de ulei care comandă oprireacompresorului!

În ta%elul !) se prezintă caracteristicile instalaţiilor frigorifice de cam%uză produse de-e(nofrig, +lu>Napoca pentru navele comerciale!

$AB!%'% 6/+/

+aracteristicile instalaţiilor frigorifice de cam%uză tip te(nofrig

&tilae i compartimente

-ipul navei

+argou

37** tdS!

+argou

7A** tdS!

-rauler super

atlantic

+argou A8**

tdS!

+argou

)C***tdS!

Mineralier )8***tdS!

Mineralier 88***tdS!

5etrolier

)8**** tdS!

)! 3! 6! 7! 8! 9! A! C! !

-ipul instalaţieiIFN89

37**IFN 89

7A**IFN 89

1IFN C*

A8**IFN))3

)C***IFN))3

)8***IFN)9*

88***IFN)C*)8****

0rup compresor naval!0+N3C"3 %uc#

0+N3C"3 %uc#

0+N3C"3 %uc#

0+N7* "3 %uc#

0+N 89"3 %uc#

0+N 89"3 %uc#

0+N C*"3 %uc#

0+N C* "3 %uc#

+ompresor frigorific K *3 K *3 K *3 K *3 K )3*3 K )3*3 K )3*3 K )3*3

Motor electric8 L B

)*** rot! min!9, LB

)8** rot!min!)* LB )***

rot! min!)6,C LB )8**

rot! min!

+ompartimentele cam%uzei

>)8 >)* >)8 >)8 >)8 >)8 >)8 >)C+arne

-emperatura, *+

2olumul, m6 C )A )3,A )9 36,9)A 39 A8 6A,8

5ete

-emperatura, *+>)8 >)* > >)8 >)8 >)8 >)8 >)C

2olumul, m6 8,6 9 > A A,99,7 )) 37 )7,8

0răsimi-emperatura, *+ > >7 > > > > > >

2olumul, m6 > 8,9 > > > > > >

2egetale-emperatura, *+ P3 P3 P3 P3 P3 P3 P7 P3

2olumul, m6 )8 6,8 6),) 6A,8 76,736,8 88 66 9A,8

/actate-emperatura, *+ > P3 P3 > > P3 P3 P8

2olumul, m6 > A,3 )9,7 > > C,6 67 ,3

5roduse uscate-emperatura, *+ P)8 P)8 PC P)3 > > PC >

2olumul, m

6

)3 63,8 36,A 66,8 > > 8* >

.ăuturi-emperatura, *+ > P8 > > > > PC >

2olumul, m6 > 9,6 > > > > 3 >

1ticameră saudecongelare

-emperatura, *+ > > > P9 P3 P3 P)* PA

2olumul, m6 > > > A,8 )3,7C,9 )8 3 )

6/,/ Instalaţia de climati#are +alitatea mediului $n care trăiesc oamenii, $idesfăoară activitatea i se odi(nesc, are o influenţă (otărâtoare asupra stării de sănătate icapacităţii de muncă! &nul din factorii importanţi care determină calitatea mediului $l



constituie confortul termic! Întrucât conducerea navei, odi(na i alte activităţi aleec(ipaelor au loc $n ca%ine careuri i puncte de comandă centralizată "5!+!+!# deci spaţii$nc(ise, toate navele maritime i unele nave fluviale sunt prevăzute cu instalaţii care asigurărealizarea condiţiilor de confort termic!

+onfortul termic se definete ca totalitatea parametrilor care tre%uie asiguraţi aeruluiinterior pentru realizarea unei am%ianţe cât mai apropiată de nevoile fiziologice aleorganismului omenesc aflat $n activitate sau odi(nă!

5entru o navă maritimă cu zonă de navigaţie nelimitată, aceasta $ntr>un timp relativ scurt poate parcurge distanţa de la ecuator la cercurile polare! -recând de la condiţiile verii toridela condiţiile unei ierni aspre, simpla ventilare sau $ncălzirea compartimentelor esteinsuficientă! Este necesar să e4iste o tratare comple4ă a aerului, un control al parametrilor acestuia "$ndeose%i temperatura i umiditatea# $n vederea asigurării unei am%ianţe potrivite pentru activitate i odi(nă la %ordul navei! +limatizarea rezolvă această pro%lemă i

ansam%lul de aparate, tu%ulaturi i utilae cu care se realizează climatizarea formeazăinstalaţia de climatizare a navei!5rincipalii parametri ai aerului care creează senzaţia de confort sunt: temperatura,

umiditatea i viteza aerului! În ta%elul !3! sunt date valorile temperaturii i umidităţiicorespunzătoare normelor sanitare de confort!

În perioada de navigaţie $n zone reci climatizarea aerului se face prin $ncălzire iumidificare! Iniţial se face o pre$ncălzire funcţionând cu a%ur! După o primă etapă se o%ţineaer $ncălzit i uscat având umiditatea relativă circa )*O! 1cest aer dă senzaţia de inconfort producând uscarea căilor respiratorii i a pieii! 5entru ridicarea umidităţii la 7*>9*O, valorinormale pentru confortul termic, $ntre %ateriile de pre$ncălzire i $ncălzire finală se introduceun umidificator care funcţionează pe principiul inecţiei de a%ur $n aer!

$AB!%'% 6/)

1notimpulE4terior Interior

te*+ O ti*+ O2ara P68 A* P3C 8*Iarna >38 C* P3* 8*

Răcirea aerului este necesară atunci când se navigă $n zone cu temperaturi ridicate!e recomandă ca prin răcire, diferenţa de temperatură $ntre e4terior, t e, i interior, ti, să

nu depăească 9 C*+!

t te > ti 9 ! C*+ Diferenţa $ntre temperaturae4terioară i interioară nu tre%uie să fie mai mare $ntrucât capacitatea de termoreglare aorganismului uman este destul de redusă i trecerea repetată de la condiţiile de mediue4terior la condiţiile de mediu climatizat, $n $ncăperi, duce la apariţia senzaţiei de inconfort!

?i $n cazul răcirii aerului tre%uie corelată temperatura aerului climatizat cu umiditatea!5rin răcirea aerului crete umiditatea relativă putând aunge până la saturaţie )**O!

+apacitatea aerului umed de a prelua vaporii de apă este condiţionată de temperatura lui! +ucât temperatura este mai scăzută, cu atât capacitatea de a reţine vaporii de apă este mairedusă! Răcind aerul umed la o anumită temperatură, aerul devine saturat! Răcind $ncontinuare aerul su% această temperatură, o parte din vapori devine e4cedentară i se depune



su% formă de picături formând roua! Răcirea aerului su% punctul de rouă dă posi%ilitatea deuscare a aerului prin eliminarea apei colectată su% formă de condens!

În continuare este necesar un proces de $ncălzire parţială pentru aducerea aerului la parametrii doriţi "temperatură i umiditate#!

&n alt parametru important de care depinde senzaţia de confort este viteza de distri%uţiea aerului !

În $ncăperile climatizate sunt instalate difuzoare pentru distri%uţia aerului proaspăt prevăzute cu elemente de reglare a fantei de desc(idere! 5rin manevra lor se reglează de%ituli viteza aerului!

2iteza recomandată este de *,3 ms i poate fi crescută până la *,9 ms $n condiţiileclimei calde! +reterea vitezei peste această limită nu mai influenţează $n mod deose%itsc(im%ul de căldură i $n sc(im%, la maoritatea oamenilor, apare o senzaţie supărătoare decurent având ca urmare $nrăutăţirea senzaţiei de confort!

2iteza minimă a aerului la temperatura de P)C*

+ se sta%ilete la *,*A8 msB su% aceastăvaloare apare senzaţia de atmosferă $nc(isă, $nă%uitoare!

enzaţia de prospeţime a aerului este asigurată, $n principal, de trei parametrii:temperatură, umiditate i viteza aerului! Instalaţia de climatizare montată la %ordul naveiasigură tratarea comple4ă a aerului $n scopul alimentării compartimentelor climatizate cuaer proaspăt!

Instalaţia de preparare a amestecului de aer este o construcţie compactă, numitătermotanc, care reunete $ntr>o singură incintă sc(im%ătoare de căldură, atât prin $ncălzire,cât i prin răcire, filtrul de aer, umidificatorul i aparatele aferente de automatizare! Întreagainstalaţie de climatizare care conţine: termotanc, valvule de regla, canale de aer, conductede agent frigorific i a%ur i armăturile aferente, sunt montate $ntr>un compartiment separat,

de cele mai multe ori amplasat pe o punte superioară pentru ca să poată aspira din e4terior aer proaspăt curat!

În figura !7 se prezintă sc(ema instalaţiei de climatizare!-raductoarele de temperatură, , i de umiditate, J, $n funcţie de valorile măsurate

comandă funcţionarea instalaţiei de climatizare pentru a asigura valorile corespunzătoareconfortului termic pentru aerul proaspăt care se introduce $n compartimentele climatizate!

În cazul instalaţiilor de climatizare navale, aerul climatizat nu este $n totalitate provenitdin e4terior, se admite recircularea a 6*O din volum!

În ceea ce privete instalaţia frigorifică de climatizare, care face o%iectul acestui capitol, principiul de funcţionare este acelai cu cel prezentat pentru instalaţia frigorifică decam%uză!

-raductorul de temperatură care comandă funcţionarea instalaţiei de răcire a aerului estede tip diferenţial i asigură menţinerea temperaturii aerului $ntre o valoare minimă ima4imă!



Fig/ 6/, Instalaţia de climati#are/

+ând temperatura măsurată aunge la limita ma4imă, traductorul comandă desc(idereavalvulei i freonul lic(id trece prin valvula de regla $n vaporizator unde se producefenomenul de vaporizare $nsoţit de a%sor%ţie de căldură!

2aporizatorul "răcitorul# lucrează i presiunea vaporilor de freon crete pe conducta deaspiraţie spre compresor! +ând presiunea aunge la valoarea ma4imă, presostatul de oasă presiune comandă intrarea $n funcţiune a compresorului!

+ompresorul aspiră vaporii de freon i $i comprimă până la presiunea de condensare!2aporii comprimaţi sunt refulaţi prin separatorul de ulei "care reţine picăturile de ulei# $ncondensator unde are loc lic(efierea agentului frigorific prin cedarea căldurii de condensareapei de mare!

+ondensul este trimis prin curgere li%eră $n rezervorul de freon lic(id! Din rezervor agentul trece prin filtrul uscător "pentru reţinerea apei# $n circuitul spre vaporizator,realizându>se un circuit $nc(is al agentului frigorific!

+ând temperatura aerului aunge la temperatura minimă reglată, traductorul termometriccomandă $nc(iderea electrovalvulei i se $ntrerupe alimentarea vaporizatorului "%ateriei derăcire# cu freon lic(id!+a urmare nu se mai produce vaporizarea, presiunea vaporilor peconducta de aspiraţie spre compresor scade continuu i când aunge la valoarea minimăreglată, presostatul de oasă presiune comandă oprirea compresorului!

Funcţionarea instalaţiei este ciclică menţinându>se permanent temperatura aerului $ntrelimitele ma4imă i minimă reglate!

Instalaţia este concepută să funcţioneze, pentru condiţionarea aerului la parametriinecesari, circa )C ore! 'pririle făcute de presostatul de oasă presiune nu tre%uie să fie maimici de 9 C minute!

c(ema electrică pentru automatizarea instalaţiei frigorifice de climatizare este prezentată $n figura !8 a, % i c!

Funcţionarea instalaţiei de răcire a aerului este condiţionată de e4istenţa circulaţieiaerului efectuată de instalaţia de ventilaţie care constituie o unitate aparte! În fig! !8a, se



prezintă o parte din sc(ema electrică a ta%loului de ventilaţie reprezentând circuitul de pornire pentru electroventilatorul montat $n termotanc! 5ornirea ventilatorului se face de lata%loul instalaţiei de ventilaţie prin $nc(iderea $ntrerupătorului automat av după care se apasă pe %utonul de pornire 5! 2entilaţia se menţine pe toată durata de funcţionare a instalaţiei derăcire a aerului! Întreruperea accidentală a ventilaţiei este urmată automat de $ntrerupereafuncţionării instalaţiei de răcire!

Pregătirea pentru pornire a instalaţiei de răcire constă $n e4ecutarea următoarelor operaţiuni:

se $nc(ide $ntrerupătorul automat a* de alimentare generală din -!5!D!! unt puse su%tensiune sc(emele de pornire pentru compresor, pompa de răcire i sc(ema de comandă, protecţie i semnalizare! 5unerea su% tensiune este semnalizată de aprinderea lămpilor (*) i (*35rezenţă tensiuneH! De asemenea se aprinde i lampa ()* Funcţionare ventilaţieH care

semnalizează funcţionarea ventilatorului i ca urmare punerea $n funcţiune a instalaţieide răcire este posi%ilă! În cazul $n care temperatura uleiului de ungere acompresorului este su% limita minimă, traductorul %9) $nc(ide contactul i esteconectată rezistenţa de $ncălzire a uleiului r! Funcţionarea $ncălzirii uleiului estesemnalizată de aprinderea lămpii () Încălzire uleiH! 5e durata $ncălzirii uleiului estealimentat releul d) i prin desc(iderea contactului d)"6>8# se interzice pornireainstalaţiei! tingerea lămpii () arată că uleiul are temperatura normală i pornirea este posi%ilă!

cu autorul comutatorului %6 se alege regimul de lucru dorit! +omutatorul %6 are 8 poziţii: ) 1utomatH, 3 'pritH, 6 Manual 66OH, 7 Manual 99OH, 8 Manual )**OH! În cele ce urmează considerăm că a fost fi4at %6 pe poziţia )

1utomat! se alege regimul de lucru al pompei de răcire prin fi4area comutatorului %7 pe una din

poziţiile: 1 1utomatH sau M ManualH! Pornirea instalaţiei se realizează prin apăsarea pe %utonul cu reţinere %3! În condiţiile $n

care funcţionează ventilatorul "contactul dv este $nc(is# i temperatura uleiului este $n limitenormale "contactul d)"6>8# este $nc(is# se sta%ilete circuitul de alimentare a releului d3!

e $nc(ide contactul d3 ")7>)9# din circuitul electrovalvulelor 7, 8! Întrucât la porniretemperatura aerului este peste limita ma4imă, contactul termostatului % 6 este $nc(is isunt alimentate electrovalvulele 7, 8 care desc(id circuitele agentului frigorific sprevaporizator "%aterie de răcire#! 1gentul frigorific pătrunzând $n vaporizator se producefenomenul de vaporizare $nsoţit de a%sor%ţie de căldură având ca rezultat răcirea aerului

care circulă!2aporii de freon aungând pe conducta de aspiraţie spre compresor ridică presiunea pe

această conductă! +ând presiunea de aspiraţie aunge la valoarea ma4imă presostatuldiferenţial de oasă presiune &3 comandă pornirea compresorului prin $nc(idereacontactului &3 ")>6#!



Iniţial se realizează alimentarea releului d6!)! pe circuitul : %6 "E>F# &)")>6# &3")6#

> % 3")>6# a) d3"9>C#! 5rin punerea su% tensiune a releului se $nc(ide contactul d6!)"3>

7# i este pusă $n funcţiune pompa de răcire!

E4istenţa circulaţiei apei de răcire este sesizată de presostatul %p6 care $i $nc(idecontactul! Din acest moment sunt puse su% tensiune %o%ina contactorului +), releul d6 ireleul de timp dt!

5rin $nc(iderea contactelor +) pornete compresorul cu $ncărcarea minimă 66O"funcţionează o perec(e de cilindri# i prin $nc(iderea contactului d6"9>C# se pregătesc treptele următoare de $ncărcare! În faza iniţială compresorul având capacitatea66O sunt uurate condiţiile de pornire!

După un timp, dat de temporizarea releului dt "*,6 9 minute#, se $nc(id contactele acestuia dt

"6>7#, dt "8>9# i se permite mărirea capacităţii compresorului! -recerea pe treptelesuperioare de capacitate este comandată de presostatele %p) "99O# i %p3 ")**O# conformta%elului !

$AB!%'% 6/1

-repte decapacitate

2entile electromagnetice5resostate de oasă

tensiune) 3 %p) %p3

66O > > > >99O > >

)**O

(# N'-<: 2entil electromagnetic su% tensiune "desc(is#5resostat cuplat "contact $nc(is#

>2entil electromagnetic fără tensiune "$nc(is#5resostat decuplat "contact desc(is#

Releele de semnalizare d), d3 conectate $n paralel cu electrovalvulele ), 3 princontactele lor permit aprinderea lămpilor (8, (9, (A care semnalizează $ncărcarea treptată acompresorului până la capacitatea nominală!



$uncţionarea instalaţiei de răcire este continuă, la capacitatea ma4imă a compresoruluii realizează reducerea treptată a temperaturii aerului introdus $n instalaţia de climatizare !+ând temperatura aerului aunge la valoarea minimă reglată aceasta este sesizată determostatul diferenţial % 6 care $i desc(ide contactul i $ntrerupe circuitele de alimentare aelectrovalvulelor 7, 8! e $ntrerupe circuitul de freon lic(id spre vaporizatoare, scade presiunea vaporilor pe conducta de aspiraţie spre compresor i când aunge la valoare limităinferioară "circa *,3 %ar#, presostatul de oasă presiune &3 comandă oprirea compresorului prin desc(iderea contactului &3")>6#! 1cţiunea acestuia este semnalizată de aprinderealămpii () Decuplat presostat de comandăH!

+iclul de funcţionare este reluat prin $nc(iderea contactului % 6 la atingerea limiteisuperioare a temperaturii aerului! Funcţionarea instalaţiei frigorifice este ciclică i menţinetemperatura aerului $ntre valorile minimă i ma4imă reglate!

'egimul manual de funcţionare se referă $n principal la sta%ilirea treptelor de capacitate

a compresorului! +omutatorul de alegerea regimurilor de funcţionare %6 pe poziţia 6Manual 66OH permite funcţionarea compresorului la capacitatea minimă fiind $ntreruptă posi%ilitatea de alimentare a electrovalvulelor ), 3 de mărire a capacităţii!

5e poziţia 7 Manual 99OH este $nc(is contactul %6"R># i este alimentatăelectrovalvula ) care permite funcţionarea la capacitatea 99O iar pe poziţia 8 Manual)**OH sunt $nc(ise contactele %6"R>#, %6"2>L# i sunt alimentate electrovalvulele ), 3 permiţând funcţionarea compresorului la capacitatea nominală!

5ornirea $n regim manual se realizează prin apăsarea concomitentă a %utoanelor %3, %),alimentarea releului de pornire făcându>se direct de la reţea!

În regim manual, ca i $n cazul regimului automat, releul de timp dt asigură pornireacompresorului cu sarcină minimă i numai după e4pirarea temporizării releului este posi%ilă

trecerea pe treptele superioare de capacitate! Protecţia instalaţiei! Releul diferenţial de ulei &) asigură protecţia compresorului !

+ircuitul de protecţie este pus su% tensiune la pornirea compresorului prin $nc(idereacontactului d6"3>7#! Dacă $n timpul dat de $ntârzierea la acţionare a elementului termic seformează presiunea normală a uleiului de ungere, se desc(ide contactul 5, se $ntrerupecurentul prin elementul termic i se menţine $nc(is contactul &)")>6# care permitefuncţionarea compresorului! În caz de avarie, la depăirea diferenţei admisă de presiune,releul $ntrerupe funcţionarea compresorului! 1cţiunea releului este semnalizată de lampa()* Decuplat presostat diferenţial de uleiH!

Rolul releului diferenţial de ulei i modul de funcţionare este similar cu cel prezentat lainstalaţia frigorifică de cam%uză! În plus, $n această sc(emă mai este folosit un termostat

% 3 montat pe conducta de refulare care $ntrerupe funcţionarea compresorului atunci cândtemperatura pe conducta de refulare depăete o anumită limită! 1cţiunea de protecţie aacestui termostat este semnalizată de aprinderea lămpii (C Decuplat termostat % 3H!

În cazul $n care s>a dat comanda de pornire a compresorului "este alimentat releul d3# icompresorul nu pornete "nu este alimentat releul d6# este pusă $n funcţiune semnalizareade avarie la distanţă prin aprinderea lămpii ()3 1varie compresorH!

%prirea instalaţiei se realizează, $n mod normal, prin deconectarea %utonului %3 dupăcare se $ntrerupe alimentarea generală prin desc(iderea $ntrerupătorului a*!



În caz de avarie $ntreruperea poate fi e4ecutată rapid prin apăsarea %utonului %* topgeneral de avarieH! 5rin apăsarea pe acest %uton este alimentat elementul de declanareautomată al $ntrerupătorului a* i se $ntrerupe alimentarea generală a instalaţiei!

-ermotancurile de tip 10N 96**., 10N C***., 10N )38**. conţin %aterii de pre$ncălzire i $ncălzire finală care lucrează cu a%ur, umidificator cu a%ur i %aterii de răcire"vaporizator# având posi%ilitatea tratării comple4e a aerului! +irculaţia forţată a aerului esteasigurată de electro>ventilatoarele cu de%ite de 96**, C*** sau )38** m6(!

În cazul $n care pentru asigurarea circulaţiei aerului se folosesc două electroventilatoare,contactele releelor dv! $n sc(ema instalaţiei de răcire se pun $n paralel!

În funcţie de mărimea i destinaţia navei pot fi montate la %ord mai multe instalaţii declimatizare independente! De regulă, navele au două asemenea instalaţii, una asigurăclimatizarea la ca%ine iar cea de>a doua $n punctele de comandă, control "5++#!

$!"$ D! A'$(!&A%'A!)! /a $ntreruperea circuitului apei de răcire sc(ema de protecţie a instalaţiei acţionează astfel:

a# se $ntrerupe ventilaţia $n camerele frigorificeB %# semnalizarea i $ntreruperea funcţionării compresoruluiBc# semnalizarea i după un timp oprirea comandată de presostatul diferenţial de uleiBd# se $ntrerupe alimentarea de la -5D!

3! 5e timpul e4ecutării degivrării, sc(ema electrică realizează:a# %locarea circuitului de a%sor%ţie spre compresor, $ntreruperea alimentării termostatelor,

$ntreruperea ventilaţiei i conectarea rezistenţelor de $ncălzire pentru topirea g(eţeiB %# %locarea acţiunii protecţiei, oprirea compresoarelor i conectarea rezistenţelor de

$ncălzire a uleiuluiBc# %locarea acţiunii protecţiei i deconectarea alimentării compresoarelor i pompei de

răcireBd# conectarea pompei de apă pentru răcire!

%'CA! D! &!IFICA!

În ce ordine se e4ecută operaţiunile la pregătirea pentru pornirea instalaţiei frigorifice

8"-'N" %A $!"$'% D! A'$(!&A%'A! ):cB 3: a!

&nitatea de $nvăţare nr! )*

A-AA$! PI "I"$!M! A'$(MA$! D! C(MAND8C(N$(% PI "!MNA%IQ8I "-!CIFIC! NA&A%!



Fig.1(.1. ispunerea *elinarelor de naviga+ie pe navă

C'-IN" )*!)! Felinarele de navigaţie

)*!3 -elegraful electric naval)*!6! Indicatoare de cârmă! 14iometre)*!7! -a(ometre pentru măsurarea turaţiei

)*!8 +entrala automată de avertizare incendiu +&1M>N)*!)* +entrala automată de avertizare incendiu E1M>N

(BI!C$I&! > de a descrie rolul i componenţa diferitelor aparate i sisteme specifice domeniului navalB> de a e4plica modul de funcţionare i a semnalizărilor aferente fiecăruia dintre aparatele i

sistemele utilizate la naveB

> de a defini măsurile ce tre%uie luate $n cazul apariţiei de semnalizări!+*/+/ Felinarele de navigaţie

-a%loul felinarelor de navigaţie alimentează prin circuite separate felinarele de poziţieale navei dispuse pe catarg, $n %orduri, $n prova i $n pupa navei!

-a%loul sau pupitrul felinarelor de navigaţie se alimentează pe două circuite: un circuitde la -5D prin ta%loul de distri%uţie la avarie, -D1 i al doilea circuit de la cel mai apropiatta%lou de iluminat general care nu primete alimentarea de la -D1!

Dispozitivele de comandă a felinarelor de navigaţie se instalează $ntr>un pupitruamplasat $n timonerie!

Felinarele se conectează printr>un ca%lu fle4i%il cu fiă la o priză $n zona de dispunere a

felinarului! Fiecare circuit al felinarelor de navigaţie tre%uie proteat cu siguranţe pe am%iiconductori i prevăzut cu indicator optic al funcţionării felinarelor de navigaţie! +ăderea detensiune, pe elementul indicator conectat $n circuitul felinarului, să nu depăească 6O dintensiunea nominală! 5e lângă semnalizarea optică se prevede i o semnalizare acustică $ncazul ieirii din funcţiune a oricărui felinar!

Notaţiile din fig! )*!) reprezintă: ) lumină de drum G$nainteH, ung(iul fascicoluluiluminos ))3,8o $n am%ele %orduri faţă de planul diametralB 3 G lumină de drum,



$napoiH,))3,8 $n am%ele %orduri faţă de planul diametralB 6, 7 lumini de %ord, verde

i rou, 33,8 din prova spre $napoi traversuluiB 8 > lumină de sia pupa,

9A,8 $n am%ele %orduri faţă de planul diametralB 9, A lumini de ancoră, culoare,al%ă, 69*!

În figura )*!3 se prezintă sc(ema electrică de alimentare a circuitelor felinarelor denavigaţie!

Fig/ +*/)/ "c;ema electrică de alimentare a .elinarelor de navigaţie

-a%loul sau pupitrul de navigaţie este alimentat pe două linii! +omutatorul a permiteconectarea alimentării de la una din surse!

Funcţionarea este aceeai pe toate circuitele felinarelor! 5entru e4emplificare se prezintănumai trei circuite!

5e fiecare circuit sunt monate $ntrerupătoarele tripolare a), a3, a6 i siguranţe pentru protecţie! În serie cu fiecare felinar se conectează $nfăurările releelor d), d3, d6! /aconectarea alimentării felinarelor sunt conectate i releele care prin $nc(iderea contactelor normal desc(ise aprind lămpile de semnalizare (Q), (Q3, (Q6 de pe pupitrul de navigaţie i prindesc(iderea contactelor normal $nc(ise $ntrerup funcţionarea soneriei (!



1prinderea lămpilor de semnalizare de pe panoul pipitrului de navigaţie indicăfuncţionarea normală a felinarelor de navigaţie! Dacă se $ntrerupe filamentul unei lămpi, dee4emplu: (), se stinge lampa (Q) de pe panou i se pune $n funcţiune avertizarea sonoră (!După constatarea felinarului care a fost scos din funcţiune, () $n e4emplul considerat, sedeconectează $ntrerupătorul a)! e $ntrerupe semnalul sonor, se iau măsuri de $nlocuire alămpii () , după care se conectează din nou circuitul prin $nc(iderea $ntrerupătorului a)!

+*/) $elegra.ul electric naval

+escrierea funcţionrii telegrafului electric naval

-elegraful electric reprezintă, $n principiu, o instalaţie de comunicare $ntre puntea decomandă i compartimentul maini! 5rin intermediul telegrafului se transmit de pe puntea decomandă $n compartimentul maini un număr limitat de comenzi referitoare la regimul de

mar al navei! 5rin acţionarea telegrafului de pe puntea de comandă se comunică regimul demar ordonat "de e4emplu, se transmite comanda GÎN+E- ÎN1IN-EH#!

+oncomitent cu transmiterea comenzii este pusă $n funcţiune avertizarea optică isonoră $n compartimentul maini pentru avertizarea personalului din acest compartimentdespre darea unui ordin de pe puntea de comandă!

/a primirea ordinului, personalul de serviciu, prin acţionarea telegrafului dincompartimentul maini confirmă primirea ordinului "se pune telegraful pe poziţia GÎN+E-ÎN1IN-EH#! emnalizarea optică i acustică $ncetează $n momentul $n care s>a transmisconfirmarea corectă a ordinului primit! În caz contrar, continuă să funcţioneze până latransmiterea corectă a confirmării!

După confirmarea ordinului, se e4ecută comanda primită prin punerea mainii $n

regimul de mar ordonat "maina GÎN+E- ÎN1IN-EH#!+omenzile care pot fi transmisie prin intermediul telegrafului sunt inscripţionate pe

ecranele aparatelor de pe puntea de comandă i din compartimentul maini! În fig! )*!6! se prezintă o vedere a ecranului!

Manetele prin care se acţionează telegrafele, pentru fi4area precisă a comenzii, transmitmicarea prin intermediul unui sistem mecanic de sacadare!

c(ema electrică de principiu a telegrafului conţine două linii de selsine folosite pentrutransmiterea comenzilor i confirmarea lor! În fig! )*!7! se prezintă sc(ema electrică de principiu!

5rima linie de transmisie selsină, formată din selsinul transmiţător m) i selsinul

receptor m3, folosete pentru transmiterea comenzii! 1 doua linie de transmisie selsină,formată din sistemul transmiţătorul m6 i selsinul receptor m7, folosete pentru confirmareacomenzii!

5rezenţa tensiunii de alimentare este semnalizată de releele d 3 "pentru telegraful dintimonerie# i d6 "pentru telegraful din compartimentul maini#! În a%senţa tensiunii peecranele aparatelor apare un punct rou! /a aplicarea tensiunii de alimentare, releele d 3 i d6

$i atrag armăturile i pe ecrane punctul rou este $nlocuit cu un punct al%!-ransformatorul m8 alimentează lămpile / folosite pentru iluminarea scalei aparatului

din timonerie! Rezistenţa R permite reglare intensităţii lămpilor de iluminare a scalei!



+omanda se dă prin rotirea selsinului transmiţător m) i acel indicator se va fi4a $n dreptulcomenzii transmise!

Fig/ +*/1 Cadranele telegra.ului

elsinul receptor m3, cuplat electric cu selsinul transmiţător m), se rotete cu acelaiung(i indicând cu săgeată, pe ecranul aparatului din compartimentul maini, ordinul dat! Înacelai timp, se rotete cama ) i va $mpinge $n sus contactul a! e $nc(ide contactul a>%,

este alimentat releul de semnalizare d) i prin $nc(iderea contactelor acestui releu sunt puse$n funcţiune semnalizare optică () i sonoră (3, $n compartimentul maini i semnalizareaacustică, (6, $n timonerie! 5entru a fi distincte, semnalizarea optică ( ) este de regulă deforma unui girafor cu lumină gal%enă, semnalizarea acustică (3 de tipul unei (upe cu semnalacustic de intensitate mare iar semnalizarea acustică (6 de tipul unui %uzer!

Din compartimentul maini se transmite confirmarea comenzii primite prin rotireaselsinului transmiţător m6! elsinul receptor 7 m7, cuplat electric cu selsinul transmiţător, serotete cu acelai ung(i i va deplasa un al doilea indicator care se suprapunere cu primulindicator!

/a confirmarea comenzii primite, prin transmisia cu roţi dinţate, se rotete roata 3 cuacelai ung(i i $n acelai sens ca i cama ) având ca rezultat desc(iderea contactului a>% i$ntreruperea alimentării releului de semnalizare d)! 5rin desc(iderea contactelor releului d)

se $ntrerupe semnalizarea $n compartimentul maini i $n timonerie! După confirmareaordinului primit, personalul de serviciu pune maina $n regimul de mar ordonat!



Fig/ +*/, "c;ema electrică de principiu a telegra.ului electric cu contact de semnali#are

5entru controlul sensului corect de mar, $n care s>a pus maina, $n punctul din care secomandă maina se montează contactul 1 iar pe a4ul de transmitere a confirmării comenziise montează contactul .! istemul de contacte 1 i . este realizat din segmente de alamă pecare alunecă perii de contact! 5eria contactului 1 este legată mecanic cu maneta sistemuluide comandă a motorului i se deplasează odată cu acesta iar peria de contact ., prin

transmisia cu roţi cilindric este legată mecanic cu a4ul selsinului de transmitere aconfirmării comenzii "m6#!

Dacă s>a confirmat comanda GÎN1IN-EH i maneta de comandă a motorului principaleste $mpinsă $n poziţiile GÎN1IN-EH, contactele 1 i . nu se inserează! E4ecutareaordinului primit este corectă i soneria (7, montată $n apropierea manetei de comandă, nufuncţionează! În cazul $n care e4ecutarea ordinul primit nu este corectă, maneta de comandăa motorului s>a $mpins pe poziţiile GÎN15'IH, se $nseriază contactele 1 i . i estealimentată soneria (7! emnalul sonor atrage atenţia personalului de serviciu asupra erorii dee4ecuţie!



5e nave mari, pentru apropierea telegrafului de punctul din care se comandă manevranavei, se pot folosi trei telegrafe pentru transmiterea ordinelor dispuse $n ca%ina timonerie icâte unul $n fiecare %ord pe puntea de comandă!

În situaţia $n care pe navă se dispun mai multe telegrafe pe aceeai punte, $n apropiereunul de altul, acestea tre%uie să fie cuplate mecanic astfel $ncât să se asigure transmitereacomenzilor de la oricare din ele i confirmarea concomitentă a răspunsului la toate aparatelefără a face nici un fel de comutări $n sc(emă! În figura )*!8! se prezintă sc(ema de cuplaremecanică $ntre telegrafele postului de comandă pentru o navă cu un singur a4 port>elică!

Fig/ +*/2 "c;ema de cuplare mecanică 0ntre telegra.ele postului de comandă

Dintre cele trei telegrafe cuplate mecanic, unul are sc(ema electrică completă, aa cum

este prezentată $n sc(ema electrică de principiu "fig! )*!7# i conţine două selsine:transmiţător -- "m)# i receptor R - "m7#, iar celelalte două sunt transmiţătoare simple i

conţin un singur selsin, R - "m7#!

În fig! )*!9 se prezintă sc(ema electrică de monta a telegrafului electric navalÎn scopul creterii siguranţei $n funcţionare s>au realizatt noi tipuri de telegrafe la

care s>a renunţat la contactul de semnalizare a>% i s>a o%ţinut simplificareatransmisiei! În figura )*!A se prezintă telegraful fără contact de semnalizare!



Fig/ +*/3 Instalaţia telegra.ului electric naval c(ema de semnalizareeste realizată cu relee montate $n două cascade! 5rima cascadă este constituită din releeled), d), d6 conectate prin punţile redresoare n), n3, n6 $ntre fazele corespunzătoare aletransmisiei sincrone diirecte i inverse "de dare a ordinului i de confirmare#!

Dacă poziţiile selsinelor transmiţătoare "m) i m6# coincid, atunci tensiunileelectromotoare induse $n cele trei faze ale celor două transmisii vor fi aceleai i diferenţadintre ele va fi nulă! +a urmare curenţii prin releele d), d3, d6 sunt nuli i semnalizarea nufuncţionează!

În situaţia $n care poziţiile nu coincid, s>a transmis comanda dar nu s>a transmisconfirmarea, diferenţa dintre tensiunile electromotoare induse, $n fazele transmisiilor selsine, alimentează releele din prima cascadă i prin $nc(iderea contactelor acestora, sealimentează releul d7 din a doua cascadă! 5rin $nc(iderea contactelor releului d7 se pune $nfuncţiune semnalizarea!

Firma iemens, pentru un telegraf de acest tip, a folosit $n prima cascadă un singur releuavând trei $nfăurări conectate $ntre fazele transmisiilor selsine!



Fig/ +*/4/ "c;ema electrică de principiu a telegra.ului electric

+*/1/ Indicatoare de cârmă/ A?iometre

14iometrul este aparatul care indică ung(iul de rotire a cârmei! +onform regulilor registrului de clasificare pe toate navele se montează a4iometre $n punctele de comandă! /anave cu pilot automat ung(iul cârmei se urmărete pe scala pilotului automat, a4iometrulfiind menţinut ca aparat de rezervă!

În figura )*!C se prezintă sc(ema electrică de principiu a transmisiei selsine pentruindicatoare de cârmă "a4iometre#!

elsinul transmiţător, m), este cuplat mecanic cu a4ul cârmei! elsinele receptoare m 3,

m6 sunt legate electric prin transmisia selsină cu selsinul transmiţător! elsinele recaptoareconstituie aparatele indicatoare care arată $n punctele de comandă, ung(iul de rotire alcârmei!

Micarea a4ului cârmei este urmărită pe indicatoare! 1cul scalei selsinelor receptoareindică ung(iul de rotire al cârmei!

+utia de cone4iuni conţine i relele termice ale protecţiei! În cazul deteriorăriicircuitului rotorului sau $ntreruperii unei cone4iuni, se desc(id contactele normal $nc(ise alereleelor termice i se $ntrerupe circuitul rotoarelor! În acelai timp se $nc(ide contactulnormal desc(is al releului termic i se aplică tensiunea nominală la %ornele releului desemnalizare d! Releul $i atrage armătura mo%ilă i pe scala de lucru a aparatului indicator apare steguleţul cu inscripţia GNu lucreazăH!

De la transformatorul m7 sunt alimentate lămpile pentru iluminarea scalelor aparatelor!



Fig/ +*/5/ "c;ema de principiu a indicatorului de cârmă @a?iometru

+*/,/ $a;ometre pentru măsurarea turaţiei

+*/,/+/ $a;ometrul de curent continuue folosete cu rezultate foarte %une pentru controlul turaţiei motoarelor principale,

a4elor port>elice i $n sc(emele de comandă automată a propulsiei!c(ema de principiu a ta(ometrului de curent continuu este prezentată $n figura )*!!

-raductorul de turaţie este un ta(ogenerator de curent continuu cu magneţi permanenţi, -0!-a(ogeneratorul este rotit direct sau printr>o transmisie de a4ul a cărui turaţie urmează să se

măsoare!Magneţi permanenţi realizaţi din aliae Ni>1l asigură flu4ul constant i sta%il la variaţia

temperaturii mediului! 5rin montarea unui unt magnetic $ntre poli, se permite reglareamărimii flu4ului constant al generatorului i o%ţinerea caracteristicii optime de ieire U I

fJn.- Reglarea este necesară $n procesul e4ploatării pentru controlul lunar al ta(ometrului!



Fig/ +*/6/ "c;ema de principiu a ta;ometrului de curent continuu

1paratul de măsură este de tipul voltmetru magnetoelectric! cala aparatului esteuniformă i e4tinsă până la 3A**, ceeace permite o %ună citire a turaţiei!

-ensiunea electromotoare a ta(ogeneratorului este proporţională cu turaţia $n cazul $ncare flu4ul este constant!

+ kn k Qn

-ensiunea la %ornele generatorului este:

U I E H r a *

$n care: * curentul de sarcină r a rezistenţacircuitului rotorului ta(ogeneratorului

+urentul care trece prin aparatul indicator este:U

*

't

În care Rt reprezintă rezistenţa totală a circuitului e4terior de sarcină, formată din: r r rezistenţa internă a aparatului, r e rezistenţa liniei de legătură, r d rezistenţa suplimentarăregla%ilă, adică:

't I r r Q r e Q r d

5rin reglarea rezistenţei r d se o%ţine aceeai valoare pentru 't , indiferent de lungimealiniilor de legătură, $n acest fel toate aparatele indicatoare măsoară aceeai valoare pentru oturaţie dată!



+*/,/)/ $a;ometre inductive de curent alternativ

În figura 9!)* se prezintă principiul de funcţionare al ta(ometrelor inductive cu mufăasincronă!

Fig+*/+*/ "c;ema ta;ometrului inductiv cu mu.ă asincronă

&ng(iul traductorului ta(ometric este dat de mufa asincronă M1 i resortul antagonist 7!Mufa asincronă se compune din magnetul permanent 3 i pa(arul de cupru 6! Micareaa4ului ), a cărui turaţie se măsoară, $nvârte magnetul permanent 3! 5rin inducţie, $n pa(arul

de cupru apar curenţi a căror interacţiune cu câmpul magnetului permanent creează un cuplude rotaţie proporţional cu turaţia a4ului )!

1 a I + = n

u% acţiunea cuplului, 1 a, se rotete a4ul 8 solidar cu pa(arul de cupru! Resortul 7

dezvoltă un cuplu antagonist, 1 r , proporţional cu ung(iul de rotire i caracteristicaresortuluiK 3!

1 r I + / R /aec(ili%ru, Ma Mr , se o%ţine:

+ ) n

+ 3

-raductorul ta(ometric de ung(i de acest tip poate fi folosit pentru măsurarea turaţieiar%orelui port>elice! Deasemenea traductoarele inductive se folosesc cu rezultate %une lamăsurarea turaţiei motoarelor Diesel rapide!

Taometrul inductiv cu generator sincron este prezentat $n figura )*!))! În

acest caz, traductorul este un generator sincron cu magneţi permanenţi!



1paratul indicator ta(ometric se compune din două motoare: un motor sincron i unmotor asincron su% formă de mufă asincronă! 5e ecranul aparatului sunt două aceindicatoare: unul grosier care citete mii de rotaţii i al doilea, precis, care citete sute i zecide rotaţii!

Fig/ +*/++/ $a;ometrul inductiv cu generator sincron a < sc;ema electrică> = < construcţia

) magnet permanentB 3> $nfăurarea statorului generatorului sincronB 6> $nfăurarea motorului sincronB 7 rotorul $n scurtcircuit al motoruluiB 8> $nfăurarea $n scurtcircuit pentru pornirea $n asincronB 9 magneţi permanenţi montaţi pe rotorul motorului sincronB A magnet permanentB C pa(arul de cupru al mufei

asincroneB resortB )* transmisia cu roţi dinţateB )) ac indicator pe scala grosierăB )3 ac indicator pe scala precisăB )6 unt termomagneticB )7 ecran!



14ul, a cărui turaţie se măsoară, antrenează rotorul cu magneţi permanenţi algeneratorului sincron! În $nfăurarea statorică a acestuia se induce un sistem de tensiunitrifazate simetrice cu frecvenţa corespunzătoare turaţiei a4ului care antrenează generatorul!De la generatorul sincron se alimentează, prin trei conductori, aparatul indicator! -ensiuneatrifazată alimentează $nfăurarea statorică a motorului sincron! Rotorul acestui motor are o$nfăurare $n scurtcircuit realizată din %are i tot pe rotor se află un sistem de magneţi permanenţi! 1ceastă construcţie a rotorului permite pornirea $n asincron a motorului iintrarea $n sincronism atunci când se aunge la o viteză apropiată de viteza de sincronism!Micarea motorului sincron antrenează cu viteza corespunzătoare magnetul permanent A

aparţinând mufei asincrone! În continuare, funcţionarea mufei asincrone este cea prezentatăla $nceputul acestui paragraf!

-a(ometrele de acest tip au masa mică, greutate redusă i se utilizează pentru măsurareaturaţiilor foarte mari!

la muiepentru scib

Documents