Lucrarea nr.4

Acţionarea electrică a cârmei

cu motor electric de curent alternativ

2.3.1 Descrierea instalaţiei electrice

În figura 2.5 este prezentată schema electrică de comandă a acţionării cârmei cu motor

asincron având o singură viteză.

Elementele componente ale schemei electrice din figura 2.5. sunt:

m1 - motor asicron în scurtcircuit cu alunecare mărită;

C1 ,C2 - contactoare pentru cuplarea electromotorului în sensul de rotire a cârmei spre tribord

sau spre babord;

C3 - contactor de frânare;

d1 - releu intermediar;

d2 - releu de timp, tensiunea de alimentare 220V 50Hz;

b1, b2 - butoane de comandă pentru pornirea motorului electric cu sensul de rotaţie dreapta

sau stânga;

b3 - buton de oprire a motorului electric;

b4 - contactele limitatorului de cursă;

et1, et2 - relee termice de protecţie maximală;

h1, h2, h3 - lămpi de semnalizare a poziţiei penei cârmei;

m2, m3 - selsinele transmiţătoare şi receptor ale axiometrului;

m4 - transformator 220/110V, 50Hz

Schema electrică este alimentată de la reţeaua de curent alternativ trifazat 3 x 380V,

50Hz şi de la reţeaua de 110 V curent continuu pentru circuitul de frânare dinamică.

Situaţia elementelor schemei la aplicarea tensiunilor de alimentare. Tensiunile de

alimentare se aplică prin închiderea întrerupătoarelor a1 şi a2. La aplicarea tensiunilor de

alimentare se aprinde lampa h2, lumina albă, indicând poziţia cârmei în plan diametral. Este

alimentat axiometrul care indică unghiul zero al cârmei. Celelalte elemente ale schemei rămân

în poziţia reprezentată în schemă.

Fig. 2.5 Acţionarea electrică a cârmei cu motor de curent alternativ

Funcţionarea. Pentru rotirea cârmei spre tribord se apasă pe butonul b1. Prin apăsarea

pe acest buton se închide circuitul contactorului C1 şi prin închiderea contactelor principale ale

acestuia se cuplează alimentarea de la reţea a motorului electric.

Motorul porneşte cu viteza nominală şi cârma se roteşte spre tribord.

În acelaşi timp prin închiderea contactului auxiliar C1 (6-8) este alimentat releul

intermediar d1 şi se închid contactele d1 (2-4), d1 (6-8) din circuitele contactorului de frânare

C3 şi releului de timp d2. Aceste aparate nu sunt alimentate întrucât în circuitele lor sunt

deschise contactele C1 (3-5) şi C1 (7-9). În acest fel schema este pregătită pentru a trece în

regim de frânare dinamică atunci când se comandă oprirea motorului electric.

Pe timpul funcţionării motorului, axiometrul indică creşterea unghiului de înclinare a

cârmei în tribord. La scoaterea cârmei din planul diametral şi rotirea ei spre tribord, prin

contactele limitatorului de cursă se stinge lampa h2 şi se aprinde lampa h1, culoare verde, care

indică înclinarea cârmei spre tribord.

Pentru oprire se apasă pe butonul b3 şi se întrerupe alimentarea contactorului C1. Prin

acţionarea contactelor acestui contactor motorul electric este de cuplat de la reţea şi trece în

regim de frânare dinamică.

La deconectarea motorului de la reţea releul intermediar d1 îşi menţine alimentarea prin

contactul propriu d1 (10-12) şi prin închiderea contactului C1 (3-5) se stabileşte circuitul de

alimentare al contactorului de frânare C3. Prin închiderea contactelor C3 sunt alimentate de la

sursa de curent continuu două faze ale înfăşurării statorice şi motorul trece în regim de frânare

dinamică. În acelaşi timp, prin închiderea contactului C1 (7-9) se stabileşte circuitul de

alimentare al releului de timp d2.

După parcurgerea timpului de întârziere al releului d2 se deschide contactul d2 (3-5) şi

se întrerupe alimentarea releului d1. Prin deschiderea contactelor releului d1 se întrerupe

contactorului C3 şi se deschide circuitul de frânare dinamică. Durata regimului de frânare

dinamică este fixată de întârzierea la acţionare a releului de timp d2.

Dacă în timpul rotirii cârmei este depăşit unghiul maxim admis (350), se deschide

contactul limitatorului de cursă, b4 (1-2), care întrerupe circuitul contactorului C1.

Electromotorul este deconectat de la reţea şi trecut în regim de frânare dinamică.

Pentru rotirea cârmei în celălalt bord se apasă pe butonul b2 se va închide circuitul

contactorului C2. Contactele principale ale cestuia conectează alimentarea înfăşurării statorului

la reţea, cu două faze inversate faţă de cazul anterior. Prin aceasta sensul de rotaţie a motorului

asincron se schimbă şi cârma se deplasează spre babord.

În continuare funcţionarea este aceeaşi ca în cazul rotirii cârmei spre tribord.

Protecţia. Limitarea unghiului maxim de rotire a cârmei este realizată de contactele

limitatorului de cursă b4.

Limitarea momentului de repaus sub curent, în cazul motoarelor asincrone în

scurtcircuit, se realizează prin măsuri constructive, alegând motoare cu alunecarea mărită.

Protecţia la suprasarcină este asigurată de releele termice et a căror acţionare este

temporizată pentru a evita funcţionarea lor la curenţii de pornire sau suprasarcini de scurtă

durată.

La apariţia unei suprasarcini care se menţine, acţionează releele et1, et2 şi prin

deschiderea contactelor lor motorul electric este oprit.

2.3.2 Modul de desfăşurare al lucrării -L5

1. Se verifică cunoaşterea schemei electrice de comandă a acţionării cârmei cu motor

de curent alternativ.

2. Identificarea elementelor schemei de acţionare a cârmei cu motor de curent

alternativ.

3. Alimentarea standului de verificări de la reţea prin închiderea separatoarelor a1 şi a2.

În urma acestei operaţiuni se constată:

a) Voltmetrul V indică prezenţa tensiunilor de alimentare. Prin manevrarea

comutatorului voltmetric se măsoară valorile tensiunilor pe cele trei faze.

b) Axiometrul este alimentat şi indică poziţia zero a cârmei.

c) Se aprinde lampa h2, culoare albă, care indică poziţia cârmei în planul diametral.

4. Se apasă pe butonul b1 pentru deplasarea cârmei în bordul tribord şi se constată:

a) Acţionarea contactorului C1 şi pornirea motorului electric.

b) Cârma se roteşte spre tribord, axiometrul indică unghiul de rotire al cârmei.

c) Se stinge lampa h2 şi se aprinde lampa h1, culoare verde.

5. După rotirea cârmei cu unghiul de 200 se comandă oprirea motorului prin apăsarea

pe butonul b3 şi se constată:

a) Decuplarea contactorului C1 şi trecerea motorului în regim de frânare dinamică.

b) Este alimentat contactorul C3 şi releul de timp d2 care începe parcurgerea timpului

de întârziere. Pe durata întârzierii se menţine frânarea dinamică.

c) Motorul electric este frânat şi după parcurgerea timpului de întârziere al releului d2

se întrerupe acţionarea contactorului C3 şi se deschide circuitul de frânare dinamică.

6. Se apasă pe butonul b2 pentru deplasarea cârmei în celălalt bord şi se constată:

a) Acţionarea contactorului C2 şi pornirea motorului electric având sensul de rotire

inversat.

b) Cârma se roteşte spre planul diametral şi în continuare se roteşte spre babord.

c) Axiometrul indică unghiul de rotire al cârmei.

d) Cât timp cârma este în bordul tribord este aprinsă lampa h1 culoare verde. La trecerea

cârmei în bordul babord, se stinge lampa h1 şi se aprinde lampa h3, lumină roşie.

7. Se verifică funcţionarea protecţiei de limitare a unghiului maxim de rotire al cârmei,

procedându-se astfel:

a) Se apasă pe butonul b1 pentru deplasarea cârmei spre tribord.

b) Se menţine funcţionarea motorului urmărindu-se indicaţiile axiametrului.

c) La valoarea maximă a unghiului de rotire, contactul limitatorului de cursă comandă

oprirea motorului electric.

d) Se apasă spre butonul b2 pentru deplasarea cârmei spre babord.

e) Se menţine funcţionarea motorului şi se urmăresc indicaţiile axiametre. Unghiul de

înclinare a cârmei scade la zero după care creşte în celălalt bord până la valoarea maximă.

La atingerea valorii maxime limitatorul de cursă comandă oprirea motorului.

8. Verificarea protecţiei la suprasarcină se execută astfel:

a) Se pune în funcţiune motorul electric prin apăsarea butoanelor b1 sau b2.

b) Se simulează apariţia suprasarcini şi acţiunea releelor et prin întreruperea contactului

et (1-2).

c) Se constată oprirea motorului şi acţiunea frânării dinamice.

Lucrările de la punctele 4-8 se repetă cu mai multe grupe de studenţi.

În figura 2.6. se prezintă schema electrică de montaj.

Aparatele electrice din compunerea schemei sunt fixate pe un panou. În spatele

panoului sunt montate riglate de conexiuni la care sunt conectate aparatele electrice.

Pentru realizarea schemei, conexiunile între aparate se execută cu conductori flexibil,

conform schemei de montaj.

Această dispunere oferă posibilitatea ca, pe lângă încercările efectuate conform

punctelor 1-8, să se simuleze unele întreruperi ale circuitelor schemei, urmărindu-se ca

studenţii să identifice şi să remedieze defecţiunile simulate.

Fig. 2.6 Schema electrică de montaj pentru acţionarea electrică a cârmei cu motor de

curent alternativ