Mașini electrice

1. INTRODUCERE

Navele moderne, din flotele maritime de transport și pescuit oceanic, precum și cele din flota fluvială, sunt echipate cu un număr mare de mecanisme acționate cu motoare electrice. Aceste mecanisme sunt incluse fie în cadrul unor subsisteme ale unui sistem automat complex, fie în cadrul unor sisteme independente, care asigură funcționalitatea navei corespunzător destinației.

Tendința generală, în dezvoltarea sistemelor de acționări electrice navale, este de a perfecționa programele (algoritmii) de funcționare și îmbunătăți parametri tehnici calitativi prin ridicarea gradului lor de automatizare.

În cadrul dezvoltării tehnicii navale un rol deosebit de important revine sistemelor de acționare electrică, care practic sunt prevăzute în majoritatea instalațiilor existente pe navă.

Motoarele electrice din cadrul sistemelor de acționare electrică (S.A.E) reprezintă principalii

consumatori de energie electrică la bordul navei, iar generatoarele sincrone și transformatoarele electrice reprezintă sursele de energie din cadrul centralei electrice a navei (C.E.N.). De exemplu, pentru o navă de transport, la care principalul regim de funcționare este regimul de marș, cea mai mare cantitate de energie electrică furnizată de C.E.N., până la 60%, este consumată de motoarele electrice din cadrul sistemelor de acționare ce deservesc motorul de marș, căldările navei și sistemele cu destinație specială.

Motoarelor electrice de acționare din cadrul instalațiilor de punte (instalația de ancorare acostare, de legare, de remorcaj, de încărcare - descărcare, de salvare etc.) și de bord (instalația de guvernare, instalația caldarinei, de ambarcare și transfer combustibil etc.) le revin aproximativ 30%, iar celor din cadrul diverselor acționări în jur de 10% din energia electrică furnizată de C.E.N.

O navă este echivalentă cu un oraș plutitor care se bucură aproape de toate privilegiile disponibile oricărei instalații operaționale pe uscat. La fel ca orice oraș, nava necesită, de asemenea, facilitățile de bază pentru a susține viața la bord, principalul dintre ele fiind puterea sau electricitatea.

Electricitatea pe nave este generată de un alternator sau generator. Puterea la bordul navei este generată în momentul cand motorul și alternatorul lucrează împreună. În acest scop, un generator de curent alternativ este folosit la bord. Generatorul funcționează pe principiul că, atunci când câmpul magnetic care se rotește în jurul unui conductor variază, curentul este indus în conductor. Generatorul este format dintr-un set staționar de conductori, înfășurați și în bobine de miez de fier cunoscut sub numele de stator. Un magnet rotativ cunoscut sub numele de rotor se rotește în interiorul acestui stator, producând un câmp magnetic, care taie peste conductor și generează un câmp electromagnetic indus sau forța electromagnetică ca electricitate pe nave.

O navă este o structură plutitoare independentă care are centrală electrică proprie pentru furnizarea de energie electrică către aceasta mașini și sisteme, care împreună contribuie la propulsia navei de la un port la altul. Câmpul magnetic este generat de inducție (într-un alternator fără perii) și prin înfășurarea rotorului alimentată de curent continuu prin inele de alunecare și perii. Puține puncte care trebuie remarcate despre puterea generată la bordul navelor:

- Puterea trifazată de curent alternativ este preferată față de curent continuu

deoarece oferă mai multă putere pentru aceeași dimensiune.

- Puterea trifazată este preferată față de cea monofazată deoarece atrage mai multă

putere și în caz de eșecul unei faze, celalte 2 pot asigura funcționarea.

2. STRUCTURA SISTEMELOR DE ACȚIONARE ELECTRICĂ

Acționarea electrică reprezintă operația prin care se efectuează comenzi asupra regimurilor de funcționare a mașinilor de lucru: mecanisme, dispozitive mecanice, pneumatice, hidraulice etc., cu ajutorul energiei electrice. Acționarea electrică prezintă, în raport cu celelalte acționări - pneumatice, hidraulice etc. - o serie de avantaje, precum:

- ușurința alimentării cu energie electrică;

- o gamă largă de viteze fără utilizarea unor reductoare speciale;

- reglaje fine, în limite largi a turației motoarelor, realizate la intervale scurte;

- pornirea, oprirea și inversarea sensului de rotație, realizate simplu, rapid, ușor;

- randament relativ mare;

- adaptare la comenzi automatizate și automatizări complexe;

- întreținere și reparații ușoare, puțin costisitoare etc.

Toate aceste calități fac ca acționarea electrică să fie preferată în majoritatea proceselor industriale, fiind adaptată celor mai variate condiții cerute proceselor tehnologice. Acționarea electrică se realizează prin sisteme de acționare electrică (S.A.E.), formate dintr-un ansamblu de dispozitive care transformă energia electrică în energie de mișcare și controlează pe cale electrică energia astfel obținută. Schema de principiu a unui sistem de acționare electrică se prezintă în figura 2 Mașina de lucru (M.L.) execută anumite operații dintr-un proces tehnologic. Motorul electric realizează transformarea energiei electrice în energie mecanică necesară antrenării (acționării) M.L.