Acționări electrice la bordul navelor

CAPITOLUL I. CARACTERIZAREA GENERALĂ A ACŢIONĂRILOR ELECTRICE NAVALE

1.1. Sisteme de acţionare electrică a mecanismelor şi instalaţiilor de la nave

Mecanismele şi instalaţiile de la bordul navelor destinate a efectua un lucru mecanic utilizat în diferite scopuri ca: guvernarea navei, virarea ancorei, ridicarea şi transportarea greutăţi lor, funcţionarea diferitelor pompe, compresoare, ventilatoare etc. sunt antrenate de motoare fie direct, fie prin transmisii.

Motorul, împreună cu transmisiile mecanice şi aparatura de comandă folosită, constituie acţionarea mecanismului. Mecanismul antrenat se numeşte mecanism executor sau maşină de lucru, în cazul în care motorul de antrenare este motor electric, acţionarea poartă denumirea de acţionare electrică.

Aşadar, prin acţionare electrică navală se înţelege o instalaţie de la bordul navei compusă din: unul sau mai multe electromotoare, transmisia mecanică şi aparatura de comandă. Instalaţia este destinată să pună în mişcare mecanismul executor naval.

Acţionările electrice navale, după domeniu de utilizare, se împart în acţionări:

- de punte: acţionări electrice pentru ancorare, acostare, vinciuri şi macarale

pentru încărcare, mecanisme pentru manevrarea mărfurilor, lifturi, sisteme de închidere a gurilor de magazii ş.a.;

- de bord: acţionări electrice pentru cârmă, stabilizatoare de ruliu şi alte stabilizatoare, elice cu pas variabil, porţi etanşe ş.a.;

- de deservire a maşinilor: pentru instalaţiile dispozitivelor pompelor, compresoarelor care deservesc motoarele principale de propulsie şi centrala electrică, sisteme generale şi cu destinaţie specială;

- de deservire socială la bord: pentru instalaţii de climatizare, instalaţii frigorifice, bucătării electrice, spălătorii, cambuze şi alte compartimente de locuit.'

După particularităţile caracteristici lor de funcţionare, acţionările navale pot fi împărţite în două grupe:

Prima grupă include acţionările electrice de punte şi de bord şi câteva acţionări de alt specific. Acţionările din această grupă se caracterizează prin funcţionare în regim intermitent sau de scurtă durată, necesită frecvente mari de conectare - deconectare, pornire de la distanţă, funcţionare reversibilă şi un domeniu mare de reglare a turaţiei. Asemenea acţionări au de regulă o schemă electrică complexă, necesită o cantitate mare de aparataj şi sisteme speciale de comandă.

A doua grupă include acţionările electrice pentru deservirea instalaţiilor şi mecanismelor din compartimentul maşini, şi pentru deservire socială precum şi câteva acţionări din categoriile de punte şi de bord. Aceste acţionări funcţionează preponderent cu sarcină constantă de lungă durată, nu sunt reversibile şi de cele mai multe ori nu necesită reglarea turaţiei. Schemele electrice de comandă sunt cu mult mai simple şi asigură tipizarea pornitoarelor magnetice.

Motoarele electrice utilizate În acţionările electrice navale au o gamă largă de puteri, de la 0,1 la 1000 kW. În acţionările electrice actuale, pentru puteri mari se utilizează tensiuni înalte. De exemplu, pe două tancuri petroliere construite în Anglia s-au instalat pe fiecare câte patru pompe de transfer de 1000kW alimentate de la un transformator ridicător de tensiune 440/3300V. Registrul Naval Român admite utilizarea pentru acţionările electrice de mare putere a tensiunilor înalte de 3,3; 6,6 şi 11 kW obţinute de la transformatoare ridicătoare de tensiune.

Acţionările electrice constituie principali consumatori de energie electrică la bordul navei. In funcţie de tipul navei, acest consum poate reprezenta până la 90% din energia produsă de centrala electrică a navei.

Gradul de electrificare a navei poate fi apreciat prin valoarea unui coeficient, y, care reprezintă raportul dintre puterea instalată a centralei electrice şi deplasamentul navei.

(1.1)

Valorile mici sunt pentru nave de tonaj mare fără mijloace de manevră a mărfurilor sau care utilizează aburul pentru acţionări (tancuri petroliere), iar valorile mari sunt pentru cargouri de mărfuri generale, nave de pasageri, nave frigorifice.

Compararea gradului de electrificare prin calculul coeficientului y se face pentru nave cu destinaţii similare. Pe măsura generalizării electrificării navelor valoarea coeficientului y a cunoscut o creştere continuă.

Uneori pentru aprecierea gradului de electrificare, se utilizează un alt coeficient γ1 care ţine seama de încărcarea navei şi permite aprecierea între toate categoriile de nave de transport, inclusiv-petroliere.

(1.2)

În relaţia (1.2) G [t] exprimă greutatea încărcăturii navei.

1.2. Sisteme de acţionare electrică a mecanismelor şi instalaţiilor de la nave

Acţionările electrice navale lucrează în condiţii specifice, diferite de condiţiile de lucru ale acţionărilor electrice industriale. Această diferenţă este determinată în principal de următorii factori:

a) schimbarea considerabilă a temperaturii mediului înconjurător în cazul navigaţiei în raioane nelimitate (de la -SO°C la +SO°C);

b) valori mari ale umidităţii relative a aerului (în încăperi închise 40 - 70%, pe punte 70 - 90%, iar la tropice la limita de saturare);

c) prezenţa sării în apa de mare (până la 4%) şi în aerul maritim (până la 6mg/m3);

d) prezenţa vapori lor de sare, ulei şi alte produse, petroliere în încăperile navei (de la S la 20mg/m3);

e) înclinarea de lungă durată în oricare bord, oscilaţii de ruliu şi tangaj;

f) şocuri la izbirea valurilor de navă pe timpul furtunilor;

g) vibraţii create de motoarele principale, elicele navei şi mecanismele din compartimente care ajung la frecvenţe de câteva zeci de hertzi şi amplitudini de câţiva milimetri;

h) amplasarea echipamentelor în spaţii mici, neventilate, cu .acces greu, în scopul de a economisi spaţiile navei, ceea ce creează greutăţi în a pătrunde la aceste echipamente şi a efectua lucrări norma le de întreţinere şi exploatare.

Pentru a lucra în aceste condiţii, echipamentul electric se construieşte special cu această destinaţie, în toate ţările lumii construcţia navelor, a tehnicii care se montează la bord şi supravegherea exploatării se realizează după regulile unui organ de clasificare, în România, Registrul Naval Român (RNR) reprezintă organul de stat pentru clasificare.

Regulile RNR stabilesc următoarele condiţii pentru acţionările electrice navale:

1. Acţionările electrice navale trebuie să rămână în stare de funcţionare, la abaterile de tensiune de alimentare şi de frecvenţă prevăzute în tabelul 1.1.