Гирокомпас "Курс-4"

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

ФГОУ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Московская государственная академия водного транспорта

Кафедра «Управление судном и технические средства судовождения»

Курсовая работа

По дисциплине: «Технические средства судовождения»

МОСКВА 2013 г.

Содержание

  • 1. Описание гирокомпаса «Курс-4»
  • 1.1 Введение
  • 1.2 Принцип действия
  • 1.3 Чувствительный элемент
  • 1.4 Комплектация и основные технические данные
  • 1.5 Следящая система
  • 1.6. Репитерная система
  • 1.7 Основные выводы

1. Описание гирокомпаса «Курс-4»

1.1 Введение

Гирокомпасы предназначены для непрерывной автоматической выработки и передачи курсоуказания во всей системе, требующих данных курса. На судах с сетью постоянного тока напряжением 110 или 220 В устанавливаются гирокомпасы «Курс-4», на судах с сетью переменного трехфазного тока напряжение 220 или 380 В и частотой 50 Гц.

Гирокомпас «Курс-4» является двухгироскопным маятниковым гирокомпасом, чувствительный элемент которого (гиросфера) для уменьшения вредного влияния сил трения в подвесе помещен в поддерживающую жидкость.

В расчетной широте 60° период незатухающих колебаний равен 84,3+5 мин; точность показаний ±1°, 0; время прихода в меридиан 2,5−6 ч.

Точность отработки следящей системы 0°, 2; время отработки следящей системы при рассогласовании на 90° равно 20 сек±2 сек; рабочая температура токопроводящей поддерживающей жидкости 37−41°; питание агрегата гирокомпаса осуществляется от судовой сети переменного трехфазного тока напряжением 220−380 в, частотой 50 гц, агрегат преобразует этот ток в переменный напряжением 120 в и частотой 330 гц; стабилизация частоты обеспечивается регулятором типа БРЧ-201 при колебаниях судового напряжения ±2 0 в; мощность, потребляемая установкой при нормальной работе, 1 кет, в начале пуска — 2 кет.

Гирокомпас может быть нагружен восемью принимающими приборами.

1.2 Принцип действия

I. К элементам следящей системы относятся:

1) следящая сфера, 2) магнитный усилитель, 3) исполнительный электродвигатель, 4) сельсин-датчик и сельсин-приемник (азимут-мотор) курса.

Любая следящая система, в т. ч. и рассматриваемая следящая система курсоуказания, имеет три основных узла: измерительный, вырабатывающий сигнал рассогласования; усилительный, усиливающий по мощности полученный сигнал рассогласования; исполнительный, отрабатывающий возникшее рассогласование.

Принцип работы следящей системы ясен из функциональной схемы. При изменении курса следящая сфера поворачивается вместе с судном относительно ЧЭ, находящегося в меридиане. В результате нарушается равенство сопротивлений столбов поддерживающей жидкости между электродами на следящей сфере и следящими электродами на срезе широкого полупояса ЧЭ. В результате, появившийся сигнал рассогласования усиливается в усилителе и поступает на исполнительный двигатель. Вращаясь, двигатель через редуктор разворачивает ротор сельсина-датчика курса, который через электрическую связь разворачивает ротор сельсина-приемника (азимут-мотор), находящийся в корректоре прибора 1 MB, а также сельсины-приемники всех потребителей курса. Сельсин-приемник (азимут-мотор) через корректор вращает следящую сферу в сторону, обратную повороту судна до тех пор, пока сигнал рассогласования не станет равным нулю, т. е. сопротивления R1 и R2 будут одинаковыми. При этом двигатель остановится и следящая сфера вновь будет согласована с ЧЭ.

В электрической схеме следящей системы гирокомпаса «Курс-4М» (рис. 9) в качестве измерительного узла используется сигнальный мостик, собранный на резисторах.

гирокомпас следящая репитерная курсоуказание

Сигнальный мостик состоит из переменных сопротивлений ф1, ф2, и постоянных сопротивлений R1, R2.

Роль переменных сопротивлений ф1 и ф2 исполняют жидкостные резисторы, сопротивление которых определяется величиной столбика поддерживающей жидкости между следящими электродами на ЧЭ и следящей сфере. В исходном положении (курс судна постоянный) расстояния между электродами на ЧЭ и следящей сфере одинаковы, ф1=ф2 и сигнальный мостик находится в равновесии, т. е. ua = Uc=О. При изменении курса нарушается равенство сопротивлений ф1 ф2, появляется сигнал Uc ?0, показывающий направление и величину рассогласования.

Магнитный усилитель включает фазовый трансформатор ФТ, два выпрямителя и два магнитных усилительных дросселя.

Фазовый трансформатор предназначен для выработки опорного напряжения Uо. Вторичная обмотка трансформатора состоит из двух одинаковых частей I и II. Напряжение, снимаемое с каждой из полуобмоток, выпрямляется соответственно выпрямителями и подается на управляющие обмотки усилительных дросселей.

Первичная обмотка I фазового трансформатора питается от первой и третьей фаз трехфазной цепи, через ограничительный резистор R 3. Хотя существуют различные схемы магнитных усилителей, суть их действия сводится к следующему. На трехстержневом сердечнике из пермаллоя уложены две обмотки (рис. 10): на среднем — управляющая обмотка Wy, питаемая постоянным током iе, на крайних — обмотка возбуждения Wв, состоящая из двух частей и подключенная через нагрузочный резистор Rн к источнику переменного напряжения Uв. При постоянстве угловой частоты и переменного тока и активного сопротивления цепи Rн ток в обмотке возбуждения (в рабочей обмотке) определяется только ее индуктивностью L, величина которой зависит от степени намагниченности сердечника.

Индуктивность L, как известно, пропорциональна магнитной проницаемости м сердечника. Напомним, что м = В/Н, где В — магнитная индукция сердечника.

Характер изменения м у пермаллоя в зависимости от напряжения намагничивающего поля графически изображен в виде кривой Отмечается большая крутизна характеристики при определенных значениях Если задать начальное подмагничивание Но, пропуская небольшой опорный ток iе по управляющей обмотке, то можно добиться исходной магнитной проницаемости м0, соответствующей середине самой крутой части характеристики (рабочая точка 0). Тогда при незначительном i увеличении или уменьшении подмагничивания Но, например за счет тока сигнала iе, резко соответственно уменьшится (или увеличится) магнитная проницаемость сердечника. А это приводит к значительным изменениям индуктивности L и, следовательно, тока в обмотке возбуждения.

На этом и основана работа магнитного усилителя: с помощью слабого сигнала iе постоянного тока, подаваемого на управляющую обмотку, можно изменять более мощный ток iв в обмотке возбуждение.

Рабочие обмотки дросселя включены по мостиковой схеме. При прохождении по управляющим обмоткам одинакового по величине опорного тока iо их индуктивные сопротивления равны и рабочий мостик находится в равновесии. В этом случае на выходе магнитного усилителя напряжения нет. Очевидно, что в управляющей обмотке исполнительного двигателя ИД, являющейся нагрузкой усилителя, тока тоже нет.

Исполнительный двигатель является асинхронным двигателям однофазного тока. В его статоре уложены взаимно перпендикулярно обмотки возбуждения (0В) и обмотки управления (0У). 0 В подключена к первой 27 и второй 28 фазам трехфазной цепи через выключатель Вк. Для получения вращающегося магнитного поля необходимо иметь сдвиг токов по фазе в обмотке на 180°. С этой целью в цепь ОУ включены конденсаторы C1 и С2, обеспечивающие взаимный сдвиг токов по фазе в обмотках на 90°. Сдвиг токов по фазе еще на 90° обусловлен геометрией расположения обмоток. Таким образом, в исходном положении при отсутствии сигнала о рассогласовании исполнительный двигатель не При постоянстве угловой частоты и переменного тока и активного сопротивления цепи Rн ток в обмотке возбуждения (в рабочей обмотке) определяется только ее индуктивностью L, величина которой зависит от степени намагниченности сердечника. Индуктивность L, как известно, пропорциональна магнитной проницаемости м сердечника. Напомним, что м = В/Н, где В — магнитная индукция сердечника.

Характер изменения м у пермаллоя в зависимости от напряжения намагничивающего поля. Отмечается большая крутизна характеристики при определенных значениях Н. Если задать начальное подмагничивание Но, пропуская небольшой опорный ток iе по управляющей обмотке, то можно добиться исходной магнитной проницаемости м0, соответствующей середине самой крутой части характеристики (рабочая точка 0). Тогда при незначительном i увеличении или уменьшении подмагничивания Но, например за счет тока сигнала iе, резко соответственно уменьшится (или увеличится) магнитная проницаемость сердечника. А это приводит к значительным изменениям индуктивности L и, следовательно, тока в обмотке возбуждения.

На этом и основана работа магнитного усилителя: с помощью слабого сигнала iе постоянного тока, подаваемого на управляющую обмотку, можно изменять более мощный ток iв в обмотке возбуждение.

Рабочие обмотки дросселя включены по мостиковой схеме. При прохождении по управляющим обмоткам одинакового по величине опорного тока iо их индуктивные сопротивления равны и рабочий мостик находится в равновесии. В этом случае на выходе магнитного усилителя напряжения нет. Очевидно, что в управляющей обмотке исполнительного двигателя ИД, являющейся нагрузкой усилителя, тока тоже нет.

Исполнительный двигатель является асинхронным двигателям однофазного тока. В его статоре уложены взаимно перпендикулярно обмотки возбуждения (0В) и обмотки управления (0У). 0 В подключена к первой 27 и второй 28 фазам трехфазной цепи через выключатель Вк. Для получения вращающегося магнитного поля необходимо иметь сдвиг токов по фазе в обмотке на 180°. С этой целью в цепь ОУ включены конденсаторы C1 и С2, обеспечивающие взаимный сдвиг токов по фазе в обмотках на 90°. Сдвиг токов по фазе еще на 90° обусловлен геометрией расположения обмоток. Таким образом, в исходном положении при отсутствии сигнала о рассогласовании исполнительный двигатель не вращается.

При изменении курса нарушается равенство жидкостных сопротивлений ф1 и ф2 и сигнальный мостик рассогласовывается: в диагонали АВ появляется сигнал Uc. Допустим, что сформированный Uc с точек, А и В мостика поступает на среднюю точку вторичной обмотки фазного трансформатора, как показано на схеме. Здесь напряжение сигнала Uc разветвляется и накладывается на опорное Uo в полуобмотке Я складывается в фазе, в полуобмотке II — в противофазе (естественно, что при изменении курса в другую сторону сложение Uo и Uc в полуобмотках будет обратным). В результате напряжение на верхней полуобмотке Д увеличивается (Uo + Uc) и по управляющей обмотке первого дросселя пойдет ток больше опорного; io; напряжение на нижней полуобмотке Д уменьшается (Uo — Uc) и ток в управляющей «обмотке второго дросселя будет меньше опорного iО, В связи с этим магнитная проницаемость сердечников значительно меняется: в дросселе первом она становится меньше м0, а в дросселе втором — больше. Это приводит к нарушению балансировки рабочего мостика, так как индуктивные сопротивления рабочих обмоток дросселей резко изменяются. В итоге по 0У потечет ток и исполнительный двигатель начнет вращаться.

При изменении курса судна в другую сторону, принцип работы следящей системы не меняется. Только с датчика рассогласования снимается сигнал Uc противоположной фазы. После усиления он поступает на исполнительный двигатель и заставляет его вращаться в противоположную сторону. Потенциометр R 4 включен в схему обратной связи усилителя. С его помощью производится регулировка чувствительности и скорости отработки следящей системы.

Следящая система отключается выключателем ВК, через который подается питание на главную обмотку исполнительного двигателя ИД.

Основными параметрами следящей системы, характеризующими ее работу, являются: чувствительность, время отработки 90° и число прохождений положения равновесия. Чувствительность следящей системы Должна быть не хуже + 0,1°. Для проверки этого параметра следящая система принудительно рассогласовывается на угол около 1° путем поворота ротора исполнительного двигателя. После отпускания ротора следящая система должна согласовываться с указанной точностью. Рассогласование следует проводить в разные стороны. Для проверки времени отработки следящей системен угла 90° производится принудительное рассогласование на угол около 120°. Затем, по секундомеру, с момента, когда следящая сфера отработает 30°, фиксируется время отработки угла 90°. Это время не должно превышать 20 с, а разность во времени отработки в разные стороны не должна превышать 4 с. Одновременно со временем отработки проверяется число прохождений следящей системой положения равновесия, которое не должно превышать пяти. Если чувствительность и время отработки не соответствует требуемым, то первой причиной может быть увеличение моментов трения в приборах Ш, 9Б. Контроль нормальной работы следящей системы осуществляется с помощью лампочки J1I, включенной в цепь вторичной обмотки сигнального трансформатора TPI, первичная обмотка которого в свою очередь включена в диагональ сигнального мостика АВ. При достижении углов рассогласования следящей сферы и гиросферы более 0,7 — 2,5° напряжение в диагонали мостика АВ достигает величины достаточной для зажигания неоновой лампочки Л1. Загорание лампочки и срабатывание ревуна в приборе 34 ПМ указывает на ненормальную работу следящей системы, предупреждая судоводителя о том, чтобы он не доверял в этом случае показаниям гирокомпаса и перевел управление судна по магнитному компасу до устранения возникшей неисправности в следящей системе гирокомпаса.

Все элементы следящей системы, кроме сигнального мостика и сельсина приемника, расположены в усилительно-трансляционном приборе 9Б.

1.3 Чувствительный элемент

Гиросфера — герметически закрытый шар, внутри которого находятся два гиромотора, катушка электромагнитного дутья и успокоитель с реле выключателя затухания.

Верхняя и нижняя полусферы, выдавленные из латуни, образуют оболочку гиросферы. На экваторе нижней полусферы нанесены деления от 0 до 360° через 1° для отсчета курса. Гиросфера постоянно находится под воздействием агрессивной в химическом отношении среды (в поддерживающей жидкости при повышенной, температуре под током частотой 330 Гц), поэтому полусферы кроме токопроводящих мест, обложены эбонитовой смесью на натуральном каучуке и вулканизированы. Все токоведущие места обложены графитоэбонитом.

На поверхности гиросферы имеются два токопроводящих электрода (полярные электроды) и один электрод, расположенный вдоль экватора, состоящий из одного широкого и двух узких полупоясов. С внутренней стороны каждой полусферы к полярному электроду подходит изолированная от корпуса букса, к которой припаян проводник, подводящий питание к одной из фаз гиромотора. Букса нижней полусферы имеет сквозное отверстие, закрываемое винтом с прокладкой-ниппелем и предназначенное для наполнения гиросферы водородом и введения смазки.

Графито-эбонитовый экваториальный пояс расположен на нижней полусфере и соприкасается непосредственно с каркасом. Широкий полупояс с обеихсторон заканчивается двумя угольными электродами-щетками. Два узких полупояса имеют разрыв на отсчете 180°, в котором расположен круглый угольный электрод для подвода питания к катушке реле выключателя затухания. Электрод изолирован от оболочки сферы.

Катушка электромагнитного дутья намотана на стальном каркасе, имеющем форму кольца трапецеидального сечения. Катушка крепится к нижней полусфере в плоскости, параллельной экваториальной плоскости чувствительного элемента (см. раздел «Подвес чувствительного элемента»).

Гиромоторы представляют собой трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутыми роторами, питающиеся напряжением 120 В, 330Гц. Частота вращения ротора приблизительно 2000 мин~'. Основные части гиромотора: гирокамера, состоящая из корпуса и крышки, статор и ротор.

Неподвижный статор гиромотора, укрепленный на гирокамере, расположен во вращающемся роторе. Обмотка статора трехфазная и соединена в звезду. В гиромоторах применены шарикоподшипники магнетного типа. Собранный гиромотор подвергнут динамической и статической балансировкам. Роторсбалансирован на станке. Дисбаланс устранен сверлением отверстий в ободе ротора в утяжеленных местах. Статическая балансировка произведена свинцовыми грузами, укрепляемыми на камере.

В гиросфере установлена пара гиромоторов, близких по массе роторов, времени разгона и выбега, частоте вращения. Подобранная пара гиромоторов установлена в корпусе — фонаре.

Для получения на осях прецессии гиромоторов минимального трения применен подвес, состоящий из опорного подпятника, воспринимающего нагрузку от массы гиромотора, и двух направляющих подшипников радиального типа высокого класса точности.

Гиромоторы связаны между собой кривошипным механизмом так, что их оси располагаются под углом 90° друг к другу и могут поворачиваться относительно вертикальных осей в противоположные стороны на равные углы. Кривошипный механизм цилиндрическими пружинами связан с фонарем, фонарь с оболочкой" гиросферы, так что в рабочем положении гиромоторы образуют с осью 0−180° гиросферы углы 45°. Для подшипников гиромоторов применяется специальное масло вязкостью 3,7°Е при температуре 40 °C. Успокоитель (рис. 18) состоит из камеры 1 в виде кольцеобразного желоба, реле выключателя затухания 2, маслопро-

водной 3 и воздуховодной 4 трубок. Кольцеобразный желоб с северной и южной сторон имеет герметические сосуды, частично заполненные маслом. Каждый сосуд внутренней перегородкой разбит на два сообщающихся отсека. Сосуды соединены между собой в верхней части воздухопроводной, а снизу (через штуцеры) масло проводной трубками.

В камере реле выключателя затухания установлен якорь электромагнита с диском клапаном на конце, под дном камеры — подковообразный электромагнит. При прохождении тока по обмотке электромагнита якорь притягивается, и диск перекрывает отверстие трубки, прекращая перетекание масла из одного сосуда успокоителя в другой.

Успокоитель в гиросфере помещен над гиромоторами и крепится лапками к верхним заплечикам фонаря. При этом плоскость его строго параллельна экваториальной плоскости гиросферы. Собранная гиросфера подвергнута статической балансировке, после чего запаяна. Место запайки покрыто замазкой, предохраняющей металл от коррозии, и закрыто эбонитовым пояском. Из гиросферы вакуумным насосом через ниппель нижней полусферы удален воздух, после чего гиросфера заполнена водородом, что уменьшает трение при вращении роторов и, следовательно, их нагрев. В водородной среде налитое для смазки гиромоторов масло не окисляется, и его хватает на несколько лет. Для достижения горизонтальности экваториальной плоскости гиросферы в рабочем состоянии полностью собранная гиросфера при вращающихся гиромоторах подвергнута динамической балансировке на балансировочном стенде Подвес чувствительного элемента Возникающие при поворотах чувствительного элемента, силы трения препятствуют точному приходу его в меридиан; при поворотах судна силы трения вызывают уход чувствительного элемента из меридиана. Чтобы преодолеть вредное влияние сил трения в подвесе, необходимо увеличить направляющий момент гирокомпаса либо по возможности уменьшить эти силы в самоподвесе, В гирокомпасах типа «Курс» сведены к минимуму силы трения в подвесе.

Гиросфера полностью погружена в поддерживающую жидкость, благодаря чему влияние поверхностного натяжения последней на поворот гиросферы отсутствует. Остается лишь трение гиросферы о жидкость, которое ничтожно мало и проявляется только в начальный момент сдвига гиросферы, так как при дальнейшем движении окружающая чувствительный элемент следящая сфера вместе с жидкостью поворачивается вслед за чувствительным элементом. Масса чувствительного элемента и плотность поддерживающей жидкости рассчитаны так, что при рабочей, температуре чувствительный элемент имеет отрицательную плавучесть (приблизительно 30. 40 г при t = 40°C) и стремится опуститься на дно следящей сферы.

Для нормальной работы чувствительного элемента необходимо, чтобы он был отцентрирован в следящей сфере, т. е. чтобы геометрические центры чувствительного элемента и следящей сферы совпадали. Для этого в чувствительном элементе установлена катушка электромагнитного дутья. При прохождении переменного тока через катушку вокруг нее создается переменное магнитное поле, которое пронизывает алюминиевый каркас нижней чаши следящей сферы и индуктирует в нем вихревые токи. Поле вихревых токов взаимодействует с магнитным полем катушки и создает отталкивающие силы, противодействующие смещению гиросферы. Силы отталкивания, направленные к центру чувствительного элемента, можно разложить на горизонтальные и вертикальные составляющие, центрирующие элемент соответственно в горизонтальной силы отталкивания возрастают с уменьшением расстояния между гиро сферой и следящей сферой и уменьшаются с увеличением расстояния. При изменении температуры поддерживающей жидкости, а следовательно, и ее плотности гиросфера изменяет свое положение относительно следящей сферы, т. е. опускается или поднимается до такого положения, когда вертикальная составляющая силы отталкивания становиться равной измененной массе гиросферы в жидкости. Катушка электромагнитного дутья обеспечивает центрирование по высоте чувствительного элемента с точностью ±2 мм при изменении температуры поддерживающей жидкости от 38 до 42° С. Подвод питания к чувствительному элементу трехфазный ток подается в чувствительный элемент для питания гиромоторов, катушки электромагнитного дутья и катушки реле выключателя затухания непосредственно через поддерживающую жидкость.

Поддерживающая жидкость состоит из дистиллированной воды, глицерина, добавляемого для получения требуемой плотности, буры, необходимой для создания электропроводности, и формалина, препятствующего развитию в жидкости микроорганизмов. На внутренней поверхности следящей сферы имеются три графит эбонитовых токопроводящих электрода (рис. 16); один электрод в виде полярной шапки находится в верхней части следящей сферы, второй — в нижней, третий в виде двух электрически соединенных между собой токопроводящих колец — по экватору. Остальная часть внутренней поверхности следящей сферы покрыта слоем изолирующего эбони-

та. Соответственно трем электродам следящей сферы расположены графит эбонитовые электроды на гиросфере. Электрический ток между соответствующими электродами следящей сферы расопределяется так: с четвертого, (сверху) кольца коллектора ток первой фазы (клемма 27) поступает на верхнюю полярную шапку следящей сферы и через поддерживающуюжидкость к верхней полярной шапке гиросферы; с пятого кольца (коллектора ток второй фазы (клемма 28) подается к нижней полярной шапке следящей сферы и через поддерживающую жидкость к 'нижней шапке гиросферы; с шестого кольца коллектора ток третьей фазы (клемма 29) подается наэкваториальные токоведущие кольца следящей сферы и через поддерживающую жидкость >к экваториальным поясам, электрически соединенным с корпусом гиросферы; с первого кольца коллектора через электрод 55 следящей сферы, поддерживающую жидкость и электрод 55 на гиросфере ток поступает к реле выключения затухания; со второго и третьего колец коллектора через электроды 30, 31 следящей сферы (вендеконтакты) и поддерживающую жидкость ток поступает к срезам (щеткам) широкого полупояса гиросферы.

Ввиду большого расстояния между фазными электродами следящей сферы, а, следовательно, и большого сопротивления поддерживающей жидкости между «ими утечка тока между фазами весьма незначительна. При прохождении через поддерживающую жидкость переменного тока электролиза не происходит. Внутри гиросферы проводка от соответствующих электродов к фазам статоров гиромоторов, к катушке реле выключения затухания и катушке электромагнитного дутья осуществляется проводами. Ускоренное приведение чувствительного элемента вмеридиан Время свободного прихода чувствительного элемента гирокомпаса в меридиан при пуске равно 2,5.6 ч, что создает неудобства при эксплуатации. Основной прибор гирокомпаса «Курс» имеет приспособление, позволяющее привести чувствительный элемент в меридиан с точностью ± 1° в течение одного часа, а при наличии необходимых навыков операция приведения в меридиан может быть сокращена до 15. 20 мин. Ускоренное приведение сводится к последовательным внешним воздействиям на чувствительный элемент, направляющим его к меридиану.

Для этого используется вращающееся магнитное поле, создаваемое вокруг чувствительного элемента специальной обмоткой (статором), расположенной на резервуаре основного прибора в экваториальной плоскости чувствительного элемента.

1.4 Комплектация и основные технические данные

Таблица 1 основные технические данные

Напряжение питания агрегата, В (Гц):

~220 или ~380

Точность показания компаса на неподвижном основании, град

±0,2

Напряжение трехфазного тока питания системы, В (Гц)

110…125 (330±1%)

Точность прихода компаса в меридиан «от пуска к пуску», град

±0,5

Устойчивость при плавании прямым не низменным курсом, град

±1,0

Рабочая температура поддерживающей жидкости,°С

37…41

Точность обработки следующей системой рассогласования 0,3…0. 5°,

±0,2

Время отработки следующей системой угла рассогласования 90°

20

Разность во времени отработки следующей системой угла 90° в разные стороны

4

Количество колебаний следящей системы у положения равновесия при обработке угла 90°, период

1,5…2,5

Состав поддерживающей жидкости:

глицерин дистиллированный первого сорта, л

2,5 (плотность 1,04±0,001

г/см3 при 20°С)

Габаритный размеры основного прибора, Мм

930×652×782мм

Масса основного прибора

180кг

Период затухающих колебаний на широте 56°50ґ, мин

105±15

Время прихода в меридиан, ч

2,5…6

Фактор затухания

2,5…5,0

Диаметр гиросферы, мм

252±0,1

Масса гиросферы, г

8699

Вращающееся магнитное поле создает внешний момент, стремящийся повернуть гиросферу вокруг вертикальной оси, в результате чего гиросфера прецессирует в вертикальной плоскости, экваториальная плоскость гиросферы выходит из плоскости горизонта, и образовавшийся маятниковый момент создает прецессию гиросферы в азимуте, что и требуется для приведения:

следящая сфера, обеспечивающая подвод питания ко всем электрическим узлам гиросферы, измерение курса, центрирование гиросферы; внешние или неподвижные части гирокомпаса — нактоуз с карданным подвесом, резервуар с поддерживающей жид костью, «стол» с приборами системы охлаждения, контрольными приборами и корректором скоростной погрешности;

прибор 4Д — пусковой прибор, предназначенный для подачи питания в установку, разветвления и защиты электрических линий, контроля величины токов, потребляемых чувствительным элементом и следящей системой;

прибор 9Б — трансляционно-усилительный прибор, предназначенный для усиления и отработки сигнала рассогласования следящей системы и передачи курса принимающим сельсинам;

прибор 10М — сигнальный прибор, служащий для подачи звукового сигнала об отклонении температуры токопроводящей жидкости от нормальной и визуальных сигналов, показывающих ненормальную работу следящей системы;

прибор 12М — помпа охлаждения, осуществляющая циркуляцию воды в системе охлаждения гирокомпаса;

прибор 18 — двухмашинный агрегат, который преобразует трехфазный ток судовой сети напряжения 220−380 в, 50 гц в трехфазный ток напряжением 120 в, 330 гц; штурманский пульт, в котором располагаются механизмы указания и записи курса, механизм дистанционного управления корректором и комплект измерительных приборов и сигнальных ламп;

приборы 19А — репитеры для пеленгования;

прибор ЗУ-2 — защитно-разветвительное устройство репитеров. В комплект также входят пелорусы для установки репитеров на мостике судна.

Чувствительный элемент гирокомпаса «Курс-4» представляет собой герметически закрытый шар диаметром 252 мм внутри которого находятся два гиромотора, катушка электромагнитного дутья и успокоитель с реле выключателем затухания.

Гиросфера состоит из двух латунных полусфер, покрытых эбонитом, за исключением токопроводящих мест, которые покрываются графито-эбонитом.

В экваториальной части гиросферы нанесены деления от 0 до 360° через каждые 1°, служащие для отсчета курса.

1.5 Следящая система

Следящая система гирокомпаса состоит из следящей сферы, реверсивного двигателя, датчика и азимут-мотора.

Следящая сфера состоит из следующих частей: следящих чаш 1, 2, токопроводящих колец 3, держателя со стержнями 4, коллектора 5 и комплектующих деталей. В экваториальной области следящей сферы расположены семь распорных колонок и семь смотровых стекол. На смотровых стеклах, служащих для наблюдения за положением гиросферы, нанесены голубые риски. Следящая система состоит из следящей сферы, реверсивного электродвигателя, датчика и азимут-мотора. Следящая система обеспечивает подвод питания ко всем электрическим узлам гиросферы, передачу показаний основного прибора всем потребителям курсоуказания и уменьшает трение жидкостного подвеса чувствительного элемента. Следящая сфера состоит из следящих чаш, токопроводящих колец держателя со стержнями, коллектора и комплектующих деталей. Держатель — полый латунный стержень, покрытый снаружи полиамидной смолой; в нижней части держатель оканчивается утолщенным эбонитовым диском. По окружности диска установлены латунные буксы с отверстиями, в которые вставлены латунные стержни, покрытые полиамидной смолой — по поверхности, соприкасающейся с поддерживающей жидкостью. К внутренним концам букс припаяны изолированные друг от друга и от корпуса держателя проводники, которые проходят через полую часть держателя и электрически соединяют стержни с токосъемными кольцами коллектора. Для предохранения от проникновения поддерживающей жидкости в держатель полая часть залита карбинолом и закрыта эбонитовым диском. Верхней частью держатель следящей сферы подвешен в центральном отверстии стола на шарикоподшипниках из нержавеющей стали. На конец верхней части держателя надет и закреплен гайкой коллектор для передачи питания с неподвижных щеток на столе к следящей сфере. Коллектор представляет собой полый стакан, на котором расположены изолированные друг от друга токосъемные кольца. На верхней части коллектора имеется поводок с пальцем, которым следящая сфера сцепляется с коллектором. Следящие чаши выдавлены из листового алюминия. С наружной стороны чаши полностью покрыты эбонитом, с внутренней стороны — частично. Электроды или так называемые полярные шапки представляют собой токопроводящие графито-эбонитовые покрытия. Для облегчения прохождения поддерживающей жидкости в следящую сферу обе чаши имеют на полюсах отверстия. Верхнее и нижнее токопроводящие латунные кольца покрыты эбонитом и имеют с внутренней стороны токопроводящие графито-эбонитовые дуги, которые находятся против соответствующих токоведущих частей экваториального пояса чувствительного элемента. В экваториальной области следящей сферы установлены распорные колонки и имеются смотровые стекла. В трех колонках вмонтированы диаметрально расположенные вендеконтакты (рис. и электрод, подающий питание на реле выключателя затухания. На смотровых стеклах нанесены риски, по створу которых относительно/ экваториальной линии гиросферы можно судить о положении гиросферы внутри следящей сферы. Внешние части основного прибора включают в себя нактоуз с кардановым подвесом, резервуар, стол, корректор. Нактоуз с кардановым подвесом является корпусом, в котором монтируются все детали и элементы прибора 1 М. Нактоуз болтами крепится на деревянной подушке, жестко прикрепленной к палубе судна, и состоит из трех частей: нижней (укрепленной на палубе), средней, поддерживающей компас, и верхней (крышки) с застекленными окнами. Для точной установки курсовой черты прибора 1 М параллельно диаметральной плоскости судна и исключения постоянной поправки среднюю часть нактоуза можно несколько развернуть относительно нижней, для чего внутри нактоуза имеются зубчатые колеса и сектор. Величина угла разворота контролируется по шкале с ценой делениями 1° и индексу, находящемуся там же. В средней части нактоуза со стороны кормы имеется закрытая крышкой коробка с клеммными платами, над коробкой — окно для наблюдения за положением гиросферы и доступа внутрь нактоуза. Кардановый подвес прибора 1 М состоит из наружного и внутреннего колец. К внутреннему кардановому кольцу на вертикально установленных пружинах подвешено еще одно кольцо — опорное, на которое опирается своими заплечиками резервуар и крепится стол. Вертикальные пружины служат амортизаторами для резервуара прибора 1 М в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Имеются также пружины, установленные в горизонтальной плоскости и закрепленные одним концом на резервуаре, другим — на нижней торцовой поверхности внутреннего кольца; пружины служат амортизаторами для резервуара при возникновении крутящих усилий относительно вертикальной оси прибора 1M. Резервуар представляет собой медный котел, в который заливается поддерживающая жидкость и помещается следящая сфера с чувствительным элементом. Внутри резервуар покрыт слоем эбонита, предохраняющим металл от коррозии, а поддерживающую жидкость от окисления. В средней части резервуара имеется застекленное окно для наблюдения за положением гиросферы при работе компаса. Снизу к резервуару крепится балансировочный груз со В теле груза со стороны резервуара имеется кольцевой паз, в котором установлена сигнальная катушка приспособления для дистанционного указания положения ЧЭ по высоте. Катушка находится в плоскости, параллельной экваториальной плоскости ЧЭ, и от попадания влаги защищена замазкой. Стол прибора 1 М предназначен для подвеса следящей сферы, закрывает резервуар с поддерживающей жидкостью и несет на себе элементы для подвода питания, регулировки и контроля работы «основного прибора/ На столе установлены корректор (механизм 9), штепсельные разъемы и щеткодержатели сощетками, термометр, термоконтактор, замыкатель ревуна и змеевик охлаждения. Для заливки поддерживающей жидкости в резервуар в столе имеются два наливных отверстия, закрывающихся пробками. Уплотнение между столом и резервуаром достигается фасонной резиновой прокладкой, которая лежит на заплечиках резервуара. Стол, закрывающий резервуар сверху, притягивается винтами к опорному кольцу; при этом заплечики резервуара оказываются зажатыми между опорным кольцом и круглой резиновой прокладкой с одной — стороны и столом с фасонной резиновой прокладкой — с другой, благодаря чему, поддерживающая жидкость не выливается из резервуара при качке судна. Корректор — механизм служит для исключения из показаний гирокомпаса скоростной девиации судна. Действие корректора основано на том, что поправка носит полукруговой характер (если какой-либо круг, например, картушку компаса, посадить на ось эксцентрично, то ошибка эксцентриситета при повороте круга будет носить полукруговой характер). В корректоре имеются два диска, установленные один под другим так, что верхний диск может смещаться относительно нижнего вдоль диаметральной плоскости судна при этом соблюдается взаимосвязь величин в таком соотношении:

где f — расстояние между центрами дисков;

r — расстояние от центра диска до пальца связи дисков;

V — скорость судна;

ц — широта места.

Отсюда можно определить необходимый сдвиг дисков по следующей формуле:

В корректоре величина r взята неизменной. Поэтому для сохранения соотношения под любой широтой при вводе одной я той же скорости хода судна v необходимо изменять величину смещения дисков f. Верхний диск, представляющий собой шестерню, смонтирован на каретке, которая может передвигаться в направляющих вдоль корпуса механизма. Вращение от верхнего диска к нижнему передается пальцем, который входит в прорезь, сделанную в направлении, О-W нижнего диска. Верхний диск через зубчатую передачу связан с картушками и с азимут-мотором, получая от него" вращение при работе следящей системы. Перемещение каретки с верхним диском (введение эксцентриситета осуществляется либо реверсивным электродвигателем СЛ-262 через зубчатую передачу, либо вручную вращением маховичка ручной установки. Конечные положения каретки ограничены разрывными контактами электромеханического стопора, размыкающими цепь возбуждения реверсивного электродвигателя. С кареткой через зубчатый сектор связан датчик обратного контроля, который поворачивается согласованно с перемещением каретки, и индекс, который так же согласованно с кареткой перемещается по шкале установки корректора. Корректор установлен на столе основного компаса на трех опорах и крепится накидными пружинами-крючками так, что перемещение каретки с верхним диском происходит параллельно диаметральной плоскости судна. Установка корректора с точностью ±0,5° производится регулировочными винтами, имеющимися на одной из опор; нижний диск штифтом со сферической головкой центрируется со следящей сферой компаса и пальцем сцепляется с поводком держателя. Вращение от азимут-мотора передается на верхний диск и картушки, от верхнего диска через палец — на нижний диск, с нижнего диска через палец и поводок держателя — на следящую сферу.

При смещении между дисками, между поворотом азимут-мотора (в отсчетных делениях) и поворотом следящей сферы вводится угол б, вследствие чего основной компас и все принимающие приборы дают показания с учетом скоростной поправки, т. е. показывают истинный курс судна. Установка индекса корректора вручную производится по номограмме, имеющейся на крышке корректора.

Номограмма представляет собой график, по горизонтальной оси которого отложены значения скорости хода судна в узлах, а по вертикальной — количество делений, на которое необходимо установить индекс по шкале установки корректора. Наклонные прямые, исходящие из начала осей, указывают географическую широту места.

Для установки корректора вручную на горизонтальной оси номограммы, находят точку, соответствующую действительной скорости судна. Затем проводят из этой точки вертикальную прямую до пересечения ее с наклонной прямой географической широты района плавания. Из точки пересечения проводят горизонтальную прямую до пересечения с вертикальной осью номограммы и считывают с последней количество делений, на которое необходимо установить индекс корректора. Дистанционная установка индекса корректора описана в разделах «Пост-корректор — прибор 29» и «Курсограф — прибор 23Т».

Механизм ускоренного приведения чувствительного элемента в меридиан состоит из многополюсного статора, выполненного по типу статора однофазного асинхронного электродвигателя и имеющего две обмотки: главную и вспомогательную (для увеличения вращающего момента каждая обмотка образует три пары полюсов), батареи конденсаторов (40 мкФ), включенной последовательно с главной обмоткой статора и служащей для сдвига фазы тока в ней на 90° по отношению к фазе тока во вспомогательной обмотке, и переключателя приведения. Статор выполнен в виде стального кольце-образующего пояса, служащего магнитопроводом, на внутренней стороне которого расположены полюсы и обмотки. На наружной стороне кольца имеется клеммная плата, к которой подключены выводы обмоток.

Для защиты обмоток и клеммы от попадания поддерживающей жидкости весь пояс покрыт слоем вулканизированной резины, а плата защищена колпачком. Пояс установлен на резервуаре, в, экваториальной плоскости гиросферы и крепится стяжкой, которая охватывает обойму смотрового окна резервуара. Переключатель приведения крепится в средней части нактоуза, а его ручка выведена в нишу, имеющуюся на наружной поверхности нактоуза. Ниша закрывается откидывающейся крышкой. Обмотки статора питаются однофазным током.

При подключении обмоток статора к источнику питания благодаря наличию емкости в цепи главной обмотки фаза тока в ней сдвигается относительно фазы тока во вспомогательной обмотке на угол 90°, вследствие чего обмотки статора создают вращающееся магнитное поле; при этом поле статора индуктирует в металлической оболочке чувствительного элемента вихревые токи, взаимодействие поля которых с вращающимся магнитным полем создает вращающий момент, приложенный к гиросфере вокруг ее вертикальной оси. Этот момент вызывает прецессионное движение полюса гиросферы вверх или вниз (в зависимости от направления приложенного момента), что в свою очередь порождает маятниковый момент, под действием которого гиросфера прецессирует к меридиану.

Для изменения направления вращения магнитного поля статора и, следовательно, направления прецессии гиросферы (или уменьшения скорости прецессии в данную сторону) меняется фаза тока в одной из обмоток статора переключателем приведения. Переключатель имеет одно фиксированное нейтральное положение, при котором обмотки статора не получают питания и два крайних положения с гравировкой: при установке рукоятки переключателя в положение УВЕЛИЧЕНИЕ создается прецессия чувствительного элемента в (направлении, при котором картушки прибора 1 М идут на увеличение отсчета, при установке рукоятки, переключателя в положение УМЕНЬШЕНИЕ картушки прибора 1 М идут на уменьшение отсчета.

Зная курс во время пуска компаса и исходя из того, что в момент прихода чувствительного элемента в меридиан показания на картушках должны соответствовать курсу судна, механизмом ускоренного приведения в меридиан, воздействуя на чувствительный элемент при минимальном наклоне его экваториальной плоскости, устанавливают на картушках известный курс. В дальнейшем механизмом ускоренного приведения в меридиан удерживают — чувствительный элемент в меридиане; при этом показания на картушках компаса должны оставаться неизменными.

1.6 Репитерная система

Репитеры предназначены для указания курса, принятого посредством синхронной связи от основного компаса. Прибор 33 для работы с пеленгатором выполнен в виде металлического застекленного сверху корпуса. В центре стекла имеется металлическая букса с отверстием для центрирования пеленгатора при установке его на репитер, на корпусе — цапфы для подвеса в кардановом кольце прибора типа 20 или 35. Вкорпусе установлены принимающий синхронной передачи курсоуказания на кронштейне, одна картушка грубого отсчета, одна картушка точного отсчета, лампочки освещения и трансформаторы ТО-121 для питания осветительных ламп. Ротор принимающего курсоуказания зубчатой передачей сцеплен с осью картушки точного отсчета, имеющей цену оборота 10°. Картушка точного отсчета имеет 100 делений, цена каждого деления 0,1°. Ось картушки точного отсчета зубчатой передачей сцеплена с картушкой грубого отсчета, которая имеет 36 делений, цена каждого деления 10°. Картушки выполнены таким образом, что их оси вращения совпадают; картушка грубого отсчета вращается вокруг картушки точного отсчета, охватывая последнюю. Обе картушки лежат в одной плоскости; над ними крепится неподвижный индекс, называемый курсовой чертой, посредством которой с картушек репитера снимаются отсчеты курса: с картушки грубого отсчета сотни и десятки градусов, с картушки точного отсчета единицы и десятые доли градусов. На картушке грубого отсчета, кроме основной шкалы для отсчета курса, со сдвигом на 180° по отношению к последней мелкими цифрами в зеркальном изображении нанесена шкала для отсчетов при пеленговании (снимаются через призму пеленгатора). Неподвижная шкала на верхнем ободе репитера (азимутальном кольце) служит для отсчета курсовых углов. Картушки освещаются снизу четырьмя лампочками. Вторичная обмотка трансформатора ТО-121 для их питания дает напряжение 2,5 В. Первичная обмотка трансформатора включена параллельно обмотке возбуждения принимающего и питается однофазным током. Цепь первичной обмотки трансформатора проходит через резистор регулирования накала ламп, установленный в приборах 20А и 35А. Срок службы осветительных лампочек ограничен; желательно, если это позволяют условия работы, чтобы лампы находились под пониженным (меньше 2,5 В) напряжением питания. Уменьшение напряжения питания осветительных ламп: достигается соответствующей установкой ручки резистора в приборе 20А или 35А. Перегорание одной из лампочек приводит к повышению напряжения вторичной обмотки трансформатора, поэтому неисправную лампу по возможности быстро заменяйте новой. Для согласования показаний репитера с показаниями основного компаса имеется дополнительная передача для ручной установки. Через отверстие в корпусе вставляется ключ, которым через зубчатую передачу вращают вручную шкалы прибора; при: этом происходит разрыв двух фаз ротора принимающего, и последний отключается от синхронной передачи. Прибор 28-I — герметический репитер для работы в воде при повышенном давлении. Все разъемы и стыки массивного бронзового корпуса имеют резиновые уплотнения. Кинематическая схема прибора аналогична схеме прибора 19А. Для наблюдения за картушками в верхней части корпуса прибора имеется смотровое окно, застекленное толстым прозрачным стеклом, под которым находится курсовая черта, пересекающая шкалы картушек. В приборе 28-I отсутствует ручное согласование шкал со шкалами основного компаса — согласование производится прибором 24. Для ввода кабеля снизу прибор имеет сальник.

Прибор 19Н — несамосинхронизирующийся репитер курса с ценой оборота принимающего 1° предназначен для приема и визуального снятия курса судна; при установке на корпусе пеленгатора типа ПГК-2 позволяет измерять направления на наземные ориентиры и небесные светила. Прибор имеет металлический, застекленный сверху корпус, в центре стекла металлическую буксу с отверстием для центрирования пеленгатора при установке на репитер. В корпусе установлены принимающий синхронной передачи курса, шкалы грубого и точного отсчетов, лампочки освещения, трансформатор для литания ламп, унифицированный редуктор. Ротор принимающего курса зубчатой передачей сцеплен с осью шкалы точного отсчета, имеющей цену оборота 10°. Шкала разделена на 100 делений, следовательно, цена каждого деления 0,1°. Ось шкалы точного отсчета зубчатой передачей сцеплена со шкалой грубого отсчета. Шкала разделена на 36 делений, т. е. цена одного деления 10°. Шкалы выполнены так, что их оси вращения совпадают, и шкала грубого отсчета вращается вокруг шкалы точного отсчета, охватывая последнюю. Обе шкалы лежат в одной плоскости. Над шкалами крепится подвижный индекс, называемый курсовой чертой. Со шкал репитера посредством курсовой черты снимаются отсчеты курса: со шкалы грубого отсчета сотни и десятки градусов, со шкалы точного отсчета — единицы и десятые доли градусов. На шкале грубого отсчета со сдвигом на 180° по отношению к ней мелкими цифрами в зеркальном изображении нанесена шкала для отсчета при пеленговании. Отсчеты по этой шкале берутся через призму пеленгатора. Неподвижная шкала, нанесенная на верхнем ободе репитера, называемом азимутальным кольцом, служит для отсчета курсовых углов.

Шкалы освещаются двумя осветительными лампами, для питания которых в приборе установлен понижающий трансформатор. Первичная обмотка трансформатора включена параллельно обмотке возбуждения принимающего. Цепь первичной обмотки трансформатора проходит через реостат регулирования накала ламп. Ввиду того, что срок службы осветительных ламп весьма ограничен, желательно, чтобы лампы находились под пониженным напряжением питания, что достигается соответствующей установкой ручки реостата. Перекала ламп избегайте, перегоревшую лампу заменяйте новой. Для согласования показаний репитера с показаниями основного компаса в приборе имеется дополнительная передача, а в крышке прибора — ручка, которой вращаются шкалы приборов; при этом одновременно разрываются две фазы ротора принимающего, и последний отключается от синхронной передачи.

Прибор 38Н — информационный репитер предназначен для указания курса, принятого посредством синхронной связи от основного компаса. Прибор настенного исполнения несамосинхронизирующийся с ценой оборота принимающего 1°. Прибор имеет специальный кронштейн, конструкция которого позволяет производить повороты вокруг вертикальной оси на угол до 35° и вокруг горизонтальной оси на углы до 25 и до 45°. Принципиально прибор не отличается от прибора 19Н, имеет тот же унифицированный редуктор.

Пелорусы служат для подвеса репитеров — приборов 19Н, 33 и устанавливаются на мостиках судна в местах с достаточным круговым обзором, в ходовой рубке. Прибор 20А выполнен в виде полой колонки, имеющей в верхней части две расходящиеся лапы. К лапам крепится кардановое кольцо с цапфами для подвеса репитера. Верхняя часть колонки входит в нижнюю часть и крепится в ней болтами через разрезное кольцо. Такая конструкция позволяет изменять высоту колонки при пеленговании, а поворотом верхней части относительно закрепленной на палубе нижней — выставлять курсовую черту репитера параллельно диаметральной плоскости судна с требуемой точностью. В нижней части колонки крепится коробка с клеммными платами для подвода питания к репитеру с резистором накала осветительных ламп. Ручка резистора выведена наружу через крышку коробки.

На ручке имеются надписи УВЕЛИЧЕНИЕ и УМЕНЬШЕНИЕ и стрелки, указывающие, в какую сторону следует повернуть ручку, чтобы уменьшить или увеличить освещенность картушек. Коробка снабжена штепсельной муфтой, к которой подключен гибкий кабель репитера, и сальником для ввода кабеля наружного монтажа. Прибор 20 М отличается от прибора 20А отсутствием резистора накала осветительных ламп.

Прибор 20Р имеет в верхней части две фигурные расходящиеся лапы, которые служат для подвеса репитера 33. Прибор устанавливается в ходовой рубке судна. Двурогие подвесы предназначены для подвеса прибора 33 на стенке в местах, где установка пелоруса нецелесообразна — в штурманской рубке, центральном посту и других помещениях судна. Прибор 21А — двурогий подвес, представляющий собой небольшую коробку, крепится к стенке болтами. В верхней части коробки имеется штырь, на который насажены фигурные рогообразные лапы для подвески репитера. В коробке помещены клеммные платы и резистор накала осветительных ламп репитеров. Рукоятка резистора выведена на крышку. На рукоятке выгравированы две стрелки, направленные в противоположные стороны и надписи УВЕЛИЧЕНИЕ и УМЕНЬШЕНИЕ, указывающие, в какую сторону повернуть ручку, чтобы изменить освещенность. В нижней части коробки имеется штепсельная муфта, к которой подключен гибкий кабель прибора 33. Прибор 35А в отличии от прибора 21А имеет лапы, соединенные кольцом, в котором подвешено кардановое кольцо для репитера, что позволяет ему сохранить горизонтальное положение при качке.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой