Реверсивный электродвигатель: что это такое?

Подписка на рассылку

Реверсивные электродвигатели – это прибор или машина, которая преобразовывает электрическую энергию в движение, как правило, двух противоположных направлений. Для этого приборы снабжаются переключателями. С их помощью можно менять чередование фаз обмоток статора, а, как следствие, направление вращения ротора.

Применяются реверсивные электродвигатели, благодаря своей возможности реализовывать задачу обратного хода, в транспортной сфере, грузоподъемных механизмов, обрабатывающих станках, строительстве, бытовых нуждах. Также широкое применение приборы нашли в сельском хозяйстве.

Схема реверсивного электродвигателя: проще не бывает!

Бывает, что в период работы двигателя возникают ситуации, когда нужно поменять направление вращения вала. Схема реверсивного электродвигателя применяется именно в этих случаях. Составить ее довольно просто, нужны лишь некоторые дополнительные электрические приборы:

• автоматический выключатель вводный (только с необходимыми параметрами);
• контакторы (два);
• три кнопки управления (в составе кнопочного поста);
• тепловое реле.

И теперь, чтобы поменять направление вала на противоположное, важно правильно заменить расположение фаз напряжения, подаваемого при электропитании. Не стоит забывать о постоянном контроле подаваемого напряжения.

Реверсивное подключение и пуск электродвигателя: главное – все сделать правильно!

Реверсивное подключение электродвигателя применяется при изменении направления вала. Отличие подключения реверса в том, что применяются два магнитных пускателя. Силовые контакты подсоединяются особым образом, чтобы фазировка была различной при каждом срабатывании того или иного пускателя.

Реверсивный пуск электродвигателя требует особого контроля за фазами напряжения, точной и правильной схемы и подключения. При составлении всей цепи нужна блокировка, которая не даст подключиться второму пускателю, если один уже находится в работе. При включении обоих одновременно, произойдет короткое замыкание на всех силовых контактах пускателя. Чтобы этого не произошло, важно отключать двигатель перед запуском реверса. Также не стоит забывать о правилах собственной безопасности.

Электродвигатели реверсивные получили широкое применение именно благодаря простоте сборки, удобству и высокой надежности. Приборы с малым потреблением мощности можно повсеместно встретить в быту (гаражные ворота, поворотные механизмы), они все работают напрямую от сети, не требуют дополнительного оборудования и очень просты в обслуживании.

Реверсивное устройство двигателя назначение

Реверсивные устройства двигателя служат для изменения на­правления вращения коленчатого вала при маневрах. Наряду с этим задний ход судну может быть обеспечен в установках с не­реверсивными двигателями включением реверсивных муфт между двигателями и гребным валом; применением винтов регулируемого шага и изменением полюсов гребного электромотора в установках с электродвижением. Как правило, главные малооборотные двига­тели средней и большой мощности выполняются реверсивными. С помощью реверсивного устройства для непосредственного реверса двигателя добиваются правильного чередования фаз газо­распределения и подачи топлива при вращении вала в обе сто­роны. С этой целью клапаны и топливные насосы должны управ­ляться на передний и задний ход разными кулачными шайбами одинакового профиля, но заклиненными под углами соответст­венно ходу. Сущность реверсирования заключается в переключе­нии управления клапанами и насосами на шайбы противополож­ного хода.

Системы реверса, пуска и управления включают комплекс вза­имно связанных механизмов, обеспечивающих нормальную работу двигателя. По конструктивному устройству системы реверса раз­деляются на следующие основные группы: с осевым перемещением распределительного вала, имеющего двойной комплект кулачных шайб; с поворотом распределительного вала, имеющего один ком­плект кулачных шайб симметричного профиля, и со смещением от­носительно коленчатого вала на угол реверса.

Реверсирование двигателей мощностью до 220 квт можно осуществлять с помощью ручных приводов, а в более мощных посредством специальных усилителей — сервомоторов, исполь­зующих энергию сжатого воздуха или жидкости. В современных двигателях предусматривается возможность дистанционного управ­ления. Независимо от конструктивного устройства процесс ревер­сирования в основном включает следующие операции: выключение подачи топлива и остановка двигателя; отжатие роликов толкате­лей от кулачных шайб; замена устройств, управляющих распреде­лением, на устройство обратного хода (собственно реверс); опу­скание роликов толкателей на шайбы обратного хода; пуск двига­теля воздухом и перевод на топливо. Процесс реверсирования должен производиться за 10—12 сек и обеспечиваться блокировками, исключающими возможность неправильных маневров.

На рис. 181 показана конструктивная схема реверсивно-пускового устройства четырехтактного двигателя 8 NVD 36, мощностью 220 квт. Распределительный вал 1 имеет двойной комплект кулач­ных шайб для впускных и выпускных клапанов и пусковых золот­ников и по одной шайбе симметричного профиля для топливных насосов. Перемещение распределительного вала осуществляется рычагом 5 без отжатия роликов толкателей, так как шайбы имеют скосы, облегчающие переход роликов с одной шайбы на другую. Пусковой валик, управляемый рычагом 10, имеет шайбу 7 . Ле­кальная поверхность шайбы упирается в установочный винт 18, ко­торый закреплен в рычаге 16, связанном с рейкой 19 топливных насосов. Этим устройством производится включение и выключение топливных насосов путем установки рычага 10 в положение «ра­бота» или «стоп». Пусковой баллон 30 трубопроводом 26 соединен с главным пусковым клапаном 25, откуда по распределительному трубопроводу 24 воздух поступает к пусковым клапанам 23, пусковым золотникам 20 и сервомотору 28. Для облегчения реверса и пуска предусматривается декомпрессия цилиндров следующим образом. При переводе на себя реверсивный рычаг 5 своей пяткой открывает переключательный клапан 3 . Поэтому воздух из бал­лона через пространство вокруг главного пускового клапана по трубопроводу 29 через переключательный клапан 3, трубу 4 и открытый клапан 9 (пусковая рукоятка стоит в положении «Стоп») по трубе 15 поступит к автоматическим клапанам 17. Отжав пор­шни автоматических клапанов, воздух по трубопроводу 21 по­ступит в верхнюю полость нагрузочных поршней пусковых клапа­нов всех цилиндров и произведет их открытие. Благодаря этому имевшийся в цилиндрах воздух или отработавшие газы выйдут в атмосферу по трубопроводам 22 и 24 и открытый вентиляцион­ный клапан 27. Вентиляционный клапан 27 выполнен заодно с главным пусковым клапаном и открывается, когда главный пу­сковой клапан закрыт, и наоборот.

Для пуска двигателя в ход рычаг 10 становится в положение «Пуск». При этом двухплечный рычаг 8 поднимает главный пуско­вой золотник 11 вверх. Тогда воздух из пространства над главным пусковым клапаном по трубопроводу 13 через окна в цилиндре главного пускового золотника выйдет в атмосферу и давлением пускового воздуха главный пусковой клапан отожмется вверх. Вентиляционный клапан 27 при этом закроется. Пусковой воздух поступит в главный распределительный трубопровод 24, откуда к пусковым клапанам 23, пусковым золотникам 20 и сервомото­ру 28. Пусковые золотники опустятся, штоки их сядут на пусковые шайбы. Шток одного из золотников обязательно окажется на срезе шайбы и золотник займет нижнее положение. Поэтому пусковой воздух пройдет через него, автоматический клапан 17 и по трубе 21 поступит в надпоршневое пространство нагрузочного пор­шенька пускового клапана 23. Клапан откроется и поступившим воздухом двигатель будет приведен в движение. Далее таким же образом в необходимой последовательности будут работать пуско­вые клапаны остальных цилиндров. Когда двигатель разовьет до­статочную частоту вращения, пусковой рычаг 10 быстро переводят в положение «Работа». В этом положении срез лекальной шайбы 7 будет находиться против установочного винта 18, что позволит сервомотору 28 сместить влево рейку топливных насосов, включив тем самым подачу топлива в цилиндры. Главный пусковой золот­ник 11 опустится вниз и сжатый воздух по трубопроводу 12 че­рез золотник 11 и трубопроводу 13, поступив в полость над глав­ным пусковым клапаном, закроет его; вентиляционный клапан 27 при этом откроется. Поступление воздуха в распределительный трубопровод 24 прекратится, а находившийся там воздух будет выпущен в атмосферу через вентиляционный клапан 27. Золот­ники 20 под действием пружины поднимутся, выпустив воздух из автоматических клапанов 17 и из цилиндров нагрузочных порш­ней пусковых клапанов 23. Регулирование подачи топлива при ра­боте двигателя осуществляется всережимным регулятором через тягу 14. Блокировочное устройство состоит из шайбы 2, закреп­ленной на реверсивном валике и имеющей два выреза, и стер­жня 6, связанного с пусковым валиком. При работе двигателя стержень входит в вырез шайбы и делает невозможным реверс до перевода пускового рычага в положение «Стоп». Таким же образом исключается возможность пуска двигателя до полного окончания реверса. При использовании нереверсивных двигателей маневренность судов может быть обеспечена применением ВРШ, электропередачи, гидротрансформатора и др.

Маневренность малотоннажных судов, оборудованных неревер­сивными двигателями небольшой мощности, можно осуществить с помощью реверсивно-разобщительных муфт (рис. 182) или ре­верс-редуктора. Ведущая коническая шестерня 1 насажена на коленчатый вал двигателя и имеет неизменное направле­ние вращения. Изменение направления вращения судового валопровода, присоединяемого к кормовому концу соединительного вала 6, осуществляется при перемещении рычага 8 в крайние по­ложения, как показано на рисунке. При переводе рычага 8 в крайнее правое положение происходит сцепление ведущей ше­стерни 1 с корпусом реверсивной муфты 9 через конические ше­стерни 3 и 10. Так как при этом устраняется натяжение тормоз­ной ленты 2, а ведущие фрикционные диски 7 прижаты к ведомым дискам 5, то весь механизм вращается как одно целое в том же направлении, в каком вращается вал двигателя.

При переводе рычага 8 в крайнее левое положение (задний ход) фрикционные диски 7 и 5 раздвинутся и вал 6 отойдет от кор­пуса муфты 9, при этом тормозная лента 2 застопорит корпус муфты. Вращаясь, ведущая шестерня 1 будет вызывать вращение конических шестерен 3 и 10 вокруг их осей, в результате чего ведомая шестерня 4 и вал 6 будут вращаться в сторону, противо­положную вращению коленчатого вала двигателя.

Реверсирование дизелей, оборудование пускового устройства

Морское судно как и любое транспортное средство, должно иметь как передний, так и задний ход. Изменение направления движения судна достигается изменением упора, создаваемого гребным винтом. Направление упора можно изменить следующими способами:

— устройством между нереверсивным главным двигателем и винтом специальной реверсивной муфты.

— применением электродвижения, когда главные судовые двигатели вращают генераторы, а электрическая энергия поступает на реверсивные гребные электродвигатели.

— применением винтов регулируемого шага (ВРШ). В этом случае можно, не меняя направления вращения коленчатого вала дизеля, изменить направление упора винта разворотом лопастей.

— устройством реверсивного механизма, позволяющего изменять направление вращения коленчатого вала двигателя при прямой передаче крутящего момента на гребной винт. Этот способ получил распространение на установках с мощными малооборотными дизелями. Как правило, механизм реверсирования выполняется вместе с пусковым механизмом и называется реверсивно-пусковым устройством. Время реверсирования и пуска дизеля не должно превышать 15 с.

Сущность реверсирования у всех дизелей сводится к изменению порядка работы распределительных органов дизеля: системы воздухораспределения при пуске двигателя, топливоподачи и газораспределения во время работы. Для некоторых реверсивных дизелей предусматривают также реверсирование навешенных механизмов: шестеренчатых топливоподкачивающих и роторных продувочных насосов.

Существует несколько различных конструкций реверсивно-пусковых устройств судовых дизелей.

Для реверсирования четырехтактных и некоторых двухтактных дизелей распределительные органы имеют по два комплекта кулачных шайб — для переднего и заднего ходов. Подвод кулачных шайб соответствующего хода под ролики толкателей при реверсировании таких дизелей осуществляется аксиальным перемещением распределительных валов. На четырехтактных двигателях старой конструкции все операции по реверсированию осуществлялись вручную: сначала отводились или приподнимались вверх толкатели с роликами, затем перемещался распределительный вал. Для упрощения операции и сокращения времени реверсирования на новых дизелях все кулачные шайбы распределительных органов размещают на одном валу или на смежных, связанных между собой, валах. Аксиальное перемещение вала или валов при этом осуществляется без отвода толкателей, благодаря наличию переходных скосов между кулачными шайбами переднего и заднего ходов и мощного усилителя (сервомотора).

Реверсирование двухтактных дизелей с прямоточно-клапанной продувкой и некоторых дизелей с контурной продувкой («Зульцер», «Фиат») осуществляется разворачиванием распределительного вала относительно коленчатого на угол реверсирования.

Реверсирование некоторых двухтактных дизелей с контурной продувкой осуществляется без перемещения или разворачивания распределительных валов — для привода топливных насосов применяются кулачные шайбы симметричного профиля, обеспечивающие подачу топлива в нужное время при работе двигателя как на передний, так и на задний ход.

На некоторых дизелях возможна комбинация указанных способов. Например, у двигателей фирмы «Бурмейстер и Вайн» вал воздухораспределителя перемещается аксиально с подводом кулачных шайб соответствующего хода, а вал газораспределения и топливных насосов разворачивается относительно коленчатого вала на угол реверсирования (это достигается притормаживанием распределительного вала при пуске дизеля на обратный ход.

Оборудование реверсивно-пускового устройства

К оборудованию реверсивно-пускового устройства относятся: пусковые клапаны цилиндров, главный пусковой (маневровый) клапан, воздухораспределители, система блокировки неправильных и преждевременных пусков, а также блокировка с валоповоротным механизмом и машинным телеграфом. Пусковые клапаны цилиндров бывают трех типов: с механическим приводом, с пневматическим приводом, автоматические.

Пусковые клапаны с механическим приводом имеют привод, подобный приводу впускных и выпускных клапанов четырехтактных дизелей (кулачная шайба, толкатель, штанга, рычаг). Система привода клапанов работает только при пуске дизеля. Пусковые клапаны с механическим приводом из-за сложности системы привода и необходимости отключения его во время работы дизеля на новых дизелях не устанавливают.

Наибольшее распространение на новых дизелях получили клапаны с пневматическим управлением (рис. 81, а). Пусковой клапан 6 размещается в корпусе 1 и удерживается в закрытом положении пружиной 19. Пусковой воздух поступает в полость 7 и воздействует на тарелку 8 клапана и разгрузочный поршень 10 с одинаковым усилием (площади их равны), поэтому клапан остается в закрытом положении до тех пор, пока управляющий воздух не поступит в полость 12. При этом усилие, воздействующее на поршень 11, значительно превышает упругость пружины 20 — пусковой клапан открывается, и пусковой воздух поступает в цилиндр. Закрывается клапан под действием пружины 19 после разгрузки полости 12 от управляющего воздуха. Плотность в полости 7 достигается за счет тщательной притирки тарелки 8 клапана к корпусу 1 и разгрузочного поршня 10 к втулке 5, запрессованной в корпусе клапана 1. Полость 12 уплотняется прокладкой 13, которая устанавливается между корпусом клапана и крышкой 18. Выходное отверстие штока клапана уплотняется сальниковым устройством 16, которое прижимается гайкой 17 и смазывается масленкой 14. Поршни 11 и 10 смазываются из масленок 2, которые при помощи кронштейнов 3 и гаек 4 крепятся к корпусу клапана. Пусковой клапан устанавливается в специальное гнездо в крышке цилиндра и уплотняется прокладкой 9. Шток имеет квадратную головку 15 для периодического проворачивания во время эксплуатации, что предотвращает пригорание клапана к гнезду.

Автоматические пусковые клапаны (рис. 81, б) применяются на быстроходных дизелях небольшой мощности. Пусковой воздух по каналу 3 поступает в полость 2 и, воздействуя на тарелку клапана 19 заставляет его открываться; клапан закрывается после прекращения подачи пускового воздуха под действием пружины 4.

Воздухораспределитель у двигателей с автоматическими пусковыми клапанами получается громоздким, так как через него проходит пусковой воздух (у двигателей с пневматическими пусковыми клапанами через воздухораспределитель пропускается только управляющий воздух).

Главный пусковой (маневровый) клапан предназначен для пропуска пускового воздуха к пусковым клапанам цилиндров во время пуска дизеля и быстрого отключения подачи воздуха после окончания пуска. Главный пусковой клапан устанавливается непосредственно на дизеле и управляется дистанционно.

Конструкция главного пускового клапана с дистанционным пневматическим управлением дизелей типа ДР 30/50 новых моделей показана на рис. 82. Клапан состоит из чугунного корпуса 1 и собственно клапана 2. При открытом запорном вентиле на пусковом баллоне воздух поступает в приемную полость А (по стрелке В) и далее по трубопроводу 8 к посту управления дизелем.

Для пуска дизеля управляющий воздух через специальный клапан поста управления направляют по трубе 5 в полость а. В результате давления воздуха на поршень 4 он преодолевает сопротивление пружины 3 и открывает главный пусковой клапан 2. Пусковой воздух (по стрелке в) поступает к пусковым клапанам цилиндров и в воздухораспределитель.

После окончания пуска дизеля воздух из полости а стравливается в атмосферу пружина 3 «сажает» клапан в гнездо 7, а воздух из системы пуска по трубе б стравливается в ресивер продувочного воздуха.

Дистанционно управляемый маневровый клапан сокращает время пуска дизеля и уменьшает расход пускового воздуха.

На небольших вспомогательных дизелях применяют главные пусковые клапаны с ручным управлением.

Смазка к воздухораспределителю подается от лубрикатора по трубопроводу 14 через штуцер с невозвратным клапаном. Зубчатая рейка 10 входит в зацепление с зубчатым сектором на барабане 7 и служит для реверсирования воздухораспределителя. Перемещение рейки и разворачивание барабана на угол реверсирования осуществляются за счет пружинной связи между постом управления и рейкой, а у дизелей с дистанционным управлением — за счет пневматического сервомотора, смонтированного непосредственно на воздухораспределителе.

Золотниковые воздухораспределители бывают двух типов: с приводом золотников от общей кулачковой шайбы и с индивидуальными кулачными шайбами для каждого золотника. Воздухораспределители первого типа на новых дизелях не встречаются.

Воздухораспределитель золотникового типа (для одного цилиндра) двигателей «Бурмейстер и Вайн» показан на рис. 83, б.

Золотник б, смонтированный в корпусе 1, удерживается в верхнем положении пружиной 2. При пуске дизеля воздух от главного пускового клапана по трубе 3 поступает в полость а, и, действуя на поршенек 8 золотника 6, перемещает его вниз ( если золотник находится против среза кулачной шайбы 5), в результате этого управляющий воздух протекает из полости а в полость б и далее по трубе 7 на управление пусковым клапаном соответствующего цилиндра. Пусковой воздух, попадая в цилиндр через пусковой клапан, разворачивает коленчатый вал и распределительный вал воздухораспределителя, золотник 6 приподнимается вверх, и воздух из поршневого пространства пускового клапана по трубе 7 через полость в и трубу 4 выходит в атмосферу. Каждый цилиндр имеет один золотник и две кулачные шайбы.

Для реверсирования воздухораспределителя вал — с поста управления — перемещается соответственно на передний или задний ход.