Нас учили, что электричество и вода не смешиваются. Правда в том, что они очень хорошо смешиваются — даже слишком хорошо. Электричество проходит через воду гораздо эффективнее, чем через воздух, поэтому нетрудно представить себе проблемы, которые вода может вызвать, когда она попадает в электронику. Здесь Стив Хьюз, управляющий директор производителя раневых компонентов REO UK, рассказывает о проблемах, с которыми сталкивается современная электроника в открытом море.
Жизнь, как мы ее знаем, зависит от воды. Он падает с неба и покрывает более 70 процентов поверхности Земли. Но точно так же современное человеческое общество работает на электричестве, поэтому способность электроники функционировать во влажной среде является строгим требованием
Это особенно ясно проявляется в морском секторе. Современное высокотехнологичное судоходство вносит сотни миллиардов долларов в мировую экономику, сталкиваясь с жестоким, неумолимым и агрессивным морем. Трудно представить себе более жесткую среду для электроники. Оборудование должно быть способно выдерживать вибрацию от двигателя и движение от качающегося судна, а также быть устойчивым к попаданию воды и коррозии в соленой воде.
Течения в океане
Исторически корабли приводились в движение парусами, гребцами, ископаемым паром и двигателями внутреннего сгорания. Любая электроника на борту будет представлять собой относительно маломощные вспомогательные устройства, такие как телекоммуникационные устройства. Вызванный водой сбой в этих системах был бы нежелательным и неудобным, но не будет серьезно угрожать безопасности судна или моряков, и вполне вероятно, что замена будет доступна.
Современный морской пейзаж несколько изменился. Практически любое судно будет иметь на борту разнообразную электронику, от радара и GPS,до лебедок и движителей. Подчеркивая этот сдвиг, многие современные суда плавают под интегрированным электрическим двигателем (IEP).
IEP включает в себя большие дизельные генераторы или газовые турбины, вырабатывающие электроэнергию, которая затем распределяется на гребные винты с электрическим приводом, а избыточная энергия откачивается, чтобы обеспечить электроэнергией остальную часть судна. Самое очевидное преимущество IEP перед альтернативными вариантами заключается в устранении тяжелых, шумных и дорогостоящих физических муфт и коробок передач.
Управление скоростью
В электрическом двигателе переменное электромагнитное поле синхронизируется с вращением ротора. Вследствие этого электродвигатели вращаются с частотой вращения, определяемой как целое число, кратное частоте переменного тока (AC). Это фактически означает, что простой электродвигатель имеет одну скорость, и только одну скорость — не идеальная конфигурация для главного винта при входе в порт.
Существует несколько способов регулировки оборотов электродвигателя. Первый заключается в том, чтобы обрезать частоту переменного тока вверх или вниз. Поскольку двигатель приводится в движение во времени переменными электрическими полями, увеличение частоты приведет к увеличению числа оборотов, и наоборот.
Однако многие электронные устройства зависят от предсказуемой, фиксированной частоты питания для работы, а это означает, что регулировка оборотов двигателя с помощью этого метода сделала бы многие электронные устройства несовместимыми.
Несколько менее тонкий подход заключается в регулировке оборотов с помощью простых физических тормозов, как у автомобиля, только гораздо более существенных. К сожалению, как и любой физический компонент, они имеют значительный вес, нуждаются в тщательном обслуживании, выделяют тепло и пыль при использовании и в конечном итоге изнашиваются и нуждаются в замене.
Лодки, поезда и автомобили
Принимая во внимание электрические поезда и автомобили, идеальным решением является использование электрического динамического торможения. Этот метод преобразует кинетическую энергию, связанную с инерцией двигателя, обратно в электрическую энергию, а затем рассеивает ее с помощью мощных тормозных резисторов, таких как устойчивые к проникновению, охлаждаемые водой BW-линейки мощных тормозных резисторов от REO.
Динамическое торможение дает много преимуществ по сравнению с ранее упомянутыми методами. Эти системы поддерживают постоянную частоту переменного тока и поэтому полностью электрически совместимы, а тормозные резисторы очень малы в обслуживании и весят значительно меньше по сравнению с физическими тормозными системами. Кроме того, при правильной конструкции вода, нагретая резисторами, может использоваться для обеспечения нагрева, или электрокинетическая энергия может быть захвачена в батареях для последующего использования.
Электроника была бы не очень хороша, если бы она была ограничена менее чем 30 процентами планеты. Поэтому лучше всего убедиться, что эти электрические лодки имеют корабельную форму, убедившись, что правильная, защищенная от проникновения электроника находится на месте, чтобы обеспечить высокую производительность в открытом море.