Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Схемы включения генераторов и гребных двигателей ГЭУ постоянного тока

Лекция №14

«Классификация ГЭУ.

ГЭУ постоянного тока»

РАЗДЕЛ 3. ГРЕБНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ

Классификация ГЭУ

Гребные электрические установки (ГЭУ) могут быть класси­фицированы по следую

щим признакам:

1. по роду тока - переменного, постоянного и переменно-посто­янного тока (двой

ного рода тока);

2. по типу первичного двигателя - дизель-электрические, турбо-электрические и газотурбоэлектрические;

3. по системе управления - с ручным управлением и с автома­тическим управлени-

ем;

4. по способу соединения гребного электродвигателя с винтом - с прямым соедине

нием и с зубчатым соединением.

В гребных электрических установках постоянного тока в ка­честве главных генера-

торов применяются генераторы с независимым возбуждением, а в качестве гребных электродвигателей – двигатели с независимым возбуждением.

В гребных электрических установках переменного тока в ка­честве главных генера

торов применяются синхронные машины, а в качестве гребных электродвигателей — синхронные или асин­хронные.

Появление мощных управляемых полупроводниковых выпря­мителей привело к созданию ГЭУ переменно-постоянного тока (двойного рода тока).

Преимуществами ГЭУ переменно-постоянного тока являются:

1. высокая надежность и экономичность синхронных генераторов;

2. плавное и экономичное регулирование частоты вращения греб­ного электродвига

теля, управляемого выпрямителем;

3. возможность питания электроэнергией всех судовых потреби­телей от главных генераторов (единая электростанция перемен­ного тока).

ГЭУ постоянного тока

Основные сведения

Гребные электрические установки постоянного тока, в которых гребные двигатели и питающие их генераторы являются электри­ческими машинами постоянного тока, отлича

ются простотой, удобством и плавностью регулирования частоты вращения греб­ных винтов в широком диапазоне их моментов нагрузки.

ГЭУ постоянного тока используются в установках малой и средней мощности на судах с высокой маневренностью. Ограни­чение мощности ГЭУ постоянного тока опреде-

ляется тем, что соз­дание электрических машин большой мощности на постоянном токе сложнее, чем на переменном.

Схемы включения генераторов и гребных двигателей ГЭУ постоянного тока

В ГЭУ постоянного тока используется ряд вариантов основных схем включения генераторов и гребных электрических двигателей. Некоторые из них приведены на рис.

14.1.

Рис. 14.1. Схемы соединения генераторов и двигателей в ГЭУ постоянного тока

Схема с последователь­ным включением генераторов и якоря двигателя (рис. 14.1, а) позволяет получить повышенное напряжение питания двигателя, поскольку напряже-

ния генераторов сумми­руются при номинальном токе генератора.

Например, если напряжение генератора 600 В, то на двигатель будет подано 1200 В. По требованию Правил Регистра - это пре­дельное значение напряжения, которое допу-

стимо между двумя любыми точками цепи главного тока ГЭУ.

В ГЭУ с последовательным соединением генераторов возможна опасная аварийная ситуация, если один из первичных двигате­лей лишается подачи топлива, например, из-за заклинивания топливного насоса ди­зеля.

Через генератор продолжает при этом идти ток главной цепи. Создается большой отрицательный момент на валу генератора, который остановит аварийный первичный дви

гатель и начнет вращать его в обратную сторону, что приведет к крупным поврежде­ниям дизеля. Эту ситуацию следует быстро фиксировать соответствующими датчиками (часто

ты вращения, давлении воды, масла), которые выдают сигнал аварийной остановки и обе

с­печивают снятие возбуждения генератора.

Схема с параллельным включением генераторов (рис. 14.1, б) обеспечивает удобст-

во включения и отключения отдельных гене­раторов.

Если генераторы установлены на одном валу, то равно­мерность их нагрузки обеспе

чивается относительно просто. Если генераторы имеют различные первичные двигатели, то равномер­ное распределение нагрузок достигается с помощью дополнитель­ных мер, например путем введения перекрестных связей между последовательными обмотками возбуждения.

На рис. 14.1. в при­веден пример схемы одноконтурной ГЭУ с последовательным со­единением четырех генераторов и двух двигателей. Такая схема, в которой чередуются пара генераторов и один двигатель, позволяет понизить напряжения между любыми двумя точками цепи до двойного напряжения одного генератора и тем самым повысить безопас-

ность обслуживания ГЭУ.

ГЭУ такого состава генераторов и ГЭД может иметь и двухконтурную струк­туру: каждый электродвигатель питается от своей пары последова­тельно (или параллельно) соединенных генераторов. Два контура ГЭУ обеспечивают большую надежность работы установки в целом.

2.3. Принципиальная схема дизельной электрической уста­новки (ДГЭУ) на постоянном токе

Пример принципиальной схемы дизельной электрической уста­новки (ДГЭУ) на постоянном токе показан на рис. 14.2.

Рис. 14.2. Принципиальная схема дизельной электрической уста­новки на постоянном токе

Подобные. схемы используются на буксирах, судах ледового плавания и ледоко-

лах

Основные элементы установки:

1. первичный двигатель ПД, частота вращения которого поддерживается постоянной регуля­тором Р, изменяющим расход топлива;

2. генератор постоянного тока Г с двумя обмотками возбуждения;

3. гребной двигатель Д;

4. возбудительный агрегат, состоящий из асинхронного приводного двигателя АД, возбудителя генератора ВГ и возбудителя двига­теля ВД;

5.: пост управления ПУ, расположенный в ходовой рубке или ЦПУ.

При перемещении рукоятки на ПУ из нулевого в за­данное положение движок по-

тенциометра ПР смещается из поло­жения «0» и напряжение подается на первую обмотку возбудителя, по которой пойдет ток возбуждения возбудителя генератора I , создаю-

щий поток возбуждения возбудителя генератора Ф .

В возбудителе генератора ВГ появляется ЭДС, создающая ток в его обмотке само-

возбуждения, ток в обмотке возбуждения генератора и свя­занный с ним поток Ф .

В генераторе возникает ЭДС, которая соз­дает ток I в якорной цепи генератора и двигателя. Двигатель имеет постоянный поток возбуждения Ф , и поэтому при появле­нии тока I возникает момент М, вращающий якорь двигателя и винт.

Для ограничения тока при пуске и создания мягкой характе­ристики ГЭУ предусмат

ривается обратная отрицательная связь по току: пропорционально току I возникает поток Ф второй об­мотки возбуждения, размагничивающей ВГ и тем самым ослабляющий ЭДС генератора.

Такая схема называется схемой с трехобмоточным возбудителем. Компенсационная обмотка КО и об­мотки дополнительных полюсов ДП электродви

гателя играют в схеме роль сопротивления, падение напряжения на котором пропорцио

нально току I.

Рис. 14.3. Механические характеристики ГЭУ постоянного тока при регулировании возбуждения генератора (а) и гребного электродвигателя (б)

Типичные механические характеристики гребных электродви­гателей постоянного тока при регулировании тока возбуждения генератора I и тока возбуждения двигателя I (при постоян­стве тока якоря I) показаны на рис. 14.3.

Статические режимы работы ГЭУ определяются, как и в лю­бом электроприводе, точками пересечения механических характе­ристик электродвигателя и характеристик греб

ного винта. По­следние показаны на рис. 14.3, б для полного хода судна (1) и при стоянке на швартовых (2).