5.4. Магнитные усилители (му)

Магнитные усилители с внутренней обратной связью часто применяются в системах возбуждения и управления. Один из вариантов схемы простейшего однофазного магнитного усилителя (МУ) показан на рисунке 5.6.

Рис.5.6. Схема однофазного магнитного усилителя

Такой МУ включает рабочие обмотки РО и обмотки управления ОУ1 и ОУ2. МУ с внутренней обратной связью в каждый полупериод задерживает прохождение фазного тока на некоторый угол α=ωt . Эта задержка создается и регулируется током управления I_у, который подмагничивает сердечники. Зависимость выпрямленного тока магнитного усилителя I_МУ от тока управления имеет вид, показанный на рисунке 5.7.

Рис.5.7. Зависимость тока магнитного усилителя от тока управления

Трехфазные МУ имеют утроенное число рабочих обмоток и соответствующий выпрямитель. Изменяя угол α при помощи МУ можно изменять выходное напряжение U_МУ, так как при работе на постоянное сопротивление U_МУ ~ I_МУ.

Магнитные усилители обладают высокой надежностью, но имеют массу и габариты, большие, чем тиристорные возбудители. Реверсивные МУ как правило не используются в качестве возбудителей, так как из-за необходимости применения балластных сопротивлений их КПД не превышает 50%.

5.5. Противовключение тиристорных возбудителей для гашения магнитного поля

При остановке ГЭУ и аварийном отключении обмоток возбуждения электрических машин необходимо быстро снизить ток возбуждения. Этот процесс называется гашением магнитного поля. Быстрое гашение происходит при противовключении возбудителя. В тиристорных возбудителях такое противовключение происходит без разрыва или без переключения цепи возбуждения. Для этого тиристорный преобразователь переводится в режим противовключения – т.е. в вынужденный инверторный режим. В этом режиме угол открывания тиристоров должен быть в пределах

2π/3 < α < π

При этом ток в обмотке возбуждения сначала сохраняет направление и величину, а затем уменьшается в зависимости от постоянной времени цепи обмотки возбуждения T_B=L_B/r_B , а также от величины форсировки:

K=U _d.max/U _d.ном. = U_d.max/U _в.ном.

Напряжение возбудителя U _d изменяет знак, также изменяет знак Э.Д.С. самоиндукции, так как стремится сохранить направление тока (магнитного потока).

Процесс гашения магнитного поля происходит при непрерывном уменьшении тока возбуждения. При этом уменьшаются производные этого тока и напряжения на обмотке возбуждения. Соответственно необходимо уменьшать инвертируемое напряжение выпрямителя, а для этого надо уменьшать угол открывания вентилей автоматически. В момент, когда ток становится равным 0, угол α должен приближаться к значению α= 2π/3.

Тема 6. Гэу переменного тока

6.1. Достоинства и недостатки гэу переменного тока

Как правило, у ГЭУ меньший кпд, чем у установок с непосредственной передачей энергии от теплового двигателя к гребному винту. Но при мощности агрегатов 75 МВт и использовании машин переменного тока потери в электрической передаче уменьшаются до 4%, что сравнимо с потерями в редукторах или гидравлической передаче.

Частота вращения гребного винта регулируется изменением частоты тока, питающего ГЭД – что позволяет изменять частоту вращения винта в широких пределах. Реверс ГЭД переменного тока осуществляется переключением фаз цепи главного тока, что усложняет маневрирование. Поэтому ГЭУ переменного тока применяют, когда нет частых пусков и реверсов ГЭД или частых изменений режимов плавания.

Преимущества ГЭУ переменного тока:

- возможность применения нескольких быстроходных дизель-генераторов, включаемых параллельно, что повышает кпд (за счет большой мощности);

- меньшая вибрация корпуса при синхронном и синфазном вращении гребных винтов;

- возможность питания вспомогательных механизмов от шин электродвижения, что уменьшает количество вспомогательных генераторов.

Недостатки:

- увеличение количества обслуживающего персонала;

- необходимость изменять частоту и переключать цепь главного тока при маневрировании;

- необходимость синхронного изменения частоты вращения тепловых двигателей при параллельной работе генераторов.