Федеральное агентство по образованию

Филиал Севмашвтуз государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

СПбГМТУ г.Северодвинска

Факультет кораблестроения и океанотехники

Кафедра №6

Курсовой проект

Дисциплина:”Гребные электрические установки”

Проектирование и расчёт гребной электрической установки.

Выполнил: Павленко И.В.

Группа: 1533

Проверил: Чурносов А.И.

г.Северодвинск

2007

Введение

1. Описание ГЭУ ледокола “Ленинград”.

1.1. Общая характеристика судна

1.2. Основные параметры судна

2. Разработка ГЭУ по системе СГ-НВ-ГЭД.

2.1. Разработка схемы главного тока и выбор ГЭД проектируемой ГЭУ.

2. Расчёт механической характеристики ГЭД.

3. Расчёт силового выпрямителя и выбор СГ.

4. Расчет внешней характеристики выпрямителя.

5. Расчет нагрузочных характеристик СГ.

6. Расчет статических режимов ГЭУ.

3. Разработка схемы силовых вентилей

3.1. Выбор силовых вентилей

3.2. Разработка схемы системы управления и возбуждения Использованная литература

Основной целью курсовой работы является:

1. Детальное изучение реальной гребной электрической установки (ГЭУ) постоянного тока электрохода, заданного в качестве прототипа.

2. Приобретение студентами навыков самостоятельного проектирования ГЭУ, выполненной по схеме синхронный генератор - выпрямитель – гребной электродвигатель (СГ — В — ГЭД) с заданным законом регулирования механической мощности на валу ГЭД.

3. Выбор и расчет системы управления, регулирования и защиты ГЭУ.

Введение

За последние годы морской флот пополнился современными судами различного назначения. Успехи в области электромашиностроения и полупроводниковой техники позволили повысить уровень автоматизированного и дистанционного управления электроэнергетическими установками, в результате чего уменьшилось количество обслуживающего персонала, а также увеличилась эффективность использования оборудования судна.

Особую группу составляют ледоколы, ледокольно-транспортные суда, паромы, буксиры и т.д. К гребным установкам этих судов предъявляются повышенные требования. Они должны обеспечивать высокую маневренность, широкий диапазон и плавность регулирования частоты вращения гребных винтов, высокую надежность при работе в тяжелых условиях плавания, гибкость и удобства управления и т.д. Этим требованиям более полно по сравнению с механическими установками с прямой передачей удовлетворяют установки с электрической передачей энергии от первичных двигателей к гребным винтам, так называемые гребные электрические установки (ГЭУ). В зависимости от назначения судна применяются различные виды ГЭУ: постоянного тока, переменного тока с асинхронными и синхронными двигателями, а также ГЭУ нового типа-переменно-постоянного тока. Особый интерес представляют новые ГЭУ с управляемыми выпрямителями в главной цепи, которые позволяют устанавливать на судне единые генераторы, обеспечивающие электропитанием, как судовые потребители, так и ГЭДы. Такие установки отвечают самым современным требованиям, связанным с ростом энерговооруженности судов, поскольку позволяют установить на судне оптимальное число первичных двигателей и тем самым повысить экономические показатели.

Развитие морского флота выдвигает новые требования к увеличению мощности ГЭУ, однако увеличение мощности ГЭУ постоянного тока затрудняется из-за сложности создания крупных электрических машин. Как известно, произведение мощности на частоту вращения для машин постоянного тока - величина ограниченная:

Р·n ≤ 4-10⁶ кВт·об/мин.

Поскольку ГЭД имеет сравнительно низкую частоту вращения, то это прежде всего относится к генераторам ГЭУ, которые приходится выпускать с пониженной частотой вращения, что приводит к увеличению их габаритов и массы. Не решает проблемы и дробление генераторной мощности.

Отмеченного недостатка лишены ГЭУ переменного тока. СГ этой установки могут быть выполнены на любую мощность и частоту вращения. Однако по маневренным качествам эти ГЭУ уступают установкам постоянного тока. Из-за сложности регулирования ГЭУ переменного тока применяются лишь на судах, для которых частое изменение скорости и направления вращения не требуется.

Успехи, достигнутые в последние годы в области производства мощных кремниевых неуправляемых и управляемых вентилей, явились стимулом быстрого развития преобразовательной техники, что в свою очередь сделало возможным создание ГЭУ новых типов с применением статических преобразователей.

Использование в ГЭУ с ДПТ системы СГ-В вместо ГПТ при сохранении основных принципов изменения частоты и направления вращения двигателя позволило получить установку, сочетающую в себе положительные качества установок переменного и постоянного тока. Такие установки получили название ГЭУ переменно-постоянного тока или ГЭУ двойного рода тока.

К достоинствам таких ГЭУ относятся:

- возможность использования высокоэкономичных, высокоскоростных первичных двигателей большой мощности (паровые и газовые турбины);

- непосредственное сочленение высокоскоростных генераторов переменного тока с первичными двигателями, минуя редукторную передачу, причем предполагается, что используются СГ повышенной частоты, что влияет на уменьшение габаритов машин и пульсаций выпрямленного напряжения;

- обеспечение большей надежности схем ГЭУ и увеличение ее КПД благодаря использованию генераторов переменного тока;

- независимость скорости вращения гребного винта и регулирования этой скорости от скорости вращения первичных двигателей;

- возможность в широком диапазоне автоматически изменять момент ГЭД при неизменных скоростях вращения и мощности первичных двигателей;

• возможность создания схемы с отбором мощности от шин электродвижения на шины собственных нужд;

• возможность реализации достоинств систем постоянного тока по получению оптимальных статических и динамических характеристик.