3. Разработка схемы силовых вентилей
3.1. Выбор силовых вентилей.
Силовые вентили в цепи главного тока выбирают по двум параметрам - току в открытом состоянии и обратному напряжению в закрытом.
Ток в открытом состоянии может достигать значения 5000А и протекает через один вентиль(режим 2-3) обратное напряжение равно:
Uобр = 1,05·Ud
где Ud -действующие значение напряжения ГЭД. В настоящее время применяются вентили имеющие номинальное напряжение до 1000 В типа ВКДВ. Номинальный ток вентилей ВКДВ 1000 составляет 1000А. В цепь одной фазы генератора необходимо параллельно включить 5 силовых вентилей типа ВКДВ 1000. Всего их потребуется 60 штук. Вентили для нормальной работы требуют водяное охлаждение.
3.2. Разработка схемы системы управления и возбуждения
Обмотка возбуждения генератора под нагрузкой потребляет мощность.
Мощность возбуждения должна составлять
В схеме контура ГЭУ определены законы управления возбуждением, при выборе возбудителей руководствуемся данными:
Рвозб = (1, 7÷ 1,8) Рвн - мощность возбудителей,
где Рвн - номинальная мощность, потребляемая ОВ генератора или ГЭД под
нагрузкой.
Функциональная схема системы одного контура ГЭУ приведена на рис. 7. Схема обеспечивает:
• поддержание постоянства мощности ГЭУ при изменении условий работы судна от швартового режима до хода в свободной воде;
• создание необходимого вращающего момента на гребном винте в режиме фрезерования льда;
• защиту ГЭД от чрезмерной частоты вращения при оголении или среза лопастей гребного винта;
• необходимое протекание переходных процессов при пусках и реверсах ГЭД.
Обмотка независимого возбуждения генераторов ОВГ 1 и ОВГ 2 соединены параллельно и питаются от одного тиристорного возбудителя ВГ. Обмотка возбуждения ГЭД ОВД питается от реверсивного управляемого выпрямителя ВД, где при изменении полярности ВД осуществляется реверс ГЭД. Входным сигналом системы управления возбудителем генераторы СУВГ является входной сигнал магнитного усилителя МУ, та котором суммируются сигналы [4].
Поддержание постоянства мощности осуществляется регулированием магнитного потока ГЭД. Реакция якоря СГ, работающего на выпрямитель и ООС по току главной цепи воздействуют на возбуждение генератора и обеспечивают крутопадающую внешнюю характеристику. При уменьшении нагрузки увеличивается напряжение генератора и связь
k5(U-Uaг) ослабляет магнитный поток ГЭД. Ограничение тока при реверсе в режиме динамического торможения осуществляется связью по току в главной цепи с отсечкой kδ (iя-Iотс), ослабляющий магнитный поток ГЭД. Для снижения всплесков тока в ГЭУ в динамических режимах используется связь k3 · (dIa/dt) и связь по току с отсечкой k2 (Iя -1отс), воздействующая на генератор.
Защита от чрезмерного разноса ГЭД при оголении и потере винта осуществляется сигналом k4 (U -Uaг), и ограничением действия связи
k5(U-Uaг), ослабляющим магнитный поток ГЭД. Все обратные связи системы возбуждения ГЭД суммируются на МУ2 и МУЗ.
Здесь Uon форируется на транзисторе. Как только Um > Uy, то по обмотке 1-2 потечет ток и V3 приоткрывается. В этом случае по обмотке 3-4 пройдет коллекторный ток, т.к. они на одном сердечнике. Протекание тока приводит к лавинообразному увеличению тока. Эта величина тока как базового, так и коллекторного будет ограничиваться сопротивлениями R1 и R2. В момент увеличения тока в обмотке 3-4 на выходе будет импульс, который поступает на вход формирователя импульса, открывается VS и С, предварительно заряженный полуволной синхронного напряжения разряжается на обмотку трансформатора импульсов, а с него на управляющий электрод силового трансформатора.