1-48 / 10 Особенности ЭП подруливающих устройств с ВРЩ

10 Особенности ЭП подруливающих устройств с ВРШ. Характеристики нагрузки

Системы электродвижения с единой судовой электростанцией и - винтами регулируемого шага (ВРШ). Гребные электродвигатели переменного тока в таких установках работают при постоянной частоте вращения в одном направлении. Регулирование частоты вращения и реверс осуществляются поворотом лопастей винта. Применение ВРШ позволяет не только повышать эффективность ГЭУ переменного тока, но и использовать мощность ЕЭЭС с неизменными параметрами напряжения и частоты как на шинах электродвижения (ШЭД), так и на шинах собственных нужд (ШСН). Принципиальная схема подобной установки приведена на рис. 161.

Основные достоинства систем с ВРШ: упрощаются схемы управления, облегчается их автоматизация; сокращается установленная Мощность судовой электростанции и осуществляется унификация агрегатов; значительно уменьшаются массы и объемные показатели ГЭУ за счет применения высокооборотных малогабаритных дизелей; повышаются к. п. д. и коэффициент мощности системы в целом за счет применения синхронных гребных- электродвигателей в установках мощностью более 2000 л. с.

Недостатки систем с ВРШ: сравнительно высокая стоимость, недостаточная надежность и ограниченная мощность ВРШ; сложный пуск установки с синхронными двигателями, выполняемый при пониженной частоте так же, как в системах с частотным регулированием;, наличие понижающего редуктора в установках малой мощности (от 2000 л.с. и ниже) с высокооборотными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. Более экономична установка с полюсопереключаемыми гребными асинхронными двигателями, позволяющими сохранить высокую производительность как при ходе в свободной воде, так и в режимах траления.

Система с полюсопереключаемыми двигателями позволяет устранить существенный недостаток установки переменного тока с ВРШ, связанный с тем, что в режиме малых скоростей судна ВРШ при постоянной частоте вращения ГЭД имеет худший пропульсивный к: п. д. по сравнению с ВФШ.

Гребной электропривод с ЕЭЭС и с винтами фиксированного шаг. На рис. 162 приведены схемы, позволяющие значительно уменьшить габариты системы за счет снижения мощности регулируемого трансфор­матора. Регулировка частоты вращения асинхронного гребного элек­тродвигателя осуществляется управлением в цепи возбуждения машины постоянного тока, включенной в роторную цепь, с одновременным из­менением величины напряжения питания. Шины судовых потребите­лей включены через регулируемый трансформатор, поддерживающий на выходе стабилизированное напряжение. Так как мощность ГЭД значительно превосходит мощность судовых потребителей, массогабаритные характеристики регулируемого трансформатора лучше, чем в предыдущем случае. Для регулирования напряжения генераторов используют трансформатор с переменным коэффициентом трансфор­мации (рис. 162, а) или реостат в цепи возбуждения генератора (рис. 162, б), сблокированные с регулируемым силовым трансформа­тором. Находит применение комбинированная схема, сочетающая до­стоинства электромеханического (постоянство мощности) и электри­ческого (постоянство момента) каскадов при меньшей мощности вспо­могательных электрических машин.

Основные сведения о регулировании СЭУ с ВРШ

Основные понятия. Режимы работы судовой энергетической ус­тановки с винтом регулируемого шага и способы ограничения нагрузки дизеля обычно излагаются в курсе «Судовые энергетические установки», так как обоснование этих режимов и спосо­бов ограничения нагрузки требует детального изучения процес­сов и изменение показателей судового дизеля при различных ре­жимах. Поэтому ниже эти вопросы рассматриваются кратко, только с позиции принципов работы системы автоматического уп­равления. Винт регулируемого тага широко применяется для ле­доколов, буксиров, траулеров. Шаг винта изменяется и фиксиру­ется механизмом изменения шага (МИШ). Изменение шага винта позволяет:— изменять упор винта (и мощность) при неизменной частоте вращения, т.е. обеспечивать работу дизеля по нагрузочной харак­теристике, что необходимо в случае работы валогенератора;- улучшать маневренные качества судна, так как одновремен­ное изменение частоты вращения и шага винта позволяет быст­рее осуществить маневр;- оптимизировать подачу топлива во всем диапазоне скоростных режимов;— реверсировать винт без наличия специальных реверсивных муфт или механизма реверса и сократить тормозной путь.Управление винтом регулируемо­го шага осуществляется по законам программного или автоматического управления. Например, при манев­ровых режимах производится про­граммное комбинированное управ­ление шагом H/D и частоты вращения винта п (диаграмма на рис. 106 [2]).

С увеличением п шаг H/D возра­стает, что позволяет более оператив­но выполнить маневровый режим.

При дальнейшем увеличении на­грузки воздействие на шаг винта пре­кращается, и на режимах полного хода дизель работает на характеритике винта фиксированного шага (ВФШ), автоматическое управ­ление ВРШ осуществляется, например, при волнении моря и ра­боте валогенератора В этом случае с увеличением нагрузки на винт фиксированного шага при попадании винта в гребень волны частота вращения дизеля и ва-логенератора снижаются, что ухудшает качество элек­трической энергии.