Выбор числа и мощности генераторных агрегатов

Для выбора состава генераторных агрегатов используются результаты расчета нагрузок СЭЭС во всех характерных режимах работы судна. При этом общая установленная мощность генераторных агрегатов определяется по режиму с наибольшей нагрузкой. После этого определяется количество и мощность генераторов в каждом режиме.

Окончательное решение принимается при сопоставлении технико-эконо-мических показателей различных вариантов с учетом требований Регистра:

• на каждом судне должно быть не менее двух основных источников электроэнергии, причем в качестве одного из них может быть использован валогенератор;

• мощность генератора должна быть такой, чтобы при выходе из строя любого из них, оставшиеся могли обеспечить питание всех ответственных потребителей в ходовом, маневровом и аварийном режимах.

• суммарная мощность всех синхронных генераторов должна быть достаточна для пуска любого судового АД без недопустимого снижения напряжения в системе при отключении любого из генераторов.

6.21Регулирование частоты вращения приВодных двигателей

8.1. Система автоматического регулирования частоты дг

В соответствии с требованиями Регистра все судовые генераторы, предназначенные для параллельной работы, должны быть оснащены системой автоматического регулирования частоты САРЧ или САСЧ.

Для генераторов, работающих в автоматическом режиме, наличие САРЧ желательно, обычно это простые системы типа регулятора Уайта.

Главный недостаток центробежных регуляторов это малое быстродействие (высокая инерционность). Кроме того, они являются регуляторами по отклонению, и они не учитывают возмущающего воздействия, которое оказывается на регулируемую величину. Например: на изменение нагрузки. Поэтому на современных судах используют комбинированные регуляторы, учитывающие оба фактора.

Рассмотрим структурную схему комбинированной системы стабилизации частоты вращения дизеля (рис.55). В нее входят: М-дизель, Г- синхронный генератор, и пунктирно обозначен ЭГУ (электрогидравлический усилитель), в состав которого входят: электромагнитные муфты М, гидроусилитель ГУ1 (на схеме не показан), и магнитный усилитель У.

Кроме этого входят центробежный элемент ЦЭ, измеритель нагрузки ИН, исполнительный орган ИО, задатчик З и суммирующий гидроусилитель ГУ2. Схема работает следующим образом: сигнал отклонения частоты воспринимается измерительным органом ЦЭ и сигнал рассогласования текущего значения частоты вращения и заданного задатчиком З подается на суммирующий гидроусилитель ГУ2, ГУ2 через исполнительный орган ИО обеспечивает канал регулирования по отклонению.

Сигнал о внешнем воздействии воспринимается измерительным элементом активной мощности ИН в виде сигнала пропорционального току нагрузки, далее он обрабатывается в ЭГУ и подается в ГУ2. Так реализуется канал регулирования по возмущению. Закон регулирования, и в частности коэффициент статизма может меняться в результате настройки жесткой (рычажной) связи между центробежным элементом и задатчиком. Кроме того, для обеспечения точности регулирования вводится обратная связь между ЦЭ и ГУ2 (пунктирная стрелка).

Данная схема позволяет обеспечить точную стабилизацию частоты до 20% от n_н, при этом внезапные сбросы нагрузки или ее набросы могут вызывать соответственно скачок (или провал) частоты до 10% от n_н, регулятор обеспечивает ее восстановление в течении времени не более 2 секунд. Данная схема получила широкое применение, но ее быстродействие при внезапных изменениях нагрузки оставляет желать лучшего. Сейчас широкое применение получили электронные регуляторы частоты, которые в отличие от рассмотренной схемы не только имеют высокое быстродействие, но и позволяют изменять закон регулирования, то есть электронные блоки в одном устройстве могут задавать различные законы регулирования. Если в рассмотренной схеме реализуется регулятор пропорционального действия и иногда ПИ-регулятор, то в электронных регуляторах используют 3 канала регулирования, что при соответственной настройке позволяет реализовать практически любой закон регулирования.

Рассмотрим структурную схему регулятора частоты, см. рис.57. Особую роль здесь играет состав элементов входящих в сам регулятор. Здесь представлены 3 вида регулятора: П, И, Д-регуляторы. в реальности их состав может быть другим, в зависимости от требуемого закона регулирования. Так как вся информация поступает в схему сравнения в виде электрических сигналов (здесь Хэ – эталонное значение контролируемой величины, Хвх – текущее значение контролируемой величины, Хос – сигнал обратной связи). Так как все они поступают в виде электрических сигналов, то инерционность системы практически отсутствует (нет рычажных, гидравлических, пневматических и других связей).

На выходе схемы сравнения формируется сигнал рассогласования Хс, являющийся входным для регулятора, сам регулятор реализует требуемый закон регулирования (заданная математическая зависимость) Хрег=f(Хэс). Усилитель У обеспечивает требуемый коэффициент усиления Ху по отношению к Хрег. Применение комбинированного регулятора содержащего даже простейшие П, И, Д-регуляторы позволяет учитывать изменение не только самого сигнала, но и обеспечить:

• Изменение выходного сигнала в зависимости от скорости входного сигнала (интегральная часть – И-регулятор).

• Регулирование скорости изменения выходного сигнала в зависимости от изменения входного сигнала (дифференциальная часть или Д-регулятор).

При этом, изменяя степень участия каждого из каналов в работе регулятора можно обеспечить практически любые динамические характеристики САР.