2 Расчет судовой электростанции

2.1 Выбор основных электроприводов

Требования, предъявляемые к двигателям электроприводов судовых механизмов, различны. При выборе типа двигателя учитываем не только параметры и характеристики этих механизмов, но и режимы их работы:

2.1.1 Электродвигатели рулевого привода

Электродвигатели рулевого привода должны быть реверсивными и регулируемыми, желательно - с мягкой механической характеристикой. Так как в нашем случае используется электрогидравлический рулевой привод, возможно применение АД для привода маслонасосов. В качестве электродвигателей привода маслонасосов выбираем электродвигатели серии RA. Двигатели допускают продолжительную работу при одновременном снижении напряжения и частоты сети до 65% номинальных значений. При снижении напряжения и частоты до 80% мощность снижается до 70% номинальной, при снижении напряжения и частоты до 65% мощность снижается до 50%. Двигатели могут работать при длительном крене судна до 22,5°, длительном дифференте до 10°, а также одновременном крене и дифференте в этих пределах; бортовой качке судна на 22,5° с периодом 7—9 с и килевой — до 10° от вертикали.

Конструкция рулевых приводов обеспечивает переход при аварии с главного рулевого привода на вспомогательный за время не более 2 минут. Рулевые приводы обеспечивают непрерывную работу рулевого устройства в наиболее тяжелых условиях эксплуатации.

Главный электрогидравлический рулевой привод, состоящий из двух силовых агрегатов, каждый из которых получает питание по двум отдельным фидерам, проложенным разными трассами непосредственно от одной из секций главного распределительного щита и от аварийного распределительного щита соответственно.

2.1.2 Электропривод шпилей и брашпилей

Мощность приводного двигателя якорного механизма должна обеспечивать не­прерывное выбирание в течение 30 минут одной якорной цепи с якорем нормаль­ной держащей силы со скоростью не менее 0,15 м/с при определенном тяговом усилии, зависящем от категории и калибра якорной цепи.

Привод швартовного механизма должен обеспечивать непрерывное выбирание швартовного троса при номинальном тяговом усилии с номинальной скоростью в течение не менее 30 минут.

Скорость выбирания швартовного троса на первом слое набивки на барабане зависит для каждого конкретного случая от тягового усилия. Скорость выбирания троса с помощью швартовной головки при номи­нальном тяговом усилии должна быть не более 0,3 м/с.

Применяем в качестве электропривода якорно-швартовых механизмов трехскоростные АД с короткозамкнутым ротором с жесткими меха­ническими характеристиками и ступенчатым регулированием скорости серии RA200LB6 с соотношением скоростей 4:2:1.

2.1.3 Электропривод грузовых лебедок и кранов

Функциям, возложенным на электропривод грузовых лебедок и кранов, удовлетворяют компаундные электродвига­тели постоянного тока с мягкой механической характеристикой, получающие питание от двух судовых электромашинных или тиристорных преобразователей, подключенных к судовой сети. Также рациональным является применение схемы АД-ГПТ-ДПТ.

Но наиболее экономически оправданным является применение двух и трехскоростных АД с короткозамкнутым ротором. В данном дипломном проекте применяются трехскоростные АД серии AR с короткозамкнутым ротором с жесткими механическими характеристиками и ступенчатым регулированием скорости с соотношением скоростей 4:2:1. Электродвигатели серий AR предназначены для привода судовых механизмов, работающих в кратковременных и повторно-кратковременных режимах работы.

Электродвигатели серии AR могут работать на судах неограниченного района плавания (температура окружающего воздуха от -40 до +45°C).

2.1.4 Электроприводы насосов, вентиляторов и компрессоров

Электроприводы этой группы механизмов потребляют более половины всей электроэнергии, вырабатываемой судовой электростанцией.

В СЭЭС переменного тока для электроприводов этой группы механизмов широко применяются двух- и трехскоростные АД с короткозамкнутым ротором.

Для электроприводов мощных поршневых компрессоров и насосов с большим начальным статическим моментом иногда применяют АД с фазным ротором.

В нашем случае для привода насосов и компрессоров рациональным будет применение АД с короткозамкнутым ротором серий AR морского исполнения, так как эти двигатели удовлетворяют всем требованиям для подобных механизмов.

2.1.5 Электрические приводы шлюпочных лебедок

Каждая спасательная шлюпка, предназначенная для спуска с помощью лопаря (лопарей), должна оборудоваться подъемно-спусковым приспособлением, отвечающим следующим требованиям:

а) обеспечить одновременную отдачу гаков;

б) обеспечивать разобщение спасательной шлюпки от лопарей шлюпбалок как без нагрузки, когда спасательная шлюпка находится на воде, так и при погрузке, равной 1,1 общей массы шлюпки с полным количеством людей и снабжения, когда шлюпка находится под водой. Должны быть приняты меры, исключающие случайное или преждевременное разобщение.

Органы управления электрическим приводом шлюпочной лебедки должны иметь устройство самовозврата в положение «Стоп».

Непосредственно у поста управления шлюпочной лебедкой должен устанавливаться выключатель силовой цепи электрического двигателя.

Для электропривода шлюпочных лебедок целесообразно применить электродвигатель серии ECP, так как эти ЭД спроектированы специально для морских условий, устойчивы к повышенной влажности и удовлетворяют всем вышеперечисленным требованиям.

На основании вышеприведенных положений, составляем таблицу основных электроприводов и потребителей электроэнергии (см. П.А.).

2.1.6 Пример выбора электропривода

В качестве примера рассмотрим выбор электропривода насоса забортной воды для охлаждения главного двигателя. Данный насос установлен на судне в трех экземплярах (заносим кол.-во в графу 2, П.А.). Мощность на валу каждого из приводов равна 4.5 кВт (графа 3). Выбираем АД типа RA160M6, мощностью 8 кВт. Значение номинальной установленной мощности и наименование типа АД заносим в графы 4 и 5 соответственно. Значение Cos  и к.п.д. двигателя заносим в графы 6 и 7.

В связи с тем, что из-за ограниченной номенклатуры электродвигателей не всегда представляется возможным найти такой двигатель, у которого номинальная мощность Р_N соответствовала бы номинальной мощности механизма Р_NM, и вводится коэффициент использования электродвигателя К₁, который определяется отношением К₁=Р_NM/P_N=4.5,/8=0,56 и записывается в графу 8.

Далее определяем значения суммарной установленной мощности для электропривода и заносим в графу 9 (активная мощность Р_У) и графу 10 (реактивная мощность Q_У):

Р_У=nP_N=3·110=330кВт;

Q_У=nP_Ntg =nP_N=3·110·=330·0,65=55.78 кВА.