SEK_UP_i_MU_1_1

где f-частота сети, Гц; n-частота вращения, об/мин; P-число пар полюсов.

Стабилизация частоты вращения осуществляется с помощью автоматиче-

ских регуляторов частоты. Регулятор частоты вращения представляет собой устройство, изменяющий подачу топлива или пара в приводной двигатель гене-

ратора таким образом, чтобы при любых нагрузках поддерживать частоту вра-

щения генераторного агрегата неизменной.

Каждый приводной двигатель генераторного агрегата снабжен центро-

бежным регулятором, работающем по принципу отклонения. Положение рав-

новесия центробежного измерителя определяет положение топливной заслонки,

которая в свою очередь определяет количество топлива, подаваемого топлив-

ным насосом в первичный двигатель генератора в зависимости от загрузки.

Поддержание напряжения генераторов на заданном уровне, независимо от режима работы генератора, необходимо для обеспечения высокого качества генерируемой электроэнергии, оно обеспечивается автоматическим регулято-

ром напряжения.

Ток генератора судовой электростанции в нормальных эксплутационных условиях может изменяться в весьма широких пределах. Значительные измене-

ния тока нагрузки наблюдаются в таких режимах работы судна, как погрузка и разгрузка с помощью собственных грузоподъемных механизмов, снятие с яко-

ря, маневрирование. Несмотря на такие значительные возмущения, автомати-

ческие регуляторы напряжения (АРН) поддерживают напряжение на шинах электростанции постоянным с точностью от 1 до 2,5% в зависимости от типа генератора.

АРН изменяют ток возбуждения в зависимости то величины сетевого на-

пряжения, тока нагрузки, характера нагрузки (активная, индуктивная, активно-

индуктивная) и от величины отклонения напряжения от номинального. Такие системы называют системами амплитудно-фазового компаундирования

(САФК) с корректором напряжения. Структурная схема регулятора напряжения судового синхронного генератора представлена на рис.3.1.

11

Рис.3.1.

Основным звеном регулятора является трансформатор компаундирую-

щий (ТК), имеющий три обмотки по каждой фазе: обмотки токовые, включен-

ные последовательно в цепь якоря; обмотки напряжения, включенные через дроссель холостого хода Дхх; выходные обмотки, включенные на обмотку воз-

буждения генератора ОВ через выпрямитель В. Сигналы с трансформатора тока и напряжения генератора суммируются в компаундирующем трансформаторе,

при этом учитывается характер нагрузки, т.е. сдвиг фазы между током и на-

пряжением.

Корректор напряжения (КН) и дроссель отбора ДО являются сильной от-

рицательной обратной связью по напряжению. Если напряжение генератора увеличивается, то ток КН Iу возрастает, что приводит к увеличению тока дрос-

селя Iо, который «отбирает» часть энергии обмотки возбуждения и напряжение на выходе генератора восстановится до номинального.

Таким образом автоматические регуляторы частоты вращения приводных двигателей и автоматические регуляторы напряжения генераторов, обеспечи-

вают необходимое поддержание частоты сети и напряжения, предусмотренные Правилами Регистра.

4.Распределение электрической энергии на судах.

12

Распределение электрической энергии обеспечивается с помощью авто-

матических выключателей, кабельной сети, систем контроля параметров, сис-

тем защиты и сигнализации через главный распределительный щит (ГРЩ), рас-

пределительные щиты (РЩ), групповые распределительные щиты (ГрЩ), щиты питания (ЩП).

Генераторные агрегаты с помощью кабелей и автоматических выключа-

телей, подключается к внутренним соединительным линиям ГРЩ, к которым через коммутационно-защитные аппараты присоединены фидера судовой ка-

бельной сети, питающие потребители электроэнергии (рис.4.1).

Рис.4.1 Схема главного тока судовой электростанции.

Как было показано, что основными источниками выработки электроэнер-

гии на судне являются турбогенераторные или дизель-генераторные агрегаты.

Секции ГРЩ (С1-С2) запитывают потребители параметрами, непосредственно выработанной электроэнергией, генераторными агрегатами, или через преобра-

зовательные устройства, секции (С3-С4).

Аварийный дизель-генераторный агрегат связан с ГРЩ через аварийный распределительный щит (АРЩ) и включается в работу при исчезновении пита-

ния на шинах основной электростанции.

Системы автоматики обеспечивают связь между главными и аварийными распределительными щитами для нормального функционирования судовой электростанции в целом.

13

5. Коммутационная и защитная аппаратура в СЭЭС.

Включение и отключение генераторов, потребителей, участков кабельной сети осуществляется коммутационными аппаратами. Коммутация в СЭЭС про-

изводится с целью нормального эксплутационного введения в работу элементов системы или выведения из нее, а также для их защиты в аварийных ситуациях.

Автоматические воздушные выключатели представляют собой основные виды коммутационно-защитных аппаратов, используемых на судовой электро-

станции для многократных включений и для защитных отключений в режимах перегрузки и аварий.

Автоматические выключатели (автоматы), срабатывающие при токах короткого замыкания без выдержки времени, называют неселективными (уста-

новочными). Автоматы с выдержкой времени при отключении токов короткого замыкания называют селективными. Автоматические выключатели могут ком-

плектоваться следующими видами расцепителей:

электромагнитными, срабатывающими мгновенно при токах, превышающих номинальный ток уставки от 2 до 20 раз (защита от токов короткого замыка-

ния);

тепловыми, срабатывающими при токах от 1,25 до 1,8 номинального тока

(защита от перегрузок);

комбинированными, состоящими из электромагнитных и тепловых расцепи-

телей.

Автоматы наряду с ручным могут снабжаться дистанционным электромеха-

ническим приводом, электродвигательным в автоматах серии АМ и А3100, на токи несколько сотен или тысяч ампер.

Автоматические выключатели имеют следующие характеристики:

защитная характеристика автомата - это время от момента возникновения тока короткого замыкания до момента срабатывания расцепителя;

предельная коммутационная способность - это наибольшее значение тока,

который электрический аппарат способен отключить и включить без по-

вреждений и залипания контактов;

термическая устойчивость - наибольшее значение тока, который

14

электрический аппарат способен пропустить в течение короткого

промежутка времени без порчи изоляции и токоведущих частей;

электродинамическая устойчивость - наибольшее значение тока (ударный ток), который автомат способен выдержать в течение короткого промежутка времени без механических повреждений;

механическая и электрическая износоустойчивость- количество коммутаци-

онных циклов, которое аппарат способен выдержать без повреждений.

Контакторы - это электромагнитные аппараты дистанционного дейст-

вия, предназначенные для частых включений и отключений электрических це-

пей при нормальных эксплутационных режимах работы.

В зависимости от условий применения, контакторы устанавливаются в пускателях, станциях управления, распределительных щитах или используются в виде отдельных аппаратов, смонтированных в блоках.

Контакторы, имеющие выдержку времени перед отключением или вклю-

чением, называются таймтакторами.

Контакторы как и автоматические выключатели имеют такие же выше приведенные характеристики, кроме того к параметрам срабатывания контак-

торов относятся:

напряжение втягивания – это напряжение на катушке, при котором происхо-

дит включение контактора;

напряжение удержания – напряжение при котором якорь электромагнитного контактора удерживается в полностью притянутом состоянии;

напряжение отпадания – напряжение на катушке, при котором происходит полное отпадание якоря электромагнита.

Пакетные выключатели и переключатели – это коммутационные аппара-

ты ручного управления, состоящие из собранных в пакеты секций (с контакта-

ми), предназначенные для включения, выключения и переключения цепей по-

стоянного и переменного тока.

Пакетные выключатели и переключатели по количеству полюсов разде-

ляют на двух – и трехполюсные; изготавливаются на номинальные токи от 10

15

до 400А, могут иметь открытое, защищенное и герметическое исполнение кор-

пуса.

Универсальные переключатели – это коммутационные устройства, слу-

жащие для ручного управления включением или переключением цепей в элек-

трических установках. Они предназначены для применения в цепях управления и контрольных цепях переменного тока частотой 50Гц, напряжением до 500В и напряжением постоянного тока до 400В.

6. Судовые электроприводы.

Судовые электроприводы на современных судах потребляют 70-75%

мощности судовой электростанции. В своем составе они имеют двигатели по-

стоянного, переменного тока, индукторные и вентильные двигатели. И, как правило, режимы работы СЭЭС определяются режимами работы электропри-

водов.

Основные единицы измерения. l –длина, путь, м;

m – масса, кг; t – время, с;

F – сила, H; кГс = 9,81 Н;

V= dl/dt – скорость поступательного движения, м/с; a = dV/dt– ускорение линейное, м/с2;

φ – угол поворота, рад;

ω = dφ/dt – угловая скорость, рад/с;

ε = d ω /dt – угловое ускорение, рад/с2; M – момент, H·м;

A(W) – работа, энергия, Дж;

P – мощность, Вт;

J – момент инерции, кг м2;

GD2 – маховый момент, кг м2;

GD2=4J.

16

Скорость электродвигателя (на быстроходной обмотке), необходимая для

обеспечения заданной скорости подъѐма номинального груза

или частота вращения

Скорость электродвигателя, необходимая для обеспечения опускания

груза

или частота вращения

Мощность электродвигателя при подъѐме номинального груза на быстроходной

обмотке

PП M1СТ П 10 3 168,31 142 ,9 10 3 24,05кВт.

Мощность электродвигателя при опускании груза на обмотке средней скорости

PОП M 2СТ ОП 10 3 117 ,87 71,4 10 3 8,42кВт.

В качестве электродвигателя выбираем судовой трѐхскоростной асин-

хронный электродвигатель для якорно-швартовных механизмов серии МАП

622-4/8/16 ОМ1 с параметрами для работы на двух скоростях.

19

Определяем номинальный момент двигателя на быстроходной обмотке

M H PH Н 28151,24 103 185,1Н м.

Определяем номинальный момент двигателя на тихоходной обмотке:

точка, соответствующая критическому моменту M K kM M H 883 Н м ,

где kM - кратность максимального момента, K 1 1 SK , причѐм критиче-

ское скольжение SK определяется по выражению:

K 1 1 SK 157 (1 0,36) 100 рад / c;

20