- •Тема 1. Общие сведения и понятия о гребных электрических установках
- •1.1. Виды и типы гребных установок
- •1.2. Схемы применяемых гребных установок
- •1.3. Требования к гэу. Достоинства и недостатки гэу.
- •1.4. Классификация гэу
- •Тема 2. Общая характеристика судовых движителей
- •2.1.Сопротивление воды движению судна
- •Принцип действия и типы судовых движителей
- •Характеристики гребного винта
- •Тема 3. Специальные характеристики гребного винта
- •Реверсивная характеристика
- •Характеристики гребных винтов ледоколов
- •3.3. Изменение момента сопротивления гребного винта под влиянием качки судна
- •Гребные винты регулируемого шага
- •Тема 4. Тепловые (первичные) двигатели гэу и их характеристики
- •4.1. Дизели и их внешние характеристики
- •4.2. Регуляторная характеристика дизеля
- •4.3. Паровые турбины и их особенности
- •4.4. Газовые турбины и их особенности
- •4.5. Использование атомной энергии
- •Тема 5. Системы возбуждения генераторов и электродвигателей гребных установок
- •5.1. Системы возбуждения машин в гэу
- •5.2. Трехобмоточные возбудители
- •5.3. Машины постоянного тока в качестве возбудителей
- •5.4. Магнитные усилители (му)
- •5.5. Противовключение тиристорных возбудителей для гашения магнитного поля
- •Тема 6. Гэу переменного тока
- •6.1. Достоинства и недостатки гэу переменного тока
- •6.2. Схемы главного тока в тэгу переменного тока
- •6.3. Схемы главного тока в дэгу переменного тока
- •Тема 7. Автоматическое регулирование в гэу переменного тока
- •7.1. Автоматическое регулирование перегрузочной способности гэу
- •7.2. Схема автоматического регулирования тока возбуждения в зависимости от тока нагрузки
- •7.3. Описание работы схемы автоматического регулирования тока возбуждения
- •7.4. Устройства, применяемые для автоматизированного управления гэд
- •7.5. Автоматические системы с преобразователями частоты
- •7.6. Гэу переменного тока с вентильными преобразователями и каскадами
- •7.7. Пример вентильного нпч и его работа
- •Тема 8. Гребные установки двойного рода тока
- •Принцип работы
- •Гэу двойного рода тока с неуправляемыми вентилями
- •Гэу двойного рода тока с управляемыми вентилями
- •Применение гэу двойного рода тока. Гэу на судах с единой судовой электростанцией (есэ)
- •Схемы главного тока гребных электрических установок постоянного тока
- •Принципиальные схемы гэу постоянного тока
- •Гребные электродвигатели и генераторы
- •8.8. Частичные режимы работы гэу
- •Тема 9. Схемы выпрямления и способы уменьшения пульсаций и гармоник
- •9.1. Схемы выпрямления
- •9.2. Способы уменьшения высших гармоник тока
- •9.3. Трехфазная схема выпрямления в гэу постоянного тока
- •9.4. Снижение пульсации выпрямленного напряжения
- •9.5. Величина выпрямленного напряжения в сети
- •Тема 10. Примеры систем и схем автоматического управления гэу постоянного тока
- •10.1. Назначение автоматического управления
- •10.2. Критерии оптимального управления
- •10.3. Структура системы и управляющих устройств, выбранных по методу последовательной коррекции
- •10.4. Системы и способы управления вентильных гэу
- •10.5. Варианты схем управления вентильных гэу
- •Тема 11. Структурные схемы различных сау для гэу
- •11.1. Примеры структурных схем разомкнутой системы
- •11.2. Структурные схемы многоконтурных систем
- •11.3. Метод логарифмических ачх
- •11.4. Схема гэу с системой сг-в-д и тиристорными
- •11.5. Метод последовательной коррекции
- •Тема 12. Процессы коммутации в схемах с управляемыми вентилями
- •12.1. Угол управления и угол коммутации в устройствах с управляемыми вентилями
- •Рекомендована література
- •Содержание
- •1.1. Виды и типы гребных установок
- •1.2. Схемы применяемых гребных установок
5.4. Магнитные усилители (му)
Магнитные усилители с внутренней обратной связью часто применяются в системах возбуждения и управления. Один из вариантов схемы простейшего однофазного магнитного усилителя (МУ) показан на рисунке 5.6.
Рис.5.6. Схема однофазного магнитного усилителя
Такой МУ включает рабочие обмотки РО и обмотки управления ОУ1 и ОУ2. МУ с внутренней обратной связью в каждый полупериод задерживает прохождение фазного тока на некоторый угол α=ωt . Эта задержка создается и регулируется током управления Iу, который подмагничивает сердечники. Зависимость выпрямленного тока магнитного усилителя IМУ от тока управления имеет вид, показанный на рисунке 5.7.
Рис.5.7. Зависимость тока магнитного усилителя от тока управления
Трехфазные МУ имеют утроенное число рабочих обмоток и соответствующий выпрямитель. Изменяя угол α при помощи МУ можно изменять выходное напряжение UМУ, так как при работе на постоянное сопротивление UМУ ~ IМУ.
Магнитные усилители обладают высокой надежностью, но имеют массу и габариты, большие, чем тиристорные возбудители. Реверсивные МУ как правило не используются в качестве возбудителей, так как из-за необходимости применения балластных сопротивлений их КПД не превышает 50%.
5.5. Противовключение тиристорных возбудителей для гашения магнитного поля
При остановке ГЭУ и аварийном отключении обмоток возбуждения электрических машин необходимо быстро снизить ток возбуждения. Этот процесс называется гашением магнитного поля. Быстрое гашение происходит при противовключении возбудителя. В тиристорных возбудителях такое противовключение происходит без разрыва или без переключения цепи возбуждения. Для этого тиристорный преобразователь переводится в режим противовключения – т.е. в вынужденный инверторный режим. В этом режиме угол открывания тиристоров должен быть в пределах
2π/3 < α < π
При этом ток в обмотке возбуждения сначала сохраняет направление и величину, а затем уменьшается в зависимости от постоянной времени цепи обмотки возбуждения TB=LB/rB , а также от величины форсировки:
K=U d.max/U d.ном. = Ud.max/U в.ном.
Напряжение возбудителя U d изменяет знак, также изменяет знак Э.Д.С. самоиндукции, так как стремится сохранить направление тока (магнитного потока).
Процесс гашения магнитного поля происходит при непрерывном уменьшении тока возбуждения. При этом уменьшаются производные этого тока и напряжения на обмотке возбуждения. Соответственно необходимо уменьшать инвертируемое напряжение выпрямителя, а для этого надо уменьшать угол открывания вентилей автоматически. В момент, когда ток становится равным 0, угол α должен приближаться к значению α= 2π/3.
Тема 6. Гэу переменного тока
6.1. Достоинства и недостатки гэу переменного тока
Как правило, у ГЭУ меньший кпд, чем у установок с непосредственной передачей энергии от теплового двигателя к гребному винту. Но при мощности агрегатов 75 МВт и использовании машин переменного тока потери в электрической передаче уменьшаются до 4%, что сравнимо с потерями в редукторах или гидравлической передаче.
Частота вращения гребного винта регулируется изменением частоты тока, питающего ГЭД – что позволяет изменять частоту вращения винта в широких пределах. Реверс ГЭД переменного тока осуществляется переключением фаз цепи главного тока, что усложняет маневрирование. Поэтому ГЭУ переменного тока применяют, когда нет частых пусков и реверсов ГЭД или частых изменений режимов плавания.
Преимущества ГЭУ переменного тока:
- возможность применения нескольких быстроходных дизель-генераторов, включаемых параллельно, что повышает кпд (за счет большой мощности);
- меньшая вибрация корпуса при синхронном и синфазном вращении гребных винтов;
- возможность питания вспомогательных механизмов от шин электродвижения, что уменьшает количество вспомогательных генераторов.
Недостатки:
- увеличение количества обслуживающего персонала;
- необходимость изменять частоту и переключать цепь главного тока при маневрировании;
- необходимость синхронного изменения частоты вращения тепловых двигателей при параллельной работе генераторов.