- •7.092201 "Электрические системы и комплексы транспортных средств"
- •Содержание
- •1. Общие сведения, терминология и история развития сээс
- •2. Классификация сээс
- •3. Параметры сээс
- •4. Показатели качества электроэнергии
- •5. Судовые электроприемники (потребители)
- •6. Общие сведения о судовых источниках электроэнергии
- •6.1. Судовые генераторы постоянного тока
- •6.2. Синхронные генераторы (сг)
- •6.3. Генераторные установки отбора мощности (гуом)
- •6.4. Обслуживание генераторных источников электроэнергии
- •6.4.1. Генераторы постоянного тока
- •6.4.2. Генераторы переменного тока
- •6.5. Аккумуляторные батареи
- •6.5.1. Выбор и размещение аккумуляторов на судне
- •6.6. Преобразователи электроэнергии
- •7. Регулирование напряжения и частоты в сээс
- •7.1. Принципы построения сарн синхронных генераторов
- •7.2. Сарн с токовым компаундированием
- •7.3. Системы амплитудно-фазового компаундирования
- •7.4. Комбинированные сарн
- •7.5. Работа сарн генераторов серии мсс (рис. 41)
- •7.6. Система возбуждения и арч генераторов серии гмс
- •7.7. Работа системы возбуждения генераторов серии мск (рис. 42)
- •7.8. Система возбуждения генераторов серии сбг
- •7.9. Дополнительные функции сарн
- •8. Регулирование частоты вращения приВодных двигателей
- •8.1. Система автоматического регулирования частоты дг
- •8.2. Система автоматического регулирования частоты электромашинного преобразователя
- •9. Производство электроэнергии на судне
- •9.1. Выбор числа и мощности
- •9.1.1. Методы определения мощности сээс
- •9.1.2. Выбор числа и мощности генераторных агрегатов
- •9.2. Схемы электрических соединений сээс
- •9.2.1. Особенности выполнения схем судовых электростанций
- •9.2.2. Основные характеристики систем с разным режимом нейтрали
- •9.2.3. Типовые схемы судовых электростанций промысловых судов
- •9.3. Параллельная работа источников электроэнергии на судне
- •9.3.1. Преимущества и недостатки параллельной работы генераторов
- •9.3.2. Параллельная работа генераторов постоянного тока
- •9.3.3. Параллельная работа синхронных генераторов
- •9.3.4. Параллельная работа утилизационного тг и дг
- •9.3.5. Особенности параллельной работы вало- и дезель-генераторов
- •9.3.6. Включение генераторов на параллельную работу
- •10. Распределение электроэнергии на судне
- •10.1. Судовые кабели, провода и шинопроводы
- •10.2. Электрические распределительные устройства
- •10.2.1. Назначение распределительных устройств
- •10.2.2. Классификация ру по исполнению и роду тока
- •10.2.3. Вторичные распределительные щиты
- •10.3. Аппаратура распределительных устройств
- •10.3.1. Основные физические процессы в контактных электрических аппаратах, имеющих место при коммутациях
- •10.3.2. Виды аппаратов, используемых в сээс
- •10.3.3. Автоматические выключатели
- •10.3.4. Автоматические выключатели приемников
- •10.3.5. Параметры и характеристики ав
- •10.3.6. Особенности генераторных выключателей
- •10.3.7. Измерительные трансформаторы
- •11. Судовое освещение
- •11.1. Питание цепей основного освещения
- •11.2. Аварийное освещение
- •11.3. Выключатели в цепях освещения
- •11.4. Штепсельные розетки
- •11.5. Сигнально-отличительные фонари
- •11.6. Светотехническое оборудование
- •Основные характеристики светотехнического оборудования
- •11.7. Электрические источники света
- •11.8. Эксплуатация электрического освещения
7.2. Сарн с токовым компаундированием
Как следует из рис. 30 и 31, основным отличием токового компаундирования является арифметическое суммирование составляющих, поступающих по каналам тока и напряжения (рис. 30). В упрощенном виде система выглядит следующим образом: ток возбуждения Iв образуется за счет арифметического сложения двух предварительно выпрямленных сигналов: Iu и Ii, т.е. суммирование выполняется со стороны постоянного тока, и cos определяющий угол между Iu и Ii здесь не учитывается. Следовательно, такая система обычно настраивается на работу при номинальных параметрах, при этом размагничивающее действие реакции якоря будет компенсироваться по каналам тока именно при cos = cosн, естественно, при изменении характера нагрузки эта компенсация будет либо недостаточной (cos < cosн), либо избыточной (cos > cosн). Поэтому такие системы в изолированном виде практически не получили применения, обычно они используются в комплексе с корректором напряжения.
7.3. Системы амплитудно-фазового компаундирования
Здесь характерным является геометрическая сумма составляющих токов возбуждения. При этом обычно составляющая по каналу тока Ii формируется с помощью трансформатора тока, а составляющая по каналу напряжения обычно формируется с помощью специального компаундирующего элемента, чаще всего это дроссель L, представленный на рис. 31. Повышение индуктивного сопротивления ХL дросселя позволяет обеспечить чисто индуктивный характер составляющей Iu по отношению к вектору напряжения Uа. При этом положение вектора Ii зависит от характера нагрузки, соответственно от него зависит и положение вектора Iв (см. рис. 32) поясняет принцип геометрической суммы. При чисто активном характере нагрузки вектор Ii совпадает с вектором Uа, при чисто ином характере вектор Ii будет отставать от Uа, на 900, т.е. совпадать с Uу. При всех промежуточных значениях cos вектор Iв будет находиться между этими значениями (см. рис. 32).
Другой разновидностью компаундирующего элемента является емкость, для этого устанавливается конденсатор большой емкости (рис. 33). Здесь суммирование сигналов происходит аналогично, но вектор Iu расположен под углом 900, но в сторону опережения вектора Uа.
На практике обычно при использовании дросселя применяется схема, обеспечивающая геометрическое сложение составляющих Ii и Iu, в то время как при использовании конденсатора удобнее оперировать с геометрической разностью составляющих Ii и Iu. В то же время при принципиально равном эффекте схема с использованием дросселя дает лучшее качество регулирования, несмотря на то, что массогабаритные показатели проигрывают.
Рассмотренные схемы обеспечивают прямое суммирование или вычитание сигнала, что не всегда удобно из-за сложности масштабирования. Поэтому в судовых системах наибольшее применение получило электромагнитное суммирование с помощью так называемого трансформатора компаундирования ТК. (рис. 34). Здесь на одном магнитопроводе располагаются обмотки W1, по которой протекает сигнал Iu, Wт – (сигнал Iu), и W2 (сигнал Iв).
Параметры обмоток подбираются таким образом, чтобы они обеспечивали масштабирование составляющих Ii и Iu. Для повышения качества работы трансформатора компаундирования между обмотками Wт и W1 устанавливается магнитный шунт, выполняющий роль компаундирующего элемента. Он обеспечивает основной Ф рассеяния, и, следовательно, большее значение сопротивления рассеяния Хs. В результате данная система в одном магнитопроводе выполняет суммирование магнитных потоков, перпендикулярных Ii и Iu, (рис. 35).
Фазовое компаундирование позволяет существенно снизить крутизну регулирования характеристик. Придание им более пологого характера обеспечивает поддержание напряжения на зажимах с отклонением в пределах 2,5 %.
Повышение точности стабилизации напряжения генератора до значения 1% от номинального напряжения генератора достигается за счет применения дополнительных устройств в виде корректора напряжения (рис.36), но это не меняет общий характер работы САРН.