- •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
8. Регулирование 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 nн, при этом внезапные сбросы нагрузки или ее набросы могут вызывать соответственно скачок (или провал) частоты до 10% от nн, 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.