5.4.4 Типы гребных двигателей

В ГЭУ переменного тока применяют в качестве ГЭД: АД, СД и асинхронизированные СД. Они могут быть тихоходными, соединяющиеся с валом напрямую, и быстроходными соединяющиеся с валом через редуктор. Из АД чаще применяют двигатели с фазным ротором и двухклеточные. С фазовым ротором устанавливают на судах, где необходима повышенная манёвренность. «Манёвренные способности» АД с фазовым ротором объясняются применимостью к ним большего количества методов регулирования и возможностью с помощью реостата в цепи ротора воздействовать на переходные процессы в двигателе, сокращая время его торможения и реверсирования.

Скорость АД можно регулировать:

а) изменением частоты питающего тока;

б) переключением пар полюсов;

в) введением сопротивлений в цепь фазового ротора или статора.

Преимущества АД по сравнению с СД:

а) простота конструкции и надёжность;

б) хорошие пусковые характеристики;

в) отсутствие необходимости возбуждения постоянным током;

г) возможность (хотя и ограниченная) регулировать скорость без изменения частоты питания.

Но АД обладает и недостатками:

а) меньший, чем у СД КПД;

б) низкий cos не подающийся регулировке и приводящий к увеличению массы и габаритов.

На судах, где важнее экономичность, чем манёвренность применяют синхронные и асинхронные синхронизированные машины.

Регулирование скорости у СД, чаще всего частотой напряжения или реже переключением пар полюсов, что сложно из-за необходимости менять число пар полюсов одновременно в роторе и статоре.

СД обладают достоинствами:

а) высоким cos , вплоть до 1, что уменьшает размеры как ГЭД так и СГ;

б) более высоким КПД чем у АД;

в) наличием большого воздушного зазора, что облегчает сборку, допускает большую просадку вала, уменьшает индуктивное синхронное сопротивление и увеличивает максимальный электромагнитный момент

. (5.18)

г) меньшая чувствительность к колебаниям напряжения.

Недостатки:

а) хуже пусковые свойства по сравнению с АД;

б) потребность в постоянном токе для возбуждения.

5.4.5 Асинхронные синхронизируемые машины

Асинхронные синхронизируемые машины обеспечивают хорошие пусковые характеристики и cos .

Их пускают подобно АД с фазным ротором (рисунок 5.24), то есть при помощи « » с уставленным в положение 1 переключателем «П». После разгона до полной асинхронной скорости «П» переводят в положение 2. В результате чего обмотка ротора получает питание постоянным током от возбудителя «В». Под действием возникающего при этом синхронизирующего момента АД переходит в синхронный режим.

5.4.6 Асинхронно-вентильный каскад (авк)

А ВК обеспечивают плавное регулирование скорости АД без применения ВРШ, а также экономичность за счет реализации энергии скольжения.

Энергия скольжения может быть реализована путем непосредственной отдачи энергии в сеть (электрический АВК) или путем превращения ее в механическую энергию с последующей передачей на вал главного двигателя (электромеханический АВК).

Электрический АВК (рис. 5.25) работает следующим образом. При работе в двигательном режиме ниже синхронной скорости ток ротора АД выпрямляется с помощью . В цепь выпрямленного тока введена добавочная ЭДС, представляющая собой среднее выпрямленное напряжение инвертора (противоЭДС). Напряжение ротора должно компенсировать противо ЭДС инвертора, а также падение напряжения, но активном сопротивлении ротора и на вентилях. Момент, развиваемый АД пропорционален току ротора.

Следовательно, регулирование тока ротора изменением противо ЭДС позволяет регулировать величину момента и скорости вращения.

Величина противоЭДС изменяется путем изменения угла открытия управляемых вентилей « ». Если переменная противоЭДС инвертора будет равна выпрямленному напряжению ротора, то ток ротора и момент будут равны «0».При уменьшении противоЭДС ток ротора, момент и скорость вращения будут увеличиваться. При этом ускорение АД будет продолжаться до тех пор, пока снова не будет равенство напряжений в роторном контуре.