14.2 Гэу морских паромов типа "Сахалин"

Морской паром "Сахалин" предназначен для перевозки же­лезнодорожных составов и других транспортных средств. В энергетическую установку парома входит шесть главных дизель-генераторов 14Д-100 с 1енераторами постоянного тока ГП-ЗОбА мощностью по 180 кВт и напряжением 500 В при скорости вращения 84,8 рад/с (810 об/мин) и два гребных электродвигателя (носовой и кормовой) постоянного тока, двухъякорных, типа 2ПП-2160-6К, мощностью 2х 2850 кВт, напряжением на якоре 1000 В, скоростью вращения 15,5/24,3 рад/с (144/230 об/мин).

Для питания судовых потребителей в ходовом режиме предусмотрены четыре генератора переменного трехфазного тока типа МС99-818 мощностью по 500 кВт, напряжением 400 В, скоростью вращения 78,5 рад/с (750 об/мин), имеющих привод от главных дизель-генераторов. При этом мощность главного генератора, работающего на схему ГЭУ, составляет 1200 кВт.

С хемы главного тока обоих ГЭД одноконтурные, с попеременно-последовательным соединением генераторов и якорей ГЭД, рис. 14.2.

Схемы возбуждения и управления обоих ГЭД действуют по одинаковому принципу. Возбудители главных машин конструктивно объединены в три трехмашинных агрегата, каждый из которых состоит из возбудителя главных генераторов (ВГГ), возбудителя ГЭД (ВД) и приводного электродвигателя. Обмотка независимого возбуждения ВГГ питается от сети постоянного тока 220 В через задатчики мощности, а токовая обмотка ВГГ подключена на падение напряжения в обмотках дополнительных полюсов носового ГЭД.

Обмотки параллельного возбуждения якорей гребного электродвигателя получают питание от возбудителя ВД. Сопротив­ление, включенное последовательно с обмоткой возбуждения ВД, служит для ослабления магнитного потока якорей ГЭД в экономических режимах при меньшем количестве генераторов, питающих гребные электродвигатели.

Скорость вращения ГЭД изменяется с помощью регулирования напряжения генераторов, которое происходит путем изменения тока возбуждения в независимой обмотке ВГГ, а также с помощью ступенчатого изменения скорости вращения дизелей при наборе схемы главного тока гребной электроустановки.

Направление вращения ГЭД изменяется в результате изменения направления тока главной цепи при той же полярности в цепи возбуждения гребного электродвигателя.

Анализ работы схемы показывает, что она действует по отклонению регулируемой величины от номинального значения. Влияние возмущающих факторов не учитывается в системе автоматического управления скоростью вращения ГЭД и напряжения главных генераторов ГЭУ.

14.3 ГЭУ линейных ледоколов типа "Ермак"

Ледоколы финской постройки типа "Ермак" предназначены для проводки судов в районах Арктики. В энергетическую установку ледокола входят девять главных дизель-генераторов, каждый из которых состоит из дизеля Вяртсиля-Зульцер типа Z40/48 длительной мощностью 4600 л.с. (6254,2 кВт),и генератор постоянного тока мощностью 3080 кВт и напряжением 800 В при скорости вращения 38,6 рад/с (380 об/мин). Три соединенных двухъякорных гребных электродвигателя постоянного тока имеют номинальную мощность 2 х 4410 кВт и напряжение 2x1200В. В качестве возбудителей генераторов и ГЭД используются статические тиристорные выпрямители .

Для питания судовых потребителей предусмотрено шесть вспомогательных ДГ переменного трехфазного тока мощностью 1126 кВт каждый при напряжении 400 В и скорости вращения 78,5 рад/с (750 об/мин).

Схемы главного тока всех ГЭД одинаковы. В каждую из них входят три главных генератора и один двухъякорный гребной электродвигатель, соединенные попеременно-последовательно в один контур. В случае необходимости главные генераторы могут подключаться к различным гребным электродвигателям.

Обмотки возбуждения генераторов питаются от реверсивных тиристорных возбудителей, каждый из которых состоит из двух мостов, включенных встречно-параллельно. На каждые три гене­ратора, питающих один ГЭД, вводятся два реверсивных возбудителя - основной и резервный, имеющие отдельные трансформа­торы питания.

Изменение скорости вращения ГЭД производится изменением напряжения генераторов, а направление вращения гребного электродвигателя - путем перемены полярности тока возбужде­ния генераторов и, соответственно, изменения направления тока главной цепи, рис. 14.3.

С хема управления током возбуждения главных генераторов работает следующим образом. Действительное значение тока возбуждения измеряется с помощью трансформатора на стороне переменного тока и выпрямляется преобразователем переменного тока. Поэтому полярность измеряемого тока всегда одинакова и независима от направления тока в обмотке возбуждения генератора. Ток заданной величины поступает из цепи управления на знакоинвертор. Так как полярность тока возбуждения генераторов определяется заданным направлением движения судна или направлением вращения генераторов, знакоинвертор задает требуемую полярность сигнала в зависимости от положения транзисторного переключателя, который управляется с помощью логической схемы реверсирования. Заданный сигнал усиливается ре­гулирующим усилителем и поступает на один из двух формирователей управляющих импульсов. В зависимости от полярности сигнала включается тиристорный возбудитель для входа "вперед" или "назад".

Управление током главной цепи происходит следующим образом. Сигнал задающей величины тока поступает от схемы регулирования мощности или скорости вращения. Действительное значение тока измеряется с помощью шунта главной цепи и преобразователем действительного значения тока. Далее перед поступлением на регулирующий усилитель оно может корректиро­ваться командным прибором главного механика. Мощность ГЭД определяется путем перемножения действительных значений напряжения генератора и тока главной цепи. Множитель образует действительное значение мощности, которое сравнивается с заданным.

Для управления током возбуждения ГЭД действительное его значение измеряется трансформатором, затем преобразуется измерительным преобразователем переменного тока и поступает на регулирующий усилитель тока возбуждения. Задаваемое значение тока возбуждения поступает через избиратель на этот же регулирующий усилитель из источника заданного значения основ­ного магнитного потока или через функциональные цепи усиления потока в зависимости от того, какое из них больше по абсолютной величине. Заданное значение магнитного потока ГЭД может изменяться в зависимости от установленной величины скорости вращения первичных двигателей и от количества включенных главных генераторов.

Величина же сигнала из функциональной цепи усиления по­тока зависит от силы тока главной цепи: если она превышает установленный предел, то ток возбуждения гребных электродвигателей увеличивается. Величина, пропорциональная току главной цепи, сравнивается с предельным значением начала усиления магнитного потока.

Анализ работы схем управления тока возбуждения генераторов, тока главной цепи, тока возбуждения, мощности и скорости вращения ГЭД показывает, что каждая из рассмотренных схем действует по принципу отклонения регулируемой величины.