- •Автоматизированные гребные электрические установки
- •Содержание
- •Введение
- •1. Гребные электрические установки (гэу)
- •1.1 Назначение и типы гэу
- •1.2 Сопротивление воды и воздуха движению судна
- •1.3 Судовые движители
- •1.4 Рабочие характеристики винта
- •1.5 Реверсивная характеристика винта
- •2 Выбор основных параметров гэу. Выбор типа гэу
- •2.1 Выбор рода тока, напряжения, частоты
- •3 Выбор числа и мощности гребных электродвигателей
- •3.1 Порядок расчета мощности на валу гребного электродвигателя
- •4 Выбор главных генераторов
- •4.1 Требования к качеству электроэнергии в гэу
- •4.2 Пример расчета мощности гэд и главных генераторов
- •5 Гребные электродвигатели, генераторы и вентильные преобразователи тока и частоты
- •5.1 Общие положения
- •5.2 Возбудители генераторов и гэд
- •5.3 Гэу постоянного тока
- •5.3.1 Структура гэу и схемы главного тока
- •5.3.4 Защита гэу постоянного тока
- •5.4 Гэу переменного тока
- •5.4.4 Типы гребных двигателей
- •5.4.5 Асинхронные синхронизируемые машины
- •5.4.6 Асинхронно-вентильный каскад (авк)
- •5.4.7 Электромеханический каскад
- •5.4.8 Электрические машины с водяным охлаждением
- •6 Новые источники электроэнергии
- •6.1 Магнитогидродинамические генераторы
- •6.2 Электрохимические генераторы (эхг)
- •6.3 Термоэлектрические генераторы (тэг)
- •7 Режимы работы гэу переменного тока. Работа одновальной тэгу
- •7.1 Режимы экономичного хода и аварийные режимы
- •8 Защита гэу переменного тока
- •8.1 Максимальная защита
- •8.2 Продольная дифференциальная защита
- •8.3 Защита обмотки возбуждения от замыкания на корпус
- •8.4 Защита гребных электродвигателей
- •9 Пуск и реверсирование гэд в гэу переменного тока
- •9.1 Пуск гэд
- •9.2 Реверсирование гэд
- •10 Гэу двойного рода тока
- •11 Единая судовая электростанция с гэу постоянного тока на управляемых вентилях
- •12 Гэу с гэд переменного тока со статическими преобразователями частоты
- •12.1 Двухзвенный полупроводниковый преобразователь частоты
- •12.2 Непосредственный полупроводниковый преобразователь частоты (нппч)
- •12.3 Есэ с повышенным переменным напряжением 800в и гэд постоянного тока
- •12.4 Снижение высших гармоник в судовой сети при применении управляемых выпрямителей и преобразователей частоты
- •13 Судовые схемы гэу переменного тока с есэ
- •14 Гэу современных судов и их системы управления
- •14.2 Гэу морских паромов типа "Сахалин"
- •14.4 Гэу океанографического судна "Аранда"
- •14.5 Сравнительный анализ схем управления гэу
- •14.6 Гэу промысловых судов
- •15 Вопросы эксплуатации гэу
- •16 Электробезопасность и пожаробезопасность гэу
- •17 Оптимизация эксплуатационных режимов гэу
- •17.1 Гэу как системы подчиненного управления
- •17.2 Способ подчиненного управления со связью регуляторов по нагрузке
- •17.3 Оптимизация параметров синтезированных регуляторов
- •18 Автоматическое управление гэу
- •18.1 Способ и средства управления
- •Список использованной литературы
- •Автоматизированные гребные электрические установки
- •98309 Г. Керчь, ул. Орджоникидзе, 82
4 Выбор главных генераторов
Число генераторов будет выбранено правильно, если удастся обеспечить высокий КПД при разных режимах, небольшую стоимость, простоту обслуживания и надежность работы.
В ГЭУ постоянного тока мощностью более 1500 кВт обычно устанавливают 2 и более генераторов. В ГЭУ переменного ток мощностью до 3000 кВт – один ДГ.
Мощность генераторов определяют по мощности гребных эл.двигателей. Скорость генераторов выбирают в соответствии со скоростью первичного двигателя.
4.1 Требования к качеству электроэнергии в гэу
В главных генераторах ГЭУ при номинальном напряжении допускаются перегрузки по току до 10% в течении 2 часов и до 25% в течении 5 мин.
Генераторы постоянного тока должны выдерживать в маневренных режимах перегрузки по току до 2Iн-5с и 1,6Iн-60с. Генераторы переменного тока – перегрузки по току до 4Iн-3с.
Главные генераторы постоянного тока мощностью более 600кВт должны допускать форсироровку возбуждения до 25%, а генераторы переменного тока 3,5 кратную от номинального значения 30с при пониженной на 20% частоте.
ГЭД постоянного тока допускают форсировку возбуждения до 25% в течение часа в швартовом режиме, а ГЭД переменного тока – длительно до 15% для обеспечения работы установки при волнении моря.
Главные машины ГЭУ снабжаются принудительной вентиляцией. КПД главных генераторов д.б. 91% при Р 300кВт и не меньше 95% при Р>2500кВт на постоянном токе и на переменном токе 95% при P<1000кВт и 97,5% при Р> 5000кВт.
КПД ГЭД д.б. 92-94% при Р 5000кВт на постоянном токе и при переменном токе 95-97% при Р 4000кВт.
Системы возбуждения главных генераторов постоянного тока должны иметь резерв по мощности не менее 20% мощности обмоток возбуждения и запас по напряжению не менее 50% от номинального.
Возбудители генераторов переменного тока должны обеспечивать кратковременную форсировку мощности генераторов в 3,5 раза при пусках и реверсах ГЭД, а также длительную форсировку до 15% сверх номинального значения при движении судна в условиях волнения моря.
При использовании ЭМУ с поперечным или продольным полем предусматривается их работа на ненасыщенном участке кривой намагничивания. При применении магнитных усилителей (МУ) в системах возбуждения целесообразно использовать двухтактные схемы, в которых обмотка возбуждения главных машин делится на две равные части и включается по схеме электрического моста.
Быстродействие системы возбуждения определяется скоростью нарастания напряжения возбуждения и величиной его форсировки. Величина постоянных времени цепей возбуждения составляет 1-2с. Величина коэффициента форсировки находится в пределах 0,7-2,8 при однократной форсировке, в зависимости от величины постоянной времени возбудителя.
4.2 Пример расчета мощности гэд и главных генераторов
Дано: Тип судна – плавбаза.
Длина L=165,4м.
Ширина В=21,8м.
Осадка Т=8,08.
Водоизмещение V=16800г; 1025кг/м .
Скорость Vs=15узлов.
1. Рассчитать буксировочную мощность ;
.
V=16390м (16800:1,025); =15·0.515=7.725м/c = Vs 0,515м/c.
С=68 по диаграмме Пампеля при
; .
;
х =1,05 для двух валов;
.
.
2. Полезная тяга: .
3. Коэффициент попутного потока для двухвинтовых судов
.
4. Коэффициент засасывания: .
5. Полная сила упора, создаваемая гребными валами .
6. Осевая скорость винта .
7. Диаметр гребных винтов в кормовом подзоре .
8. Угловая скорость винта «Vв», определяем величину коэффициента и К1:
Принимаем Vв =2рад/с.
; об/с.
.
9. КПД изолированного винта определяем по вспомогательной диаграмме Пампеля в зависимости от и К1:
.
10. Пропульсивный КПД:
,
где i- множитель Фруда = 0,97-1, учитывающий неравномерность потока
.
11. Мощность, подводимая к гребному винту: .
12. Мощность на валу ГЭД:
где ηв = 0,95 - КПД валопровода.
13. Выбираем 2 двигателя по 2350кВт, т. ПГ150, U=1000В, , Iя=2500А, с независимым возбуждением.
14. Определяем мощность генераторов: .
Вопросы для самоконтроля.
Требования к качеству электроэнергии в ГЭУ
Пример расчета мощности ГЭД и главных генераторов.