Вгу с планетарными передачами
Для поддержания постоянства частоты вращения ВГ в некоторых типах ВГУ применяются стабилизирующие планетарные передачи, установленные между выходным валом ГД и валогенератором.
Принцип действия передач с постоянной выходной частотой вращения основан на использовании планетарной зубчатой передачи, эпицикл которой может вращаться от дополнительного привода с помощью гидромотора или электродвигателя, увеличивая или уменьшая частоту вращения планетарного колеса, соединенного с валогенератором. При изменении частоты вращения входного вала планетарного механизма сохраняется постоянство частоты вращения ВГ.
Если выходной вал планетарной передачи соединить с валогенератором, а к двум входным валам подсоединить ГД и вспомогательный двигатель, то такая планетарная передача будет выполнять операцию суммирования двух частот вращения
,
где nВГ– частота вращения ВГ;
nГД– частота вращения ГД;
nВД– частота вращения вспомогательного двигателя (ВД).
Для поддержания постоянства частоты вращения ВГ (nВГ = const) частота вращения вспомогательного двигателя должна автоматически изменяться обратно пропорционально частоте вращения ГД.
Вгу с синхронным валогенератором и полупроводниковым преобразователем
В некоторых типах ВГУ частота вращения синхронного ВГ изменяется пропорционально частоте вращения ГД, в результате чего меняется и частота вырабатываемой ВГ электроэнергии. Для стабилизации и поддержания постоянства частоты в судовой сети при работе синхронного ВГ с переменной частотой вращения широко используются полупроводниковые преобразователи (ПП).
Наибольшее распространение нашли ВГУ с полупроводниковым преобразователем со звеном постоянного тока, который состоит из включенных последовательно выпрямителя, преобразующего напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока, и инвертора, производящего обратное преобразование. Таким образом, выходная частота преобразователя не зависит от частоты на его входе. Функциональная схема ВГУ данного типа представлена на рис.3.1.
В состав ВГУ входит синхронный ВГ и ПП, который выполнен на базе выпрямителя и ведомого сетью инвертора, а также синхронный компенсатор (СК). ВГ вырабатывает активную мощность, которая через ПП поступает с судовую сеть. ПП преобразует переменный ток одной частоты в переменный ток стабилизированной частоты. Особенностью ПП, выполненных на базе ведомых инверторов, является то, что они могут работать только на сеть, в которой уже есть источник переменного тока. Это необходимо для коммутации (запирания) тиристоров ведомого инвертора.
Рисунок 5.4– ВГУ с синхронным валогенератором и полупроводниковым преобразователем:
1 – ГД; 2 – ВФШ; 3 – синхронный ВГ; 4 редуктор; 5 выпрямитель;
6 – ведомый инвертор; 7 – синхронный компенсатор; 8 – ГРЩ
Таким образом, для нормальной работы ВГУ данного типа необходимо ввести в параллель с ВГ дизель-генератор или синхронный компенсатор (СК).
Синхронный компенсатор представляет собой синхронный электродвигатель, работающий без нагрузки в перевозбужденном, как синхронный генератор, режиме. Потребляя из сети незначительную активную мощность для своего вращения, СК формирует напряжение в сети, вырабатывая реактивную мощность.