Основные типы судовых сг.
На судах отечественной постройки применяют СГ следующих серий: МСК - морской синхронный с кремнийорганической изоляцией, МСС - морской синхронный с самовозбуждением, ГМС - генератор морской синхронный, ГСС - генератор синхронный с самовозбуждением, СБГ - судовой бесщеточный генератор и др.
Судовые СГ выполняют на напряжения 400 и 230 В, с соединением обмоток статора соответственно по схемам «звезда» и «треугольник», в диапазоне мощностей (30-2000) кВт при номинальном коэффициенте мощности cos φном = 0,8. Серии построены по принципу нарастания мощности при среднем коэффициенте нарастания 1,25-1,5, что облегчает выбор числа и мощности ГА и обеспечивает экономичную работу СЭС во всех режимах работы судна. Частоты вращения генераторов составляют 500, 750, 1000, 1500 и 3000 об/мин. В качестве ПД применяют дизели (при частоте вращения генератора 750 - 1500 об/мин) или турбины (при 1000, 1500 и 3000 об/мин).
Судовые СГ выпускают в горизонтальном исполнении на лапах, с одним свободным концом вала для соединения с турбиной через редуктор или при помощи муфты - с дизелем. Возможно фланцевое исполнение СГ. Самовентиляция осуществляется по замкнутому и разомкнутому циклам. Изоляция обмоток генераторов классов В, F и Н. Режим работы СГ всех типов продолжительный.
Перегрузочная способность СГ:
110% Iном в течение (60-120) мин.;
125% Iном в течение (10-30) мин.;
150% Iном в течение (1-5) мин.;
Без механических и тепловых повреждений генераторы выдерживают трехфазное КЗ в течение 5-10 с.
Генераторы постоянного тока
В судовых электроустановках ГПТ применяют для снабжения электроэнергией приемников силовых и осветительных сетей, а также для заряда АБ.
Системы возбуждения и характеристики гпт
Для возбуждения генераторов постоянного тока применяют независимую, параллельную и смешанную системы возбуждения (рис. 3.3). При независимой системе (рис. 3.3 а) обмотка возбуждения электрически не связана с обмоткой якоря,
Рисунок 3.3– Схемы подключения и внешние характеристики генераторов постоянного тока с различными системами возбуждения:
а — независимой; б — параллельной; в — смешанной
поэтому получает питание от постороннего источника, чаще всего другого ГПТ небольшой мощности. Обмотка (обмотки) возбуждения генераторов с параллельной (рис. 3.3, б) или смешанной (рис. 3.3, в) системами возбуждения электрически соединена с обмоткой якоря, которая по отношению к обмотке (обмоткам) возбуждения является источником питания.
Система возбуждения ГПТ определяет характер изменения напряжения в зависимости от тока нагрузки и выбирается в соответствии с назначением генератора.
Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения менее жесткая, чем генератора независимого возбуждения. Это объясняется тем, что у генератора с параллельным возбуждением, помимо причин, вызывающих уменьшение напряжения в генераторе независимого возбуждения (реакция якоря и падение напряжения в цепи якоря), действует еще и третья - уменьшение тока возбуждения, вызванное снижением напряжения от действия первых двух причин.
В судовых условиях генераторы независимого возбуждения применяют в СУ электроприводами системы генератор - двигатель (Г-Д), а параллельного возбуждения - в качестве возбудителей генераторов независимого возбуждения и для заряда АБ, так как при обратном токе они не перемагничиваются.
Генераторы смешанного возбуждения имеют на главных полюсах 2 обмотки возбуждения - параллельную и последовательную, магнитодвижущие силы которых складываются. В режиме холостого хода генератор имеет только параллельное возбуждение, так как ток нагрузки равен нулю. С увеличением тока нагрузки напряжение генератора практически не изменяется, что объясняется подмагничивающим действием последовательной обмотки возбуждения. Поэтому генераторы смешанного возбуждения не нуждаются в АРН. Эти генераторы применяются на судах в качестве основных генераторов СЭС.
Основные типы судовых ГПТ. Судовые генераторы постоянного тока серии ПМ (постоянного тока морского исполнения) с номинальным напряжением 115 и 230 В, мощностью 1,25-200 кВт применяют для питания приемников силовых и осветительных сетей. Для заряда аккумуляторных батарей применяют генераторы с напряжением, изменяющимся от 26 до 46 В серии ПМ (мощность 0,3-5,6 кВт) и серии КГ (2,75-5,6 кВт). На судах устанавливают также генераторы серий ГПМ, ПГ, ПГК, ПД и др. мощностью до тысяч киловатт и напряжением до 1200 В, разработанные по специальным заказам.
Изоляция обмоток ГПТ выполняется влаго-, водо- и маслостойкой. Обмотки якоря имеют изоляцию классов А, В, Н, а параллельная и последовательная обмотки возбуждения, а также обмотки добавочных полюсов - А, В, Н и F. Режим работы генераторов всех типов продолжительный.
Генераторы изготовляют горизонтального и вертикального исполнений с одним или двумя концами валов. В основном все генераторы имеют самовентиляцию по разомкнутому циклу посредством насаженного на вал вентилятора и лишь некоторые из них - с самовентиляцией по замкнутому циклу и с принудительной вентиляцией по разомкнутому циклу.
Судовые генераторы с параллельным возбуждением должны иметь АРН с погрешностью ± 2,5 % номинального. У генераторов смешанного возбуждения при изменении нагрузки от 20 до 100 % номинальное изменение напряжения не должно превышать ±5 % номинального. Генераторы постоянного тока с установившейся температурой нагрева должны выдерживать перегрузку по току 50 % номинального в течение 15с