Вгу на судах с винтом регулируемого шага
Валогенераторные установки с ВРШ нашли широкое применение как на транспортных судах, так и на судах рыбопромыслового флота.
На судах с ВГУ и ВРШ применяются два способа управления ГД: по валогенераторной или комбинированной характеристике.
При работе по валогенераторной характеристике скорость судна регулируется путем изменения шагового отношения винта с помощью механизма изменения шага, частота вращения при этом остается постоянной.
При регулировании ГД по комбинированной характеристике ВГ выводится из работы, а скорость судна изменяется одновременным регулированием шагового отношения и частоты вращения винта.
Комбинированный способ управления более экономичен, однако в этом случае необходимо отключать ВГ, так как частота вырабатываемой электроэнергии будет выходить за допустимые пределы. В связи с этим в ходовом режиме чаще всего ГД работает по валогенераторной характеристике с постоянной частотой вращения и обеспечивает не только ход судна, но и работу ВГ.
Опыт эксплуатации ВГУ на судах с ВРШ показал, что в ходовых режимах работы судна частота в судовой сети , как правило, не выходит за пределы ±2 Гц от номинального значения. Однако при ходе на сильном волнении, особенно в балласте, при оголении лопастей винта частота вырабатываемой ВГ электроэнергии может значительно изменяться, что приведет к отключению ВГ и обесточиванию судна.
Как правило, предусмотрена только кратковременная параллельная работа ВГ и ДГ на момент перевода нагрузки с одного генератора на другой. Это связано с тем, что даже незначительное изменение частоты вращения ГД может привести к перегрузке или переходу в двигательный режим ДГ и его отключение.
Синхронизация ВГ и ДГ, как автоматическая, так и ручная, производится путем воздействия на регулятор частоты вращения только со стороны ДГ.
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.
При использовании в качестве вспомогательного электродвигателя постоянного тока, частота вращения его регулируется путем изменения подводимого к двигателю напряжения при помощи управляемого выпрямителя. ВГУ такого типа представлена на рисунке 3.
Рис. 50.3. ВГУ с планетарной передачей:
1 – главный двигатель; 2 – ВФШ; 3 – валогенератор; 4 – редуктор с
планетарной передачей; 5 – вспомогательный электродвигатель постоянного тока;
6 – управляемый выпрямитель; 7 – ГРЩ
В установках с гидроприводом частота вращения гидромотора изменяется обратно пропорционально частоте вращения ГД, при этом гидронасос приводится в движение непосредственно от главного двигателя.
По динамическим характеристикам планетарные передачи с гидроприводом превосходят передачи со вспомогательным электродвигателем.
Общими достоинствами ВГУ с планетарными передачами являются сравнительно широкий диапазон регулирования частоты вращения ГД и относительно низкая стоимость установок. Среди недостатков следует отметить сравнительно низкий КПД, зависящий от частоты вращения ГД и нагрузки ВГ, а также высокие эксплуатационные расходы.