1.История

Первым примером применения на судах электричества принято считать использо-

ние гальванических батарей для вращения гребных колес прогулочной лодки. Эти бата-

реи были установлены на лодке в 1834 г. русским академиком Б. С. Якоби. Они позволя-

ли пеедвигаться по Неве навстречу течению со скоростью около 4 км/ч.

Реальному применению электроприводов на судах долгое время мешало отсутствие надёжных и экономичных источников электроэнергии - генераторов и ее потребителей –

вначале электроосветительных приборов, а затем и электродвигателей.

Лишь после разработки в 70-х гг. 19 века и начала производства электрических ма-

шин постоянного тока работы по внедрению электричества на судах восстановились.

Все судовые электрические установки того времени работали на постоянном токе при напряжении, как правило, не превышавшем 110 В.

Переход на переменный ток на судах стал возможным благодаря работам русского учёного М.О. Доливо-Добровольского, который в 1889 г. построил простой и надёжный асинхронный трёхфазный электродвигатель.

В 1920 г. был принят так называемый план ГОЭЛРО ( Государственный план элек-

трификации России ), разработанный русским учёным-электротехником Кржижановским Г.М., который предусматривал создание в России сети гидро- и теплоэлектростанций с суммарной мощностью 3 млн. кВт. Выполнение этого плана позволило электрифициро-

вать промышленность и сельское хозяйство.

В период 30-40 гг. ХХ столетия происходило быстрое развитие электрификации

страны – были построены мощные гидро- и тепловые электростанции, заводы по производ

ству электрических машин и электрооборудования.

В период с 1960 по 1970 г. осуществляется переход к использованию на судах пере

менного тока. Это стало возможным благодаря началу выпуска специально для судов гене

раторов 3-фазного переменного тока и асинхронных двигателей серии МАП ( морской асинхронный полюсопереключаемый ) с 2-мя и 3-мя скоростями.

Одновременно разрабатывались и внедрялись на судах системы автоматизировано-

го и автоматического управления и контроля различными видами судового электрообору-

дования ( см. ниже ).

На судах отечественного производства устанавливались различного рода такие си

стемы – навигационные, управления главными и вспомогательными двигателями, судовы-

ми электроприводами и др.

Основные законы элекротехники

Закон Ома

    Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка. И записывается формулой: R=U/ I.

Закон Джоуля — Ленца

Мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании электрического тока, пропорциональна произведению плотности электрического тока на величину электрического поля

Законы Кирхгофа

Первый закон (ЗТК, Закон токов Кирхгофа) гласит, что алгебраическая сумма токов в любом узле любой цепи равна нулю (значения вытекающих токов берутся с обратным знаком)

Второй закон (ЗНК, Закон напряжений Кирхгофа) гласит, что алгебраическая сумма падений напряжений по любому замкнутому контуру цепи равна алгебраической сумме ЭДС, действующих вдоль этого же контура. Если в контуре нет ЭДС, то суммарное падение напряжений равно нулю: для постоянных напряжений:

для переменных напряжений:

2. ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА СУДНЕ - Устройства для преобразования энергии органического топлива, пара или химической энергии в электрическую. На современных судах дизель-генераторы и газотурбогенераторы пре-образуют в электроэнергию энергию дизельного топ-лива или керосина, а паротурбогенераторы — энергию нагретого пара, вращающего лопатки паровой турбины. Электрохимические аккумуляторы, применяемые на судах в основном как аварийные источники, преобразуют химическую энергию в электрическую.

ГЕНЕРАТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО И ПОСТОЯННОГО ТОКА

Генераторы переменного тока. На судах применяют синхронные генераторы с самовозбуждением и независимым возбуждением. Возбудителем для питания обмотки возбуждения СГ с независимым возбуждением является генератор постоянного тока, соединенный с дизелем посредством эластичной муфты. СГ с самовозбуждением имеет прямое фазное компаундирование (ПФК), обеспечивающее автоматическое регулирование тока возбуждения и соответственно напряжение СГ при изменениях нагрузки и коэффициента cos ф. Аппаратуру стабилизации напряжения поставляют в комплекте с СГ в виде отдельных блоков.

характеристики СГВ синхронном генераторе при нагрузке ток статора создает намагничивающую силу статора, взаимодействующую с намагничивающей силой ротора, что влияет на изменение магнитного потока, значение э. д. с. и соответственно напряжение генератора.

Генератор постоянного тока

Современные условия развития производственной сферы предполагают использование большого количества электроэнергии в различных ее видах. Как правило, мы слышим о широком распространении и востребованности переменного тока, однако, во многих сферах используется и постоянный.

Для его получения используется особый вид энергогенерирующего оборудования – генератор постоянного тока. Данное устройство строится на принципе преобразования механической энергии в электрическую.

Как и другим источникам энергии, генератору постоянного тока свойственны такие основные характеристики, как:

Номинальное напряжение;

Номинальный ток;

Мощность;

Частота вращения.

В частности, показатели мощности таких установок могут очень существенно колебаться и находятся в диапазоне от нескольких КВт до 10 МВт.

Устройства данного типа, в свою очередь, подразделяются на 2 основные группы в зависимости от способа возбуждения:

Генераторы с независимым возбуждением;

Генераторы с самовозбуждением.

В первом случае обмотка возбуждения питается от посторонних источников энергии в виде вспомогательных генераторов или аккумуляторов. Также при небольших мощностях в качестве источника питания используется магнитоэлектрический принцип.

Во втором случае обмотка питается от энергии, вырабатываемой самим генератором.

Устройство генератора постоянного тока

Принципом, на котором основывается работа генератора постоянного тока, является электромагнитная индукция и устройство самой установки включает в себя несколько основных узлов.

Неподвижная индуктирующая часть;

Вращающаяся индуктируемая часть – якорь.

Неподвижная часть включает главные и дополнительные полюса, а также станину. Полюса представляют собой стальные сердечники с размещенными на них катушками с обмоткой возбуждения, как правило, из медного провода.

Вращающийся якорь включает стальной сердечник с медной обмоткой и коллектор.

Впоследствии при работе установки постоянный ток проводится через обмотку возбуждения и происходит образование магнитного потока полюсов.

Обе части генератора объединяются в одну цепь при помощи специальных неподвижных щеток из графита или графитного сплава.

3.