МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
Херсонська державна морська академія
Морській коледж
ОПОРНИЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
з дисципліни
«Автоматизовані гребні електричні установки»
Херсон – 2012
Фролов О.М. Опорний конспект лекцій з дисципліни «Автоматизовані гребні електричні установки» для курсантів спеціальності 5.07010407 «Експлуатація електрообладнання і автоматики суден» електромеханічного відділення Морського коледжу ХДМА. - Херсон, ХДМА, 2012 - 68 с.
Галузь знань 0701 "Транспорт і транспортна інфраструктура"
Кваліфікаційний рівень: молодший спеціаліст
Тема 1. Общие сведения и понятия о гребных электрических установках
1.1. Виды и типы гребных установок
Судовые энергетические установки состоят из источника энергии, расположенного на судне, механизма передачи и механического движителя, преобразующего механическую энергию вращения в энергию поступательного движения судна.
Источники энергии на судах – в основном тепловые двигатели – дизели и паровые или газовые турбины. В них энергия топлива или тепловая энергия преобразуется в механическую.
Передача энергии от тепловых двигателей к судовым движителям может быть механической, гидравлической или электрической.
Установки с электрической передачей энергии к гребным винтам называются гребными электрическими установками – ГЭУ.
1.2. Схемы применяемых гребных установок
Надежными и экономичными гребными установками являются установки, которые включают тихоходные (низкооборотные) дизели 1, (рис.1.1) соединяемые непосредственно с гребными валами, на которых находятся гребные винты. Сила упора, развиваемая гребным винтом 3, передается корпусу судна через упорный подшипник 2.
Рис.1.1. Дизельная гребная установка
На судах с энергоустановками большой мощности и на быстроходных пассажирских лайнерах гребные винты 3 приводятся во вращение паровыми турбинами 1 с зубчатыми редукторами 4 (рис.1.2). Их называют турбозубчатыми агрегатами (ТЗА).
Рис.1.2. Гребная установка с паровой турбиной
На судах с атомными энергетическими установками тепловая энергия из атомных реакторов, преобразуется в механическую энергию также при помощи тепловых двигателей – паровых или газовых турбин. Атомные энергетические силовые установки (АЭСУ) значительно сложнее других установок, имеют высокую степень автоматизации, требуют большего числа квалифицированного обслуживающего персонала. Применение АЭСУ оправданно для крупнотоннажных танкеров и ледоколов, т.к. при этом увеличивается полезный объем, автономность плавания и сокращаются простои, необходимые для пополнения топливом.
Гребные электрические установки (ГЭУ) состоят из тепловых двигателей 1 (рис.1.3), которые работают на генераторы 2, постоянного или переменного тока 2, электроэнергия генераторов подается на гребные электродвигатели 3, через щит управления 4.
Рис.1.3. Схема гребной электрической установки
Гребные электродвигатели соединены с движителями (чаще всего с гребными винтами).
Также в схеме ГЭУ имеется система возбуждения 5. Пост управления ГЭУ 6 предназначен для управления схемой ГЭУ через системы ручного или автоматизированного управления 7.
ГЭУ позволяют уменьшить шумы, позволяют часто менять скорость и направление движения, а энергетическая установка может использоваться также и для питания других судовых механизмов.
1.3. Требования к гэу. Достоинства и недостатки гэу.
ГЭУ, как и все судовое оборудование должны обладать высокой надёжностью и безотказностью, а также иметь простое устройство и быть безопасными для обслуживания. ГЭУ не должны полностью выходить из строя и вызывать остановку судна в случае повреждения одного теплового двигателя, генератора, электродвигателя или системы управления ими.
Достоинства ГЭУ по сравнению с другими видами передачи:
- Для ГЭУ используются тепловые двигатели с высокой частотой вращения, что уменьшает массу.
- Отсутствие непосредственного соединения вала теплового двигателя с гребным валом позволяет оптимизировать режим работы и размеры судового движителя и уменьшить длину соединительных валов.
- Есть возможность переключения генераторов и гребных электродвигателей (ГЭД) в аварийных ситуациях для сохранения хода судна.
- Простота управления по сравнению с другими видами передачи;
- Высокая экономичность на малом и среднем ходе;
- В дизель - электрических ГЭУ можно применять агрегатный метод ремонта (каждый узел ремонтируют свои специалисты одновременно).
- Применения ГЭУ устраняет передачу вибрации гребного винта и ударов тепловым двигателям
Наряду с достоинствами ГЭУ имеют и недостатки:
1.- При электрической передачи в генераторах и ГЭД появляются дополнительные потери, снижающие к.п.д.- 5-8%
2.- Применение ГЭУ без автоматического управления требует увеличения обслуживающего персонала.
3.- ГЭУ имеют повышенные эксплуатационные расходы, но это часто компенсируется увеличением полезного груза.