Принципиальные схемы гэу постоянного тока
Наиболее целесообразно применение синхронных генераторов, а ГЭД получают постоянный ток через полупроводниковые неуправляемые выпрямители. Это система СГ – В – Д, а ее принципиальная схема имеет вид, показанный на рисунке 8.9.
Рис.8.9. Схема системы СГ – В - Д
Схема состоит из теплового двигателя 1, от которого работает синхронный генератор (СГ) – 2. Он вырабатывает переменное напряжение, которое выпрямляется выпрямителем В – 3 и подается на ГЭД - 4. Для работы электрических машин используются возбудитель генератора (ВГ) -5 и двигателя (ВД) – 6. управление работой схемы проводится с пульта управления (ПУ) – 7 через схему управления – 8.
КПД синхронного генератора с выпрямителем на 3 – 4 % выше, чем генератора постоянного тока. Данная схема позволяет иметь постоянную частоту вращения тепловых двигателей и проводить реверс гребного винта переключением направления тока возбуждения двигателя.
На значительной части судов еще применяется система генератор-двигатель (Г-Д), а принципиальная схема имеет вид, показанный на рисунке 8.10.
Рис.8.10. Схема ГЭУ с системой Г-Д
Частота вращения ГЭД изменяется при изменении тока обмотки независимого возбуждения ОНВВГ возбудителя генератора ВГ. Этот ток управляется через потенциометрически соединенные резисторы на посту управления.
Кроме показанных схем применяются и другие системы, различающиеся схемами управления частотой ГЭД.
Гребные электродвигатели и генераторы
Гребные электродвигатели постоянного тока являются реверсивными машинами с частотой вращения 100-250 об./мин., мощность до десятков тысяч кВт и напряжение 1000-1200В на якорь. Двигатели снабжаются компенсационными обмотками.
ГЭД часто выполняют двухъякорными, когда каждый якорь имеет свою магнитную систему, - это уменьшает диаметр и момент инерции машины, повышает надежность и увеличивает мощность.
Исполнение ГЭД защищенное. Для ГЭД применяют принудительную вентиляцию по замкнутому циклу с воздухоочистителями в незамкнутом помещении.
Охлаждающий воздух в помещении проходит через вентилятор, ГЭД, воздухоочиститель, где охлаждается забортной водой и снова возвращается в помещение.
Частота вращения синхронных генераторов зависит от частоты вращения тепловых двигателей. У дизель - генераторов 1000-1500 об./мин., у турбогенераторов 3000 об./мин. и более.
Генераторы имеют защищенное исполнение с принудительной вентиляцией или вентиляцией по разомкнутому циклу.
Номинальное напряжение машин постоянного тока согласно “Правилам Регистра” не должно превышать 1200В.
Из-за потерь на выпрямителях и влияния индуктивного сопротивления коэффициент выпрямления напряжения.
Поэтому практически номинальное линейное напряжение не превышает 1000В.
8.8. Частичные режимы работы гэу
В ГЭУ могут работать не все генераторы. При этом уменьшается скорость судна, уменьшается расход топлива, но увеличивается продолжительность рейса и дальность плавания. Такие режимы называют экономичными или экономическими.
Если скорость судна уменьшается из-за штормовой погоды или неисправностей и остановки тепловых двигателей генераторов – то такие режимы называют аварийными.
В ГЭУ постоянного тока в режимах экономичного хода или в аварийном режиме работают не все генераторы.
Например, если ГЭУ имеет 4 генератора, то можно оставить один, два или 3 генератора. При таком числе генераторов могут быть включены как один, так и два якоря ГЭД. Включение одного якоря приводит к уменьшению потерь и повышению общего к.п.д. ГЭУ.
При отключении части генераторов остальные генераторы должны работать на полную мощность. Напряжение на зажимах ГЭД уменьшается пропорционально числу включенных генераторов. В этом случае для получения номинального тока необходимо ослабить магнитный поток в ГЭД, и частота вращения ГЭД – возрастет.
При параллельном соединении генераторов момент на гребном валу уменьшается при уменьшении числа включенных генераторов, соответственно уменьшается и частота вращения ГЭД, чтобы ГЭД развивал номинальную мощность или номинальный момент вращения. Например, трехвальное судно может двигаться, когда работает только средний гребной винт или 2 боковых.