Ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις κωπηλασίας διαλέξεις για ναυτικές σχολές. Ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις κωπηλασίας. Αντοχή νερού και αέρα στην κίνηση του πλοίου

Αυτοματοποιημένη κωπηλασία

Ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις

Σημειώσεις διάλεξης

για φοιτητές ειδικότητας 7.07010404

«Λειτουργία ηλεκτρολογικού εξοπλισμού και αυτοματισμού πλοίου»

εκπαίδευση πλήρους και μερικής απασχόλησης

Κερτς, 2011

Κριτής: Dvorak N.M., Υποψήφιος Τεχνικών Επιστημών, Αναπληρωτής Καθηγητής του Τμήματος KSMTU.

Οι σημειώσεις της διάλεξης εξετάστηκαν και εγκρίθηκαν στη συνεδρίαση

Τμήμα ΕΣιΑΠ ΚΣΜΤΟΥ Αριθμ. πρωτοκόλλου 18/10/2011

στη συνεδρίαση της μεθοδολογικής επιτροπής του MF KSMTU,

Πρωτόκολλο αριθμ. 2 της 1.12.2011

Ó Kerch State Maritime

Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο, 2011

Εισαγωγή
1 Ηλεκτρικές εγκαταστάσεις κωπηλασίας (PPU)
1.1 Σκοπός και τύποι σταθμών ηλεκτροπαραγωγής
1.2 Αντοχή νερού και αέρα στην κίνηση του σκάφους
1.3 Προώθηση πλοίου
1.4 Απόδοση έλικας
1.5 Χαρακτηριστικό αναστρέψιμης προπέλας
2. Επιλογή των κύριων παραμέτρων του GEM. Επιλογή του τύπου της μονάδας παραγωγής ενέργειας
2.1 Επιλογή τύπου ρεύματος, τάσης, συχνότητας
3 Επιλογή του αριθμού και της ισχύος των κινητήρων πρόωσης
3.1 Η διαδικασία για τον υπολογισμό της ισχύος στον άξονα του κινητήρα πρόωσης
4 Επιλογή κύριων γεννητριών
4.1 Απαιτήσεις για την ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας στο εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας
4.2 Παράδειγμα υπολογισμού της ισχύος του PEM και των κύριων γεννητριών
5 Κινητήρες έλικας, γεννήτριες και μετατροπείς βαλβίδων ρεύματος και συχνότητας
5.1 Γενικά
5.2 Γεννήτρια και διεγέρτες PEM
5.3 DC GEM
5.3.1 Η δομή του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής και το κύριο κύκλωμα ρεύματος
5.3.2 Λειτουργίες οικονομίας και έκτακτης ανάγκης
5.3.3 Σύστημα διέγερσης σταθμού ηλεκτροπαραγωγής
5.3.3.1 Κύκλωμα γεννήτριας-μοτέρ (G-D) με διεγέρτη τριών περιελίξεων
5.3.3.2 Σύστημα G-D με αυτόματο έλεγχο ισχύος
5.3.3.3 Έλεγχος ισχύος με αλλαγή της μαγνητικής ροής HEM
5.3.3.4 Προστασία σταθμού ηλεκτροπαραγωγής συνεχούς ρεύματος
5.3.3.5 Ρύθμιση ισχύος με αλλαγή της μαγνητικής ροής HEM
5.3.4 Προστασία DC GEM
5.3.4.1 Προστασία των κύριων κινητήρων ντίζελ από ακούσια αναστροφή
5.3.4.2 Εκκίνηση και αντιστροφή του HEM
5.4 Σταθμός ηλεκτροπαραγωγής AC
5.4.1 Χαρακτηριστικά λειτουργίας και σχήματος του κύριου ρεύματος του GEM
5.4.2 DEGU
5.4.3 Παράλληλη λειτουργία σύγχρονων γεννητριών
5.4.3.1 Αυτοσυγχρονισμός
5.4.3.2 Κατανομή φορτίου
5.4.4 Τύποι έλικας
5.4.5 Ασύγχρονα συγχρονισμένα μηχανήματα
5.4.6 Καταρράκτης ασύγχρονης βαλβίδας (AVK)
5.4.7 Ηλεκτρομηχανικός καταρράκτης
5.4.8 Υδροψύκτες ηλεκτρικές μηχανές
6 Νέες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας
6.1 Μαγνητοϋδροδυναμικές γεννήτριες
6.2 Ηλεκτροχημικές γεννήτριες (ΗΚΓ)
6.3 Θερμοηλεκτρικές γεννήτριες (TEG)
7 Τρόποι λειτουργίας εναλλασσόμενου ρεύματος GEM. Λειτουργία μονού άξονα TEGU
7.1 Λειτουργίες οικονομίας και έκτακτης ανάγκης
8 Προστασία σταθμού ηλεκτροπαραγωγής AC
8.1 Μέγιστη προστασία
8.2 Διαμήκης διαφορική προστασία
8.3 Προστασία περιελίξεων πεδίου έναντι σφάλματος γείωσης
8.4 Προστασία κινητήρα πρόωσης
9 Εκκίνηση και αντιστροφή του HEM στο AC GEM
9.1 Εκκίνηση του HEM
9.2 Αντιστροφή HED
10 σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής διπλού ρεύματος
11 Ενοποιημένος σταθμός ηλεκτροπαραγωγής πλοίου με μονάδα παραγωγής ενέργειας συνεχούς ρεύματος σε ελεγχόμενες βαλβίδες
12 GEM με AC PM με μετατροπείς στατικής συχνότητας
12.1 Μετατροπέας συχνότητας ημιαγωγών δύο σταδίων
12.2 Άμεσος μετατροπέας συχνότητας στερεάς κατάστασης
12.3 ESE με αυξημένη εναλλασσόμενη τάση 800V και DC PM
12.4 Μείωση υψηλότερων αρμονικών στο δίκτυο του πλοίου όταν χρησιμοποιούνται ελεγχόμενοι ανορθωτές και μετατροπείς συχνότητας
13 Διαγράμματα πλοίων σταθμού εναλλασσόμενου ρεύματος με ESE
14 σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής σύγχρονων πλοίων και τα συστήματα ελέγχου τους
14.1 Μονάδα ηλεκτροπαραγωγής του πορθμείου-παγοθραυστικού τύπου «Α. Κορομπίτσιν"
14.2 Μονάδα ηλεκτροπαραγωγής θαλάσσιων πλοίων τύπου Σαχαλίνης
14.3 Μονάδα ηλεκτροπαραγωγής γραμμικών παγοθραυστικών τύπου Ermak
14.4 Σταθμός ηλεκτροπαραγωγής του ωκεανογραφικού σκάφους "Aranda"
14.5 Συγκριτική ανάλυση σχημάτων ελέγχου σταθμών ηλεκτροπαραγωγής
14.6 Μονάδα ηλεκτροπαραγωγής αλιευτικών σκαφών
14.6.1 Εργοστάσιο πρόωσης πλοίων τύπου "St. John's wort"
14.6.2 Σταθμός ηλεκτροπαραγωγής του έργου μηχανότρατας Β 422
14.6.3 Σταθμός ηλεκτροπαραγωγής της τράτας "Arctic Trawler"
15 Θέματα λειτουργίας του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής
16 Ηλεκτρική ασφάλεια και πυρασφάλεια σταθμών ηλεκτροπαραγωγής
17 Βελτιστοποίηση των τρόπων λειτουργίας του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής
17.1 GEM ως δευτερεύον σύστημα ελέγχου
17.2 Μέθοδος υποτελούς ελέγχου με επικοινωνία ελεγκτή φορτίου
17.3 Βελτιστοποίηση των παραμέτρων των συγχρονισμένων ελεγκτών
18 ΑΥΤΟΜΑΤΟ ΕΛΕΓΧΟΣ GEM
18.1 Μέθοδος και μέσα ελέγχου
Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας

Εισαγωγή

Η πρώτη ηλεκτρική εγκατάσταση κωπηλασίας εμφανίστηκε στη Ρωσία το 1838. Ήταν μια βάρκα με ρόδες κουπιών, που ταξίδευε κατά μήκος του Νέβα. Ο εφευρέτης ήταν ένας Ρώσος επιστήμονας, ο ακαδημαϊκός B.S. Jacobi, ο οποίος χρησιμοποίησε έναν κινητήρα συνεχούς ρεύματος για να περιστρέψει τους τροχούς κουπιών.

Στη δεκαετία του 70-80 του 19ου αιώνα, τα πρώτα ηλεκτρικά πλοία εμφανίστηκαν στην Ευρώπη. Στη Ρωσία, στις αρχές του 20ου αιώνα, τα πρώτα πετρελαιοηλεκτρικά πλοία ήταν τα Vandal και Sarmat.

Στην ΕΣΣΔ, η κατασκευή ηλεκτρικών πλοίων ξεκίνησε τη δεκαετία του 1930. Ένας μεγάλος αριθμός από αυτά κατασκευάστηκαν σε σχέση με την ανάπτυξη της Βόρειας Θαλάσσιας Διαδρομής και την ανάπτυξη του αλιευτικού στόλου.

Τα ηλεκτρικά πλοία μπορούν να ικανοποιήσουν μια μεγάλη ποικιλία συνθηκών και απαιτήσεων από την πλευρά της λειτουργίας, του σχεδιασμού του πλοίου και των τεχνικών χαρακτηριστικών, και για ορισμένους τύπους πλοίων είναι απαραίτητα συστήματα ηλεκτρικής πρόωσης που είναι εξοπλισμένα με παγοθραυστικά, πορθμεία, αλιευτικά σκάφη, σκάφη διάσωσης, ρυμουλκά , και τα λοιπά.

Υποσχόμενες κατευθύνσεις για την ανάπτυξη συστημάτων ηλεκτρικής πρόωσης είναι η εισαγωγή μονάδων εναλλασσόμενου ρεύματος με μετατροπείς συχνότητας ημιαγωγών και PEM με διανυσματικό έλεγχο, καθώς και η χρήση κύριων μηχανών με υπεραγώγιμα τυλίγματα, που καθιστούν δυνατή τη μείωση των χαρακτηριστικών βάρους και μεγέθους και εφαρμόστε την καλύτερη διάταξη του ηλεκτρικού εξοπλισμού στο μηχανοστάσιο του πλοίου.

Θεματικό σχέδιο πειθαρχίας

και κατανομή του χρόνου μελέτης σύμφωνα με τα θέματα των μαθημάτων

Ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις κωπηλασίας (PPU)

Σκοπός και τύποι σταθμών ηλεκτροπαραγωγής

Η ηλεκτρική πρόωση των πλοίων πρέπει να νοείται ως η κίνησή τους με χρήση ηλεκτρικής ενέργειας από ηλεκτρικές εγκαταστάσεις πρόωσης.

Το GEM περιλαμβάνει:

α) κύριος κινητήρας (ντίζελ ή στρόβιλος).

β) κύριες γεννήτριες που παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια στον έλικα κινητήρα·

γ) κινητήρας έλικας συνδεδεμένος με τον έλικα.

δ) μια έλικα (βίδα) που επικοινωνεί την κίνηση στο πλοίο.

Ανάλογα με τον τύπο του ρεύματος, τα GEM χωρίζονται σε εγκαταστάσεις συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιούνται σε πλοία όπου απαιτείται υψηλή ευελιξία και συχνή αναστροφή του έλικα κινητήρα (παγοθραυστικά, πορθμεία, φαλαινοθηρικά πλοία κ.λπ.). Οι σταθμοί εναλλασσόμενου ρεύματος χρησιμοποιούνται σε πλοία για τα οποία η αποτελεσματικότητα της εγκατάστασης είναι υψίστης σημασίας.

Ανάλογα με τον τύπο του πρωτεύοντος κινητήρα, οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής χωρίζονται σε ηλεκτρικούς ντίζελ (DEGU) και στροβιλοηλεκτρικούς (TEGU). Στα αλιευτικά σκάφη, κατά κανόνα, χρησιμοποιείται DEGU.

Η ισχύς του κινητήρα ντίζελ και η ταχύτητά του ρυθμίζονται αλλάζοντας την ποσότητα καυσίμου που παρέχεται στον κύλινδρο. Η εξάρτηση και από την περιοριστική παροχή καυσίμου ονομάζεται εξωτερικά χαρακτηριστικά (Εικόνα 1.1). Ομοίως, οι εξαρτήσεις που λαμβάνονται με χαμηλότερη παροχή καυσίμου ονομάζονται μερικά χαρακτηριστικά. Τόσο στα εξωτερικά όσο και στα μερικά χαρακτηριστικά, η ροπή σχεδόν δεν αλλάζει όταν αλλάζει η ταχύτητα του ντίζελ.

Οι επιτρεπόμενες υπερφορτώσεις για έναν κινητήρα ντίζελ είναι 10-15% Ο κινητήρας ντίζελ αναπτύσσει την ονομαστική του ταχύτητα στη μέγιστη παροχή καυσίμου. Στο ενεργοποιείται ο ρυθμιστής ορίου, ο οποίος σταματά την παροχή καυσίμου από την αντλία καυσίμου. Οι μεγάλοι diesel, επιπλέον, διαθέτουν ρυθμιστή all-mode που μπορεί να ρυθμιστεί σε οποιαδήποτε ταχύτητα.

Τα CHP λειτουργούν συνήθως με εναλλασσόμενο ρεύμα, όπου η ικανότητα των στροβίλων να αλλάζουν ταχύτητα σε μεγάλο εύρος χρησιμοποιείται απλώς αλλάζοντας την ποσότητα του ατμού. Επιτρέπουν υπερφόρτωση.

Επί του παρόντος, αρχίζουν να χρησιμοποιούνται και εγκαταστάσεις αεριοστροβίλων.

Σύμφωνα με τον σκοπό τους, οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής χωρίζονται σε κύριες (ή αυτόνομες), βοηθητικές και συνδυασμένες.

Στα κύρια εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής, η έλικα κινείται μόνο από τον κινητήρα της προπέλας, ο οποίος τροφοδοτείται από τις κύριες γεννήτριές του.

Σε βοηθητικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, οι κύριες γεννήτριες τροφοδοτούν τους μηχανισμούς παραγωγής κατά τη λειτουργία και οι κινητήρες προπέλας κατά τη μετάβαση.

Στα συνδυασμένα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής, ο κοχλίας κινείται τόσο από τον κύριο κινητήρα όσο και από τον ηλεκτροκινητήρα, ο οποίος καταναλώνει την ελεύθερη ισχύ των βοηθητικών γεννητριών. Ένας επιπλέον κινητήρας έλικας σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιείται είτε για να βοηθήσει τον κύριο είτε για ανεξάρτητη εργασία στον έλικα σε χαμηλές ταχύτητες πλοίου είτε ως γεννήτρια απογείωσης ισχύος.

Τα οφέλη του GEM περιλαμβάνουν:

α) ελευθερία επιλογής θέσης στο πλοίο·

β) τη δυνατότητα χρήσης κινητήρων ντίζελ υψηλής ταχύτητας, μη αναστρέψιμες, μικρού μεγέθους·

γ) καλή ικανότητα ελιγμών.

δ) την ικανότητα εργασίας με ελλιπή αριθμό κύριων μονάδων.

ε) υψηλή ικανότητα επιβίωσης.

στ) την ικανότητα εργασίας σε δύσκολες συνθήκες πλεύσης, που παρέχεται από την υψηλή ικανότητα υπερφόρτωσης των ηλεκτρικών μηχανών.

ζ) τη δυνατότητα χρήσης των κύριων γεννητριών για την τροφοδοσία άλλων καταναλωτών.

Τα μειονεκτήματα των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής σε σύγκριση με τις μονάδες ντίζελ και στροβίλου είναι:

α) χαμηλή απόδοση λόγω διπλής μετατροπής ενέργειας.

β) υψηλό ειδικό βάρος και κόστος.

γ) αυξημένο προσωπικό.

Αντοχή νερού και αέρα στην κίνηση του πλοίου

Ένα σκάφος που είναι ακίνητο στο νερό υπόκειται σε δυνάμεις πίεσης, η προκύπτουσα των οποίων είναι ίση με τη βαρύτητα του σκάφους και κατευθύνεται απέναντι από αυτό (Εικόνα 1.2). Όταν το πλοίο κινείται, το αποτέλεσμα των δυνάμεων της πίεσης Rαποκλίνει από την κατακόρυφη θέση και το σημείο εφαρμογής του μετατοπίζεται κατά μήκος του DP προς τη μύτη.

Εικόνα 1.2 - Διάγραμμα των δυνάμεων που δρουν στο πλοίο.

Η ισορροπία του συστήματος δεν θα διαταραχθεί εάν το κέντρο βάρους του πλοίου Οεφαρμόστε δύο αντίθετες δυνάμεις R 1και R 2ίσο σε μέγεθος και παράλληλο R. Έλαβε ζεύγος δυνάμεων Rκαι R 1θα δημιουργήσει μια στιγμή προκαλώντας ένα ελάττωμα στην πρύμνη.

Η δύναμη επεκτείνεται κατά μήκος αμοιβαίων κάθετων αξόνων R 2σχηματίζει τα συστατικά Qκαι R.

Qονομάζεται υδροδυναμική δύναμη στήριξης.

R- αδιάβροχο; κατευθύνεται αντίθετα από την κατεύθυνση του πλοίου.

Η αντίσταση του νερού R ξεπερνιέται από τη δύναμη αναστολής της προπέλας, η οποία προκαλεί πίεση R. Οι δυνάμεις του ιξώδους του νερού στο όριο με το κύτος δημιουργούν εφαπτομενικές δυνάμεις R .

, (1.2)

που είναι ο συντελεστής. αντίσταση σε αγκάθια λείας πλάκας = 0, 0315 Re ,

Σχετικά με- Αριθμός Reynolds,

ταχύτητα πλοίου, Κυρία,

ΜΕΓΑΛΟ-μήκος σκάφους σύμφωνα με το GVL, Μ,

Κινητικό ιξώδες νερού στο t=4 ,

Συντελεστής καμπυλότητας κύτους, σε L/B\u003d 6 \u003d 1.04, με L/B=12 =1,01,

για συγκολλημένα πλοία, ο συντελεστής τραχύτητας του κύτους του πλοίου,

είναι η πυκνότητα του θαλασσινού νερού.

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΗΣ ΡΩΣΙΚΗΣ ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑΣ

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑΚΟΥ ΚΡΑΤΙΚΟΥ ΠΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ

«ΝΟΤΙΟΡΩΣΙΚΟ ΚΡΑΤΟΣ

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

(NOVOCERKASSKY ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΟ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ)"

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

στον κλάδο «Ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις κωπηλασίας»,

για οδηγίες:140400 ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ (προπτυχιακό)

για προφίλ:

Novocherkassk 2011

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΗΣ ΡΩΣΙΚΗΣ ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑΣ

________________________________________

«Κρατικό Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Νότιας Ρωσίας

(Πολυτεχνικό Ινστιτούτο Novocherkassk)"

ΕΓΚΡΙΝΩ

Αντιπρύτανης Ο.Δ

(θέση, επώνυμο, αρχικά)

"___" __________________ 2011

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

(Β 3.2.8) Ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις κωπηλασίας

(όνομα του κλάδου)

Κατεύθυνση προετοιμασίας:140400 «ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ»

Προφίλ εκπαίδευσης:

Νο. 14. «Ηλεκτρολογικός εξοπλισμός και αυτοματισμοί πλοίων».

Ηλεκτρομηχανολογική Σχολή

Καρέκλα "Ηλεκτρική κίνηση και αυτοματισμός"

Μάθημα _3________________________________________________________________

Εξάμηνο _7 ________________________________________________________

Διαλέξεις __18___ (ώρα)

Εξέταση __7___ (εξάμηνο) 36 ώρες 1 ΓΓ αντισταθμίζεται __-___ (εξάμηνο)

Πρακτικός (σεμινάριο) μαθήματα ___36 __(ώρες)

Συνολική ανεξάρτητη εργασία __72__ (ώρες), εκ των οποίων: προγραμματισμένη εργασία______ (ώρα) 2. ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΘΕΜΑΤΩΝ, ΩΡΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΚΑΤΑ ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΕΞΑΜΗΝΙΑ https://pandia.ru/text/78/089/images/image004_151.gif" width="643" height="295 src="> Εικ.1. Αρθρωτή κατασκευή του κλάδου αριθμός εξαμήνου Αριθμός ωρών τάξης Ανεξάρτητη εργασία Φοιτητές Prakt. τάξεις. Σχεδιασμένος Ατομο Σπίτι Σύνολο 7ο εξάμηνο 7ο εξάμηνο 3.1.1. Όνομα των θεμάτων των διαλέξεων, το περιεχόμενο και ο όγκος τους σε ώρες Θέμα 1. Εισαγωγή (2 ώρες, UZ - 1, PC-14,15,16). Το αντικείμενο του μαθήματος, η σχέση του με άλλους κλάδους του προγράμματος σπουδών και η σημασία του στην εκπαίδευση των μηχανικών αυτής της ειδικότητας. Μια σύντομη ιστορία της ανάπτυξης των GEM και της τρέχουσας κατάστασής τους. Ενότητα λογοτεχνίας 4 Θέμα 2.συσκευήGEM (4 ώρες, UZ - 2, PC-14,15,16). Αντοχή στην κίνηση του σκάφους. Οι δυνάμεις που δρουν στο πλοίο, η φυσική τους ουσία. Τα συστατικά των δυνάμεων αντίστασης, η εξάρτησή τους από την ταχύτητα κίνησης και άλλοι παράγοντες. δύναμη ρυμούλκησης. Μεταφορέας πλοίων. Η αρχή λειτουργίας της πρόωσης του πλοίου. Σταματήστε τη δύναμη και την αποτελεσματικότητα μιας ιδανικής κίνησης. Τύποι ελίκων πλοίων. Ο κύριος τύπος προπέλας είναι η προπέλα, η γεωμετρία, η αρχή λειτουργίας και τα χαρακτηριστικά της. Χαρακτηριστικά προπέλας μοντελοποίησης. Αντιστροφή της προπέλας και η λειτουργία της σε λειτουργία υδροστρόβιλου. Αλληλεπίδραση της προπέλας με τον πάγο. Οι κύριοι τύποι κωπηλατικών εγκαταστάσεων. Ιδιότητες και κύρια στοιχεία του GEM. Χαρακτηριστικά της συσκευής GEM διαφόρων τύπων: άμεσο, μεταβλητό-άμεσο, εναλλασσόμενο ρεύμα, οι τεχνικοί και οικονομικοί δείκτες τους.

Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής, στους οποίους η ισχύς από τους κύριους κινητήρες μεταδίδεται στους έλικες μέσω μετάδοσης ισχύος, ονομάζονται κοινώς ηλεκτρικές εγκαταστάσεις προπέλας (PPU).

Το ηλεκτρικό κιβώτιο ταχυτήτων καθιστά δυνατή τη διασφάλιση της εκπλήρωσης μιας από τις κύριες απαιτήσεις για τη μονάδα παραγωγής ενέργειας ενός παγοθραυστικού - τη διατήρηση σταθερής ισχύος του κύριου κινητήρα με αλλαγές στη ροπή στον έλικα.

1. Ταξινόμηση GEU

Οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις κωπηλασίας (PPU) μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με τα ακόλουθα

κοινά σημάδια:

ανά τύπο ρεύματος - εναλλασσόμενο, συνεχές και εναλλασσόμενο συνεχές ρεύμα (διπλό

διαφορετικό είδος ρεύματος).

2. κατά τύπο βασικού κινητήρα - ντίζελ-ηλεκτρικό, στροβιλοηλεκτρικό και αεριοστροβιλοηλεκτρικό.

3. σύμφωνα με το σύστημα ελέγχου - με χειροκίνητο έλεγχο και με αυτόματο έλεγχο

4. σύμφωνα με τη μέθοδο σύνδεσης του κινητήρα πρόωσης με την προπέλα - με απευθείας σύνδεση

και με σύνδεση γραναζιού.

Σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις πρόωσης συνεχούς ρεύματος ως κύριες γεννήτριες

χρησιμοποιούνται γεννήτριες με ανεξάρτητη διέγερση και ως κινητήρες πρόωσης - κινητήρες με ανεξάρτητη διέγερση.

Σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις πρόωσης εναλλασσόμενου ρεύματος ως κύριες γεννήτριες

Οι Tori χρησιμοποιούνται σύγχρονες μηχανές και ως κινητήρες πρόωσης - σύγχρονοι ή ασύγχρονοι.

Η εμφάνιση ισχυρών ελεγχόμενων ανορθωτών ημιαγωγών οδήγησε στη δημιουργία ενός GEM AC-DC (διπλού ρεύματος).

Τα πλεονεκτήματα του AC-DC GEM είναι:

1. υψηλή αξιοπιστία και απόδοση των σύγχρονων γεννητριών.

2. ομαλή και οικονομική ρύθμιση της ταχύτητας του μοτέρ της έλικας

ένα σώμα που ελέγχεται από έναν ανορθωτή.

3. τη δυνατότητα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας σε όλους τους καταναλωτές πλοίων από τις κύριες γεννήτριες (ενιαία μονάδα εναλλασσόμενου ρεύματος).

2. GEU DC

2.1. Βασικές πληροφορίες

Οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις πρόωσης συνεχούς ρεύματος, στις οποίες οι κινητήρες πρόωσης και οι γεννήτριες που τους τροφοδοτούν είναι ηλεκτρικές μηχανές συνεχούς ρεύματος, διαφέρουν

Χαρακτηρίζονται από την απλότητα, την ευκολία και την ομαλότητα του ελέγχου της ταχύτητας της προπέλας σε ένα ευρύ φάσμα των ροπών φορτίου τους.

Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις χαμηλής και μέσης ισχύος σε πλοία με υψηλή ικανότητα ελιγμών. Ο περιορισμός της ισχύος του συνεχούς ρεύματος GEM καθορίζεται από

Οφείλεται στο γεγονός ότι η δημιουργία ηλεκτρικών μηχανών υψηλής ισχύος με συνεχές ρεύμα είναι πιο δύσκολη από ό,τι σε εναλλασσόμενο ρεύμα.

2.2. Σχέδια ενεργοποίησης γεννητριών και κινητήρων πρόωσης σταθμών ηλεκτροπαραγωγής συνεχούς ρεύματος

Ένας σταθμός ηλεκτροπαραγωγής συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιεί έναν αριθμό επιλογών για τα κύρια κυκλώματα για την ενεργοποίηση των γεννητριών και των ηλεκτροκινητήρων πρόωσης. Μερικά από αυτά φαίνονται στο σχ.

Ρύζι. 14.1. Διαγράμματα σύνδεσης για γεννήτριες και κινητήρες σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής συνεχούς ρεύματος

Σχέδιο με σειριακή σύνδεσηγεννήτριες και οπλισμοί του κινητήρα (Εικ. 14.1, α) σας επιτρέπει να έχετε αυξημένη τάση τροφοδοσίας στον κινητήρα, καθώς η τάση

γεννήτριες που αθροίζονται στο ονομαστικό ρεύμα της γεννήτριας.

Για παράδειγμα, εάν η τάση της γεννήτριας είναι 600 V, τότε θα τροφοδοτηθούν 1200 V στον κινητήρα. Όπως απαιτείται από τους κανόνες εγγραφής, αυτό είναι το όριο τάσης που επιτρέπεται

μεταξύ οποιωνδήποτε δύο σημείων του κυκλώματος κύριου ρεύματος GEM.

Σε ένα εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής με σειριακή σύνδεση γεννητριών, είναι δυνατή μια επικίνδυνη κατάσταση έκτακτης ανάγκης εάν ένας από τους κύριους μηχανισμούς κίνησης χάσει την παροχή καυσίμου, για παράδειγμα, λόγω εμπλοκής μιας αντλίας καυσίμου ντίζελ.

Ταυτόχρονα, το ρεύμα του κύριου κυκλώματος συνεχίζει να ρέει μέσω της γεννήτριας. Δημιουργείται μια μεγάλη αρνητική ροπή στον άξονα της γεννήτριας, η οποία θα σταματήσει τον πρωτεύοντα κινητήρα έκτακτης ανάγκης.

τη βαλβίδα και θα αρχίσει να την περιστρέφει προς την αντίθετη κατεύθυνση, γεγονός που θα οδηγήσει σε μεγάλη ζημιά στον κινητήρα ντίζελ. Αυτή η κατάσταση θα πρέπει να ανιχνεύεται γρήγορα από κατάλληλους αισθητήρες (συχνά

περιστροφή, πίεση νερού, πίεση λαδιού), τα οποία εκπέμπουν σήμα έκτακτης ανάγκης και τα δύο

πυροσυσσωμάτωση την αφαίρεση της διέγερσης της γεννήτριας.

Σχέδιο με παράλληλη σύνδεσηγεννήτριες (Εικ. 14.1, β) παρέχει βολικό

ενεργοποίηση και απενεργοποίηση μεμονωμένων γεννητριών.

Εάν οι γεννήτριες εγκατασταθούν στον ίδιο άξονα, τότε διασφαλίζεται η ομοιομορφία του φορτίου τους

διαβάζεται σχετικά εύκολα. Εάν οι γεννήτριες έχουν διαφορετικούς αρχικούς κινητήρες, τότε επιτυγχάνεται ομοιόμορφη κατανομή των φορτίων με τη βοήθεια πρόσθετων μέτρων, για παράδειγμα, με την εισαγωγή διασταυρώσεων μεταξύ των περιελίξεων διέγερσης σειράς.

Στο σχ. 14.1, στο δείχνει ένα παράδειγμα μονάδας παραγωγής ενέργειας μονού κυκλώματος με σειριακή σύνδεση τεσσάρων γεννητριών και δύο κινητήρων. Ένα τέτοιο σχήμα, στο οποίο ένα ζεύγος γεννητριών και ένας κινητήρας εναλλάσσονται, σας επιτρέπει να μειώσετε την τάση μεταξύ οποιωνδήποτε δύο σημείων του κυκλώματος για να διπλασιάσετε την τάση μιας γεννήτριας και έτσι να αυξήσετε την ασφάλεια.

συντήρηση του GEM.

Ένας σταθμός ηλεκτροπαραγωγής μιας τέτοιας σύνθεσης γεννητριών και ενός HED μπορεί επίσης να έχει δομή δύο κυκλωμάτων: κάθε ηλεκτρικός κινητήρας τροφοδοτείται από το δικό του ζεύγος σειρών (ή παράλληλων) συνδεδεμένων γεννητριών. Δύο κυκλώματα GEM παρέχουν μεγαλύτερη αξιοπιστία της εγκατάστασης στο σύνολό της.

Το ηλεκτρικό εργοστάσιο με έλικα είναι το κύριο εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας του σκάφους, το οποίο οδηγεί τον έλικα σε περιστροφή με τη βοήθεια ενός ηλεκτρικού κινητήρα που τροφοδοτείται από ένα ρεύμα που παράγεται από μια γεννήτρια. Οι εγκαταστάσεις αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται κυρίως σε παγοθραυστικά, πλοία ειδικού σκοπού και υποβρύχια.

Το μεγαλύτερο πλοίο που χρησιμοποιεί ηλεκτρική εγκατάσταση πρόωσης μπορεί να θεωρηθεί επί του παρόντος το υπερωκεάνιο RMS Queen Mary 2, εξοπλισμένο με τέσσερις κινητούς ηλεκτροκινητήρες τύπου Azipod ισχύος 215 MW έκαστος.

Το ηλεκτρικό κιβώτιο ταχυτήτων καθιστά δυνατή τη διασφάλιση ότι η ισχύς του κύριου κινητήρα παραμένει σταθερή με αλλαγές στη ροπή στην προπέλα.

Οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις κωπηλασίας (PPU) μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με τα ακόλουθα κριτήρια:

1. Με τον τύπο του ρεύματος - AC, DC και AC-DC (διπλό ρεύμα).

2. Ανά τύπο πρωτεύοντος κινητήρα - ντίζελ-ηλεκτρικό, στροβιλοηλεκτρικό και αεριοστροβιλο-ηλεκτρικό.

3. Σύμφωνα με το σύστημα ελέγχου - με χειροκίνητο και αυτόματο έλεγχο.

4. Σύμφωνα με τη μέθοδο σύνδεσης του κινητήρα πρόωσης με την προπέλα - με απευθείας σύνδεση και με σύνδεση γραναζιού.

Σε εγκαταστάσεις πρόωσης ηλεκτρικού DC, γεννήτριες με ανεξάρτητη διέγερση χρησιμοποιούνται ως κύριες γεννήτριες και κινητήρες με ανεξάρτητη διέγερση χρησιμοποιούνται ως ηλεκτροκινητήρες πρόωσης.

Στις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις πρόωσης εναλλασσόμενου ρεύματος, οι σύγχρονες μηχανές χρησιμοποιούνται ως κύριες γεννήτριες και οι σύγχρονοι ή ασύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται ως ηλεκτρικοί κινητήρες πρόωσης.

Η χρήση ισχυρών ελεγχόμενων ανορθωτών ημιαγωγών κατέστησε δυνατή τη δημιουργία ενός GEM διπλού είδους ρεύματος.

Τα πλεονεκτήματα αυτού του τύπου σταθμού ηλεκτροπαραγωγής είναι:

– υψηλή αξιοπιστία και απόδοση των σύγχρονων γεννητριών.

- ομαλή και οικονομική ρύθμιση της συχνότητας περιστροφής του κινητήρα πρόωσης που ελέγχεται από τον ανορθωτή.

– τη δυνατότητα τροφοδοσίας όλων των καταναλωτών πλοίων από τις κύριες γεννήτριες, δηλ. από ένα πλοίο εναλλασσόμενου ρεύματος.

Τα DC GEM χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις χαμηλής και μεσαίας ισχύος με υψηλή ευελιξία. Ο περιορισμός ισχύος αυτού του τύπου σταθμών παραγωγής ενέργειας καθορίζεται από τη δυσκολία δημιουργίας ηλεκτρικών μηχανών υψηλής ισχύος σε συνεχές ρεύμα σε σύγκριση με μηχανές με εναλλασσόμενο ρεύμα.

Τέτοιες εγκαταστάσεις χαρακτηρίζονται από απλότητα, ευκολία και ομαλό έλεγχο της ταχύτητας της προπέλας σε ένα ευρύ φάσμα των ροπών και των φορτίων τους.

Οι σταθμοί εναλλασσόμενου ρεύματος εγκαθίστανται σε πλοία με σχετικά σπάνια αλλαγή στον τρόπο κυκλοφορίας.

Χαρακτηρίζονται από τη χρήση αυξημένων τάσεων: σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής έως 10 MW - 3000 V, σε υψηλές ισχύς - έως 6000 V. Η ονομαστική συχνότητα ρεύματος είναι συνήθως 50 Hz.

Σε σταθμούς εναλλασσόμενου ρεύματος χαμηλής και μεσαίας ισχύος (έως 15 MW), οι κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούνται συνήθως ως κύριος κινητήριος μοχλός και οι τουρμπίνες σε υψηλή ισχύ.

Η ρύθμιση της ταχύτητας περιστροφής των ηλεκτροκινητήρων πρόωσης σε μονάδες εναλλασσόμενου ρεύματος με έλικες σταθερού βήματος εξασφαλίζεται με την αλλαγή της συχνότητας τάσης των γεννητριών όταν αλλάζει η ταχύτητα περιστροφής των κύριων κινητήρων ή με τη χρήση ασύγχρονων μηχανών με ρότορα φάσης ως ηλεκτρική πρόωση κινητήρες. Ο έλεγχος συχνότητας της γωνιακής ταχύτητας των κινητήρων πρόωσης εναλλασσόμενου ρεύματος αποδεικνύεται ενεργειακά ωφέλιμος, καθώς ελαχιστοποιεί τις ηλεκτρικές τους απώλειες. Η αλλαγή της φοράς περιστροφής των κινητήρων πρόωσης επιτυγχάνεται με την εναλλαγή των φάσεων στο κύριο κύκλωμα, ο αριθμός των οποίων, κατά κανόνα, είναι τρεις.

Ένας τρόπος ελέγχου του τρόπου λειτουργίας ενός σταθμού εναλλασσόμενου ρεύματος, ο οποίος καθιστά δυνατή την αποφυγή των δυσκολιών ρύθμισης της ταχύτητας περιστροφής των κινητήρων AC, είναι η χρήση ελίκων ελεγχόμενου βήματος (CPPs).

Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής διπλού ρεύματος ονομάζονται εγκαταστάσεις στις οποίες χρησιμοποιούνται σύγχρονοι εναλλάκτες ως πηγές ηλεκτρικής ενέργειας και κινητήρες συνεχούς ρεύματος ως κινητήρες πρόωσης.

Η ανάπτυξη ισχυρών ανορθωτών κατέστησε δυνατό τον συνδυασμό της υψηλής ευελιξίας των DC GEM με τα πλεονεκτήματα των AC GEM, τα οποία συνίστανται στη χρήση κινητήρων υψηλής ταχύτητας και μικρών βάρος και μέγεθοςδείκτες.

Χρησιμοποιούνται δύο τύποι ανορθωτών ημιαγωγών:

- μη ελεγχόμενο, του οποίου η τάση εξόδου δεν ρυθμίζεται.

- ελεγχόμενη - με ρυθμιζόμενη τάση εξόδου.

Το GEM διπλού ρεύματος με ανορθωτές παρέχει:

– υψηλή ευελιξία λόγω του ευρέος εύρους ρύθμισης της συχνότητας του κινητήρα πρόωσης.

- τη δυνατότητα δημιουργίας μονάδων γεννήτριας στροβίλων χωρίς κιβώτια ταχυτήτων και την ευκολία της διάταξής τους στο μηχανοστάσιο.

- μείωση του θορύβου και των κραδασμών των στοιχείων της μονάδας παραγωγής ενέργειας.

– αύξηση της συνολικής αποτελεσματικότητας. εγκαταστάσεις?

– τη μεγαλύτερη απλότητα εκτέλεσης και αξιοπιστία των κινητήρων πρόωσης.

Η χρήση ενός CPP για μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας διπλού ρεύματος φέρνει πρόσθετα πλεονεκτήματα:

- σταθερότητα της συχνότητας περιστροφής των κινητήρων των γεννητριών.

- σταθερότητα της συχνότητας περιστροφής του κινητήρα πρόωσης και της έλικας.

Η σταθερότητα της συχνότητας περιστροφής των κύριων κινητήρων του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής καθιστά δυνατή την ανάληψη ισχύος από τα ελαστικά του συστήματος ηλεκτρικής πρόωσης για τους γενικούς καταναλωτές πλοίων και την πιο ορθολογική χρήση της εγκατεστημένης ισχύος του σταθμού παραγωγής ενέργειας του πλοίου.

Τα GEM διπλού ρεύματος είναι ανώτερα στα χαρακτηριστικά τους από τα GEM συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος.

Το κύριο καθήκον στη λειτουργία του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής είναι η εξασφάλιση της απρόσκοπτης και απρόσκοπτης λειτουργίας του, η συνεχής ετοιμότητα για δράση.

Η λύση αυτού του προβλήματος επιτυγχάνεται υπό τις ακόλουθες συνθήκες:

– παροχή εξειδικευμένων υπηρεσιών·

– έγκαιρη αναπλήρωση ανταλλακτικών και υλικών.

- ορθός προσδιορισμός των όρων και του όγκου των προληπτικών και επισκευαστικών εργασιών που εκτελούνται από το πλήρωμα του πλοίου.

- διεξαγωγή εκτεταμένων δοκιμών και οργάνωση της προσαρμογής του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής σύμφωνα με τον επιδιωκόμενο σκοπό του σκάφους·

- συνεχής παρακολούθηση του βαθμού μόλυνσης των μονωτικών επιφανειών σε ηλεκτρικές μηχανές του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

– έλεγχος της κατάστασης των καλωδίων και τερματισμός των απολήξεων τους.

Έτσι, το σύνολο των μέτρων για την τεχνική λειτουργία καλύπτει τη συντήρηση, τη φροντίδα και την επισκευή του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής και των στοιχείων του.

Βιβλιογραφία

1. Akimov V.P. Αυτοματοποιημένοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής πλοίων, "Μεταφορές", 1980.

2. Εγχειρίδιο μηχανικού πλοίου (σε δύο τόμους). Εκδ. 2ο, αναθεωρημένο. και επιπλέον Υπό τη γενική επιμέλεια του Cand. τεχν. Sciences L.L.Gritsay. Μ., «Μεταφορές», 1974

3. Zavisha V.V., Dekin B.G. Βοηθητικές μηχανισμοί πλοίου., Μ., «Μεταφορές», 1974, 392 σελ.

4. Kiris O.V., Lisin V.V. Θερμοδυναμική και θερμική μηχανική. Επικεφαλής βοηθός. Στις 2 ώρες Μέρος 1.: Θερμοδυναμική. - Οδησσός: ΟΝΜΑ, 2005. - 96 σελ.

5. Ovsyannikov M.K., Petukhov V.A. Αποστολή αυτοματοποιημένων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. "Μεταφορές", 1989.

6. Taylor D.A. Βασικές αρχές της τεχνολογίας των πλοίων. "Μεταφορές", 1987.

7. Μεθοδικές εισαγωγές στην ολοκλήρωση εργαστηριακών εργασιών από το γνωστικό αντικείμενο «Πλοιοπαραγωγικές μονάδες και ηλεκτρολογικός έλεγχος πλοίων». Οδησσός: ONMA, 2012.

8. Vereskun V.I., Safonov A.S. Ηλεκτρολογία και ηλεκτρολογικός εξοπλισμός πλοίων: Διδακτικό βιβλίο. - L .: Ναυπηγική, 1987. - 280 σ., εικ.

Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής, στους οποίους η ισχύς από τους κύριους κινητήρες μεταδίδεται στους έλικες μέσω μετάδοσης ισχύος, ονομάζονται κοινώς ηλεκτρικές εγκαταστάσεις προπέλας (PPU).

Το ηλεκτρικό κιβώτιο ταχυτήτων καθιστά δυνατή τη διασφάλιση της εκπλήρωσης μιας από τις κύριες απαιτήσεις για τη μονάδα παραγωγής ενέργειας ενός παγοθραυστικού - τη διατήρηση σταθερής ισχύος του κύριου κινητήρα με αλλαγές στη ροπή στον έλικα.

Τα ακόλουθα σχέδια σταθμών ηλεκτροπαραγωγής χρησιμοποιούνται ευρέως:

1. Με ρύθμιση της μαγνητικής ροής του ελικοκινητήρα (PM) με σταθερή μαγνητική ροή της γεννήτριας.

2. Με ρύθμιση της μαγνητικής ροής της κύριας γεννήτριας με σταθερή μαγνητική ροή της ΗΕΜ.

3. Με τη ρύθμιση των μαγνητικών ροών τόσο της γεννήτριας όσο και του HEM.

Παράδειγμα σχημάτων του πρώτου τύπου, με αυτόματη ρύθμιση της μαγνητικής ροής του PEM, είναι το σχήμα που χρησιμοποιείται στα παγοθραυστικά τύπου Wind (Εικ. 118), χρησιμοποιώντας ρυθμιστή υψηλής ταχύτητας τύπου Silverstat. Το μαγνητικό κύκλωμα αυτού του ρυθμιστή έχει δύο περιελίξεις. Ένα από αυτά (OH) συνδέεται με τους ακροδέκτες οπλισμού του D HED και το ρεύμα του είναι ανάλογο με την τάση του οπλισμού. Το δεύτερο τύλιγμα (OT) συνδέεται με την πτώση τάσης στους πρόσθετους πόλους του DP HEM και το ρεύμα του είναι ανάλογο με το ρεύμα του κύριου κυκλώματος. Οι στροφές αμπέρ της περιέλιξης OT δημιουργούν μια μαγνητική ροή αντίθετη από τη ροή που δημιουργείται από τις στροφές αμπέρ της περιέλιξης OH. Η συνολική μαγνητική ροή και των δύο περιελίξεων επηρεάζει τον οπλισμό του ρυθμιστή P, ο οποίος, όταν κινείται, κλείνει ή ανοίγει τις επαφές του ελασματοειδούς ελατηρίου που συνδέονται με τα τμήματα του ρεοστάτη Gr. Στις ονομαστικές τιμές του ρεύματος και της τάσης του PEM, ο οπλισμός του ρυθμιστή παίρνει μια θέση που εξασφαλίζει τη ροή του ονομαστικού ρεύματος στην περιέλιξη διέγερσης του ηλεκτροκινητήρα ATS και, κατά συνέπεια, την ονομαστική τιμή της ροπής.

Με μια ξαφνική αύξηση της ροπής αντίστασης στην προπέλα, στην πρώτη περίοδο, οι στροφές του άξονα της έλικας και η τάση της γεννήτριας παραμένουν σταθερές και το ρεύμα στο κύριο κύκλωμα αυξάνεται απότομα. Αναλογικά με την αύξηση του ρεύματος του κύριου κυκλώματος, αυξάνεται και το ρεύμα στην τρέχουσα περιέλιξη του ρυθμιστή OT. Σε αυτή την περίπτωση, η μαγνητική ροή στο μαγνητικό κύκλωμα μειώνεται και, κατά συνέπεια, η δύναμη έλξης του οπλισμού του ρυθμιστή. Ως αποτέλεσμα, ο οπλισμός αποκλίνει και κλείνει ορισμένες από τις ελατηριωτές επαφές, μετατρέποντας έτσι μεμονωμένα τμήματα του ρεοστάτη. Αυτό προκαλεί αύξηση του ρεύματος διέγερσης HEM και, κατά συνέπεια, μείωση της ταχύτητας περιστροφής του. Η ισχύς που καταναλώνεται από το HEM θα παραμείνει περίπου σταθερή, αφού

Ρύζι. 118. Σχέδιο ηλεκτρικής κίνησης. 119. Σχέδιο ηλεκτρικής πρόωσης-παγοθραυστικού τύπου Windnia leyaokola Kapitan Belousov

Η τάση της γεννήτριας είναι σχεδόν αμετάβλητη. Ο ρυθμιστής θα αυξήσει τη διέγερση έως ότου το ρεύμα του κύριου κυκλώματος φτάσει την ονομαστική τιμή.

Με τη μείωση της ροπής αντίστασης που εφαρμόζεται στη βίδα, το ρεύμα του κύριου κυκλώματος μειώνεται. Σε αυτή την περίπτωση, η επίδραση απομαγνήτισης της τρέχουσας περιέλιξης από τον ρυθμιστή θα μειωθεί και ο οπλισμός θα ανοίξει κάποιο μέρος των επαφών του ελατηρίου. Η αντίσταση του ρεοστάτη στο κύκλωμα διέγερσης HEM θα αυξηθεί, το ρεύμα διέγερσης θα μειωθεί και η ταχύτητα περιστροφής θα αυξηθεί. Η ισχύς που καταναλώνεται από το PEM θα είναι και πάλι ίση με την ονομαστική. Έτσι, η χρήση του ρυθμιστή καθιστά δυνατή την πλήρη χρήση της ονομαστικής ισχύος της εγκατάστασης σε όλους τους τρόπους πλοήγησης χωρίς υπερφόρτωση των πρωτευόντων κινητήρων.

Ένα παράδειγμα σχημάτων του δεύτερου τύπου, με αυτόματη ρύθμιση της μαγνητικής ροής της κύριας γεννήτριας, είναι το σχήμα που χρησιμοποιείται στο παγοθραυστικό Kapitan Belousov. Εδώ, χρησιμοποιήθηκε ένα σύστημα διέγερσης και ελέγχου χρησιμοποιώντας ρυθμιστές υψηλής ταχύτητας (Εικ. 119).

Για την τροφοδοσία των περιελίξεων διέγερσης των κύριων γεννητριών OVG, χρησιμοποιήθηκαν διεγέρτες VT δύο περιελίξεων. Ένα από τα τυλίγματα, αντι-σύνθετο (PKO), συνδέεται με την πτώση τάσης στους πρόσθετους πόλους του DC και του HED. Το άλλο - η περιέλιξη ελέγχου του λειτουργικού συστήματος λαμβάνει ισχύ από τον σταθμό ελέγχου του PU μέσω του ρυθμιστή υψηλής ταχύτητας Gr. Ο ρυθμιστής υψηλής ταχύτητας και η περιέλιξη PKO έχουν σχεδιαστεί για να περιορίζουν το ρεύμα στο κύριο κύκλωμα με μια μεταβαλλόμενη ροπή αντίστασης. Με αύξηση του ρεύματος στο κύριο κύκλωμα πάνω από την ονομαστική τιμή, ενισχύεται η επίδραση της περιέλιξης PKO, που συνδέεται προς την περιέλιξη ελέγχου. Ως αποτέλεσμα, η τάση στην κύρια γεννήτρια G μειώνεται και κατά συνέπεια μειώνεται η ταχύτητα περιστροφής του PEM, γεγονός που προστατεύει τους κύριους κινητήρες από υπερφόρτωση. Ο ρυθμιστής υψηλής ταχύτητας αρχίζει να λειτουργεί με ρεύμα μεγαλύτερο από το ονομαστικό ρεύμα. Το ελατήριο του ρυθμιστή τείνει να μετατρέπει την κινητή επαφή Gr σε μια θέση στην οποία η διέγερση της γεννήτριας θα είναι η μεγαλύτερη. Η περιέλιξη του ρυθμιστή συνδέεται με την πτώση τάσης στους πρόσθετους πόλους του HEM και επομένως ρέει γύρω με ρεύμα ανάλογο με το ρεύμα του κύριου κυκλώματος. Με την παρουσία ρεύματος στο κύριο κύκλωμα, μια ροπή δρα στον οπλισμό του ρυθμιστή Yar, η οποία εξουδετερώνεται από τη ροπή του ελατηρίου. Όταν το ρεύμα του κύριου κυκλώματος φτάσει την τιμή στην οποία έχει ρυθμιστεί ο ρυθμιστής, η ροπή που δημιουργείται από το πηνίο ρεύματος θα υπερβεί τη στιγμή του ελατηρίου, με αποτέλεσμα οι κινούμενες επαφές να αρχίσουν να κινούνται, εισάγοντας πρόσθετη αντίσταση στο περιέλιξη op-amp. Το ρεύμα στην περιέλιξη op-amp θα μειωθεί. Η τάση της γεννήτριας θα μειωθεί επίσης. Αυτή η διαδικασία θα σταματήσει μόλις η πτώση τάσης στους πρόσθετους πόλους του κινητήρα πρόωσης φτάσει σε τιμή που αντιστοιχεί στο ονομαστικό ρεύμα φορτίου.

Το μειονέκτημα των ρυθμιστών είναι η χαμηλή ταχύτητα απόκρισης, η οποία δεν διασφαλίζει τη σταθερότητα του ρεύματος του κύριου κυκλώματος όταν οι παγοκράτες χτυπούν τα πτερύγια της προπέλας, τις όπισθεν κ.λπ.

Ένα παράδειγμα σχημάτων του τρίτου τύπου, με αυτόματη ρύθμιση της μαγνητικής ροής των κύριων γεννητριών και του κινητήρα πρόωσης, μπορεί να είναι το σχήμα που χρησιμοποιείται στο παγοθραυστικό Murmansk. Εξετάστε το ενσωματωμένο κύκλωμα της μονάδας παραγωγής ενέργειας αυτού του παγοθραυστικού (Εικ. 120), δίνοντας προσοχή στο σύστημα ελέγχου και ρύθμισης του σταθμού παραγωγής ενέργειας.

Το ενσωματωμένο κύκλωμα (Εικ. 120, α) αποτελείται από δύο κύριες γεννήτριες G, GED-D, διεγέρτες των γεννητριών VT και τον κινητήρα HP. Η διέγερση των μονάδων VT και HP παρέχεται από ελεγχόμενους (θυρίστορ) και μη ελεγχόμενους ανορθωτές (δίοδος), με τη σειρά τους, οι ανορθωτές τροφοδοτούνται από ένα βοηθητικό δίκτυο τριφασικού πλοίου. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η αντισύνθετη περιέλιξη του PKO λειτουργεί μόνο σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης, όταν η διέγερση θυρίστορ των γεννητριών αποτυγχάνει. Σε αυτήν την περίπτωση, οι περιελίξεις OVVG ^ ^ και OVVG εκτελούν τις λειτουργίες της περιέλιξης ελέγχου του OS και του shunt din, αντίστοιχα.

Ρύζι. 120. Σχέδιο της ηλεκτρικής πρόωσης του παγοθραυστικού Murmansk: α - ένα σχηματικό διάγραμμα του σταθμού παραγωγής ενέργειας. β - μπλοκ διάγραμμα ρύθμισης

Η διέγερση του HEM πραγματοποιείται ως εξής: από το βοηθητικό δίκτυο AC μέσω του ανορθωτή // (Εικ. 120, β) η κύρια περιέλιξη διέγερσης του διεγέρτη του διεγέρτη ATS ^ ^ ^ λαμβάνει ισχύ. Ο διεγέρτης του κινητήρα HP διεγείρεται και παρέχει ισχύ στην περιέλιξη διέγερσης του κινητήρα HP.

Μια άλλη περιέλιξη HP - επιπλέον OVVD ^^ ^ ^ - είναι προετοιμασμένη για δράση και λειτουργεί μόνο σε δυναμικές λειτουργίες. Κατά τη μετατόπιση της λαβής του στύλου ελέγχου, το PU λαμβάνει ισχύ από την περιέλιξη διέγερσης των διεγέρσεων των κύριων γεννητριών του OVVG. X ή OVVG ^ ^ x- Αυτές οι περιελίξεις τροφοδοτούνται από το βοηθητικό δίκτυο AC μέσω των ανορθωτών θυρίστορ 5a και 56. Ο διεγέρτης της γεννήτριας VG διεγείρεται και παρέχει ισχύ στις περιελίξεις διέγερσης της γεννήτριας OVG.

Το σχέδιο προβλέπει σταθερή ισχύ και σταθερό έλεγχο ταχύτητας. Αυτοί οι τρόποι λειτουργίας παρέχονται από την επίδραση της ανάδρασης (στο ρεύμα και την τάση του κύριου κυκλώματος, στην ταχύτητα περιστροφής του PEM, στην τάση διέγερσης των γεννητριών και στο ρεύμα διέγερσης του κινητήρα) στη διέγερση του VG και ΙΠΠΟΔΥΝΑΜΗ. Για παράδειγμα, κατά την αντιστροφή, το σύστημα ελέγχου λειτουργεί ως εξής. Η λαβή του σταθμού ελέγχου μετατοπίζεται από τη θέση "full forward" στη θέση "full back". Ταυτόχρονα, στην έξοδο του περιστροφικού μετασχηματιστή, άκαμπτα συνδεδεμένου με το σταθμό ελέγχου, το σήμα του σήματος οδήγησης αλλάζει στο αντίθετο. Αυτό το σήμα περνά μέσα από τα μπλοκ ελέγχου 1a-~1v ή 16-1v (η πρώτη περίπτωση - για τη λειτουργία σταθερής ταχύτητας, η δεύτερη - για τη λειτουργία σταθερής ισχύος) στα μπλοκ ελέγχου 4a και 46 ανορθωτές θυρίστορ 5a και 56. Μπλοκ 4a και 46 ενεργούν με αυτόν τον τρόπο, ώστε ο ανορθωτής θυρίστορ 5a, ο οποίος τροφοδοτεί την εμπρόσθια περιέλιξη διέγερσης OVVG^.u, κλείνει και ανοίγει ο ανορθωτής 56. Αυτή η μεταγωγή πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας τον μετατροπέα σήματος 3. Οι γεννήτριες διεγείρονται στο αντίθετο κατεύθυνση και το HEM αντιστρέφεται. Σε αυτή την περίπτωση, οι κύριες παράμετροι του GEM (ταχύτητα, ρεύμα, τάση) αλλάζουν δραματικά. Το ρεύμα του κύριου κυκλώματος αλλάζει πρόσημο και, έχοντας φτάσει στη μέγιστη τιμή του, παραμένει περίπου σε αυτό το επίπεδο για μεγάλο χρονικό διάστημα. Παρά το σχετικά υψηλό ρεύμα του κύριου κυκλώματος, η πρόσθετη περιέλιξη του HEM δεν λειτουργεί έως ότου η έλικα σταματήσει σχεδόν εντελώς, δηλαδή συμβαίνει το αντίστροφο σε μια σταθερή ροή του HEM. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι το κύκλωμα προβλέπει τη ρύθμιση της λειτουργίας της πρόσθετης περιέλιξης OVVDop ανάλογα με την αντίστροφη ισχύ.

Τη στιγμή της ανάκτησης, η συσκευή λογικής αντίστροφης ισχύος 12 στέλνει ένα σήμα στη μονάδα ελέγχου 1d, η οποία, ενεργώντας στο κύκλωμα ελέγχου του ανορθωτή θυρίστορ 5v, την κλειδώνει. Όταν τελειώσει η περίοδος αναγέννησης, τίθεται σε λειτουργία η πρόσθετη περιέλιξη του OVVD ^ ^n, το ρεύμα διέγερσης του HEM αυξάνεται, το ρεύμα του κύριου κυκλώματος μειώνεται και σύντομα οι κύριες παράμετροι του GEM προσεγγίζουν κανονικά.

Περισσότερες λεπτομερείς πληροφορίες για τις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις πρόωσης μπορείτε να βρείτε στο.

Άλλοι τύποι μετάδοσης ισχύος από τον κύριο κινητήρα στον έλικα θα πρέπει να περιλαμβάνουν υδραυλικές μεταδόσεις. Δύο τύποι κιβωτίων ταχυτήτων χρησιμοποιούνται σε ναυτιλιακούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής: υδραυλικοί συμπλέκτες και μετατροπείς ροπής. Για τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής παγοθραυστικών, ενδιαφέρον παρουσιάζουν κυρίως οι μετατροπείς ροπής και οι υδραυλικοί μετατροπείς ροπής.

Οι μετατροπείς ροπής έχουν τη δυνατότητα να αλλάζουν ομαλά τη σχέση μετάδοσης ανάλογα με τη ροπή στον κινούμενο άξονα με πρακτικά σταθερή ταχύτητα περιστροφής του πρωτεύοντος κινητήρα, δηλαδή αυτορυθμιζόμενοι, εξασφαλίζοντας παράλληλα ικανοποιητικά χαρακτηριστικά έλξης του σταθμού παραγωγής ενέργειας.

Σε σύγκριση με το εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, οι μετατροπείς ροπής έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: χαμηλότερο βάρος και διαστάσεις, χαμηλότερο κόστος κατασκευής και μικρότερο προσωπικό του δείπνου.

Ωστόσο, οι μετατροπείς ροπής έχουν επίσης πολύ σημαντικά μειονεκτήματα: χαμηλή ευελιξία του σχεδίου εγκατάστασης (καθώς κατά τη διάρκεια της υδραυλικής μετάδοσης κάθε κύριος κινητήρας συνδέεται μόνο με έναν άξονα προπέλας), σχετικά χαμηλή ισχύς προς τα πίσω (20-30% χαμηλότερη από ό,τι προς τα εμπρός). Επιπλέον, σε μερικά φορτία, η ροπή του μετατροπέα ροπής όταν ο πάγος μπαίνει κάτω από τα πτερύγια της έλικας μπορεί να είναι ανεπαρκής, με αποτέλεσμα η έλικα να σταματήσει και ακόμη και να σπάσει. Η έλλειψη πρακτικής εμπειρίας στη λειτουργία πλοίων με μετατροπείς ροπής σε συνθήκες πάγου δεν μας επιτρέπει να δώσουμε εξαντλητική απάντηση για τη σκοπιμότητα εγκατάστασης τους σε παγοθραυστικά.