Denizcilik okulları için kürek elektrik tesisatı dersleri. Kürek elektrik tesisatı. Gemi hareketine karşı su ve hava direnci

Otomatik kürek çekme

Elektrik tesisatları

Ders Notları

uzmanlık öğrencileri için 7.07010404

"Geminin elektrik donanımının işletilmesi ve otomasyonu"

tam zamanlı ve yarı zamanlı eğitim

Kerç, 2011

Hakem: Dvorak N.M., Teknik Bilimler Adayı, KSMTU Bölümü Doçenti.

Toplantıda gözden geçirilen ve onaylanan ders notları

ESiAP KSMTU Daire Başkanlığı, 10/18/2011 tarihli 2 numaralı protokol

MF KSMTU metodolojik komisyonunun toplantısında,

1.12.2011 tarihli 2 No'lu Protokol

Ó Kerç Devlet Denizcilik

Teknoloji Üniversitesi, 2011

Tanıtım
1 Kürek elektrik tesisatı (PPU)
1.1 Enerji santrallerinin amacı ve türleri
1.2 Gemi hareketine karşı su ve hava direnci
1.3 Gemi tahriki
1.4 Pervane performansı
1.5 Tersine çevrilebilir pervane özelliği
2. GEM'in ana parametrelerinin seçimi. Santral tipinin seçilmesi
2.1 Akım, voltaj, frekans tipi seçimi
3 Sevk motorlarının sayısı ve gücü seçimi
3.1 Tahrik motorunun şaftındaki gücü hesaplama prosedürü
4 Ana jeneratörlerin seçimi
4.1 Santraldeki elektriğin kalitesi için gereklilikler
4.2 PEM ve ana jeneratörlerin gücünün hesaplanmasına bir örnek
5 Pervaneli motorlar, jeneratörler ve akım ve frekansın valf dönüştürücüleri
5.1 Genel
5.2 Jeneratör ve PEM uyarıcıları
5.3 DC GEMİ
5.3.1 Santralin yapısı ve ana akım devresi
5.3.2 Ekonomi ve acil durum modları
5.3.3 Enerji santrali uyarma sistemi
5.3.3.1 Üç sargılı uyarıcılı jeneratör-motor devresi (G-D)
5.3.3.2 Otomatik güç kontrollü G-D sistemi
5.3.3.3 HEM manyetik akısını değiştirerek güç kontrolü
5.3.3.4 DC enerji santrali koruması
5.3.3.5 HEM manyetik akısını değiştirerek güç regülasyonu
5.3.4 DC GEM koruması
5.3.4.1 Ana dizel motorların istem dışı tersine çevrilmesine karşı korunması
5.3.4.2 HEM'i başlatma ve tersine çevirme
5.4 AC elektrik santrali
5.4.1 GEM'in ana akımının çalışma ve şemasının özellikleri
5.4.2 DEGU
5.4.3 Senkron jeneratörlerin paralel çalışması
5.4.3.1 Kendi kendine senkronizasyon
5.4.3.2 Yük dağılımı
5.4.4 Pervane tipleri
5.4.5 Asenkron senkronize makineler
5.4.6 Asenkron valf kademesi (AVK)
5.4.7 Elektromekanik kademeli
5.4.8 Su soğutmalı elektrikli makineler
6 Yeni elektrik kaynakları
6.1 Manyetohidrodinamik jeneratörler
6.2 Elektrokimyasal jeneratörler (EKG)
6.3 Termoelektrik jeneratörler (TEG)
7 GEM alternatif akımının çalışma modları. Tek şaftlı bir TEGU'nun çalışması
7.1 Ekonomi ve acil durum modları
8 AC santral koruması
8.1 Maksimum koruma
8.2 Boyuna diferansiyel koruma
8.3 Toprak hatasına karşı alan sargı koruması
8.4 Tahrik motoru koruması
9 AC GEM'de HEM'i başlatma ve tersine çevirme
9.1 HEM'i Başlatma
9.2 HED tersine çevirme
10 çift akım santrali
11 Kontrollü vanalar üzerinde DC enerji santrali ile birleşik gemi enerji santrali
Statik frekans dönüştürücülü AC PM'li 12 GEM
12.1 İki aşamalı yarı iletken frekans dönüştürücü
12.2 Doğrudan katı hal frekans dönüştürücü
12.3 ESE, artırılmış alternatif voltaj 800V ve DC PM ile
12.4 Kontrollü doğrultucular ve frekans dönüştürücüler kullanıldığında gemi ağındaki yüksek harmoniklerin azaltılması
13 ESE'li AC enerji santrallerinin gemi şemaları
Modern gemilerin 14 enerji santrali ve kontrol sistemleri
14.1 Feribot-buzkıran tipi “A. Korobitsin"
14.2 Sahalin tipi deniz feribotlarının elektrik santrali
14.3 Ermak tipi lineer buz kırıcıların elektrik santrali
14.4 Oşinografik gemi "Aranda"nın elektrik santrali
14.5 Enerji santrali kontrol şemalarının karşılaştırmalı analizi
14.6 Balıkçı gemilerinin elektrik santrali
14.6.1 "Sarı kantaron" tipi gemilerin sevk sistemi
14.6.2 B 422 trol projesinin elektrik santrali
14.6.3 "Arctic Trawler" trolünün elektrik santrali
15 Santralin işletme sorunları
16 Enerji santrallerinin elektrik güvenliği ve yangın güvenliği
17 Santralin çalışma modlarının optimizasyonu
17.1 Alt kontrol sistemi olarak GEM
17.2 Yük kontrolör iletişimli bağımlı kontrol yöntemi
17.3 Senkronize kontrolörlerin parametrelerini optimize etme
18 OTOMATİK TAŞ KONTROLÜ
18.1 Kontrol yöntemi ve araçları
kullanılmış literatür listesi

Tanıtım

İlk kürek elektrik tesisatı 1838'de Rusya'da ortaya çıktı. Neva boyunca seyreden kürek tekerlekli bir tekneydi. Mucit bir Rus bilim adamı, akademisyen B.S. Çark tekerleklerini döndürmek için bir DC motor kullanan Jacobi.

19. yüzyılın 70-80'lerinde, Avrupa'da ilk elektrikli gemiler ortaya çıktı. 20. yüzyılın başında Rusya'da ilk dizel elektrikli gemiler Vandal ve Sarmat idi.

SSCB'de elektrikli gemilerin inşası 1930'larda başladı. Kuzey Denizi Rotasının gelişimi ve balıkçı filosunun gelişimi ile bağlantılı olarak çok sayıda inşa edildi.

Elektrikli gemiler, operasyon, gemi tasarımı ve teknik özellikleri açısından çok çeşitli koşul ve gereksinimleri karşılayabilir ve bazı gemi türleri için buz kırıcılar, vapurlar, balıkçı tekneleri, kurtarma botları, römorkörler ile donatılmış vazgeçilmez elektrikli tahrik sistemleridir. , vb.

Elektrikli tahrik sistemlerinin geliştirilmesi için umut verici yönler, yarı iletken frekans dönüştürücülü alternatif akım birimlerinin ve vektör kontrollü bir PEM'in yanı sıra ağırlık ve boyut özelliklerini azaltmayı mümkün kılan süper iletken sargılı ana makinelerin kullanılmasıdır. geminin makine dairesinde en iyi elektrikli ekipman yerleşimini uygulayın.

Tematik disiplin planı

ve ders konularına göre çalışma süresinin dağılımı

Kürek elektrik tesisatları (PPU)

Santrallerin amacı ve çeşitleri

Gemilerin elektrik tahriki, sevk elektrik tesisatları ile elektrik enerjisi kullanan gemilerin hareketi olarak anlaşılmalıdır.

GEM şunları içerir:

a) ana hareket ettirici (dizel veya türbin);

b) pervane motoruna elektrik gücü sağlayan ana jeneratörler;

c) pervaneye bağlı pervane motoru;

d) hareketi gemiye ileten bir pervane (vida).

Akım tipine göre GEM'ler doğru ve alternatif akım tesisatları olarak ikiye ayrılır. DC enerji santralleri, yüksek manevra kabiliyeti ve pervane motorunun sık sık ters çevrilmesi gereken gemilerde (buz kırıcılar, feribotlar, balina avcılığı gemileri vb.) kullanılır. AC güç santralleri, kurulum verimliliğinin büyük önem taşıdığı gemilerde kullanılır.

Birincil motor tipine göre, santraller dizel elektrik (DEGU) ve turboelektrik (TEGU) olarak ikiye ayrılır. Balıkçı gemilerinde kural olarak DEGU kullanılır.

Dizel motorun gücü ve hızı, silindire verilen yakıt miktarı değiştirilerek düzenlenir. Sınırlayıcı yakıt beslemesindeki bağımlılık ve bağımlılığa dış özellikler denir (Şekil 1.1). Benzer şekilde, daha düşük bir yakıt kaynağı ile elde edilen bağımlılıklara kısmi karakteristikler denir. Hem dış hem de kısmi özelliklerde, dizel hızı değiştiğinde tork neredeyse değişmez.

Dizel motor için izin verilen aşırı yükler %10-15'tir Dizel motor, nominal hızını maksimum yakıt beslemesinde geliştirir. saat yakıt pompası tarafından yakıt beslemesini durduran limit regülatörü etkinleştirilir. Büyük dizellerde ayrıca, herhangi bir hıza ayarlanabilen tüm modlu bir regülatör bulunur.

CHP'ler genellikle, türbinlerin geniş bir aralıkta hız değiştirme yeteneğinin basitçe buhar miktarını değiştirerek kullanıldığı alternatif akımla çalışır. Aşırı yüklenmeye izin verirler.

Şu anda gaz türbini kurulumları da kullanılmaya başlandı.

Enerji santralleri amaçlarına göre ana (veya özerk), yardımcı ve birleşik olarak ayrılır.

Ana enerji santrallerinde pervane, yalnızca ana jeneratörlerinden güç alan pervane motoru tarafından tahrik edilir.

Yardımcı enerji santrallerinde, ana jeneratörler çalışma sırasında üretim mekanizmalarını, geçiş sırasında ise pervane motorlarını besler.

Kombine enerji santrallerinde vida, hem ana motor hem de yardımcı jeneratörlerin serbest gücünü tüketen elektrik motoru tarafından tahrik edilir. Bu durumda ek bir pervane motoru, ana motora yardımcı olmak için veya düşük gemi hızlarında pervane üzerinde bağımsız çalışma için veya bir PTO jeneratörü olarak kullanılır.

GEM'in faydaları şunları içerir:

a) gemide bir yer seçme özgürlüğü;

b) yüksek hızlı, geri dönüşü olmayan, küçük boyutlu dizel motor kullanma imkanı;

c) iyi manevra kabiliyeti;

d) eksik sayıda birincil birim ile çalışma yeteneği;

e) yüksek beka kabiliyeti;

f) elektrikli makinelerin yüksek aşırı yük kapasitesinin sağladığı zorlu seyir koşullarında çalışma yeteneği;

g) diğer tüketicilere güç sağlamak için ana jeneratörleri kullanma olasılığı;

Dizel ve türbin santrallerine kıyasla enerji santrallerinin dezavantajları şunlardır:

a) çift enerji dönüşümü nedeniyle düşük verimlilik;

b) yüksek özgül ağırlık ve maliyet;

c) personel sayısı artırıldı.

Gemi hareketine karşı su ve hava direnci

Suda duran bir gemi, bileşkesi geminin yerçekimine eşit olan ve ona zıt yönde yönlenen basınç kuvvetlerine maruz kalır (Şekil 1.2). Gemi hareket halindeyken, basınç kuvvetlerinin sonucu r dikey konumdan sapar ve uygulama noktası DP boyunca buruna kaydırılır.

Şekil 1.2 - Gemiye etkiyen kuvvetlerin diyagramı.

Geminin ağırlık merkezinin kayması durumunda sistemin dengesi bozulmayacaktır. Ö iki zıt kuvvet uygulamak 1 ve R2 eşit büyüklükte ve paralel r. Alınan kuvvet çifti r ve 1 kıçta bir kusura neden olan bir an yaratacaktır.

Karşılıklı olarak dik eksenler boyunca genişleyen kuvvet R2 bileşenleri oluşturur Q ve R.

Q hidrodinamik destek kuvveti denir.

r- Su direnci; gemi yönünün tersine yönlendirilir.

Su direnci R, basınç R'ye neden olan pervanenin durdurma kuvveti tarafından aşılır. Tekne ile sınırdaki su viskozitesi kuvvetleri teğetsel kuvvetler yaratır. r .

, (1.2)

katsayısı nerede. düz bir plakanın diken direnci = 0, 0315Re ,

Tekrar- Reynolds sayısı,

gemi hızı, Hanım,

L- GVL'ye göre gemi uzunluğu, m,

Suyun kinetik viskozitesi T=4 ,

Gövde eğrilik katsayısı, 1 POUND = 0.45 KG\u003d 6 \u003d 1.04, ile 1 POUND = 0.45 KG=12 =1,01,

kaynaklı gemiler için, gemi gövdesinin pürüzlülük katsayısı,

deniz suyunun yoğunluğudur.

RUSYA FEDERASYONU EĞİTİM VE BİLİM BAKANLIĞI

FEDERAL DEVLET BÜTÇESİ EĞİTİM YÜKSEK MESLEKİ EĞİTİM ENSTİTÜSÜ

"GÜNEY-RUS DEVLETİ

TEKNİK ÜNİVERSİTE

(NOVOCHERKASSKY POLİTEKNİK ENSTİTÜSÜ)"

ÇALIŞMA PROGRAMI

"Kürek elektrik tesisatları" disiplininde,

İstikamet için:140400 ELEKTRİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ (lisans)

profiller için:

Novocherkassk 2011

RUSYA FEDERASYONU EĞİTİM VE BİLİM BAKANLIĞI

________________________________________

"Güney Rusya Devlet Teknik Üniversitesi

(Novocherkassk Politeknik Enstitüsü)"

ONAYLAMAK

OD için Rektör Yardımcısı

(pozisyon, soyad, baş harfler)

"____" ______ 2011

ÇALIŞMA PROGRAMI

(B 3.2.8) Kürek elektrik tesisatı

(disiplinin adı)

Hazırlık yönü:140400 "ELEKTRİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ"

Eğitim profilleri:

14. "Gemilerin elektrik donanımı ve otomasyonu".

Elektromekanik Fakültesi

Sandalye "Elektrikli tahrik ve otomasyon"

Kurs _3________________________________________________________________

dönem _7 ________________________________________________________

Dersler __18___ (saat)

Sınav __7___ (dönem) 36 saat 1 SG

telafi etmek __-___ (dönem)

Pratik

(seminer) sınıfları ___36 __(saat)

Toplam bağımsız çalışma __72__ (saat), bunun:

planlanmış çalışma______ (saat)

2. MODÜLLERE VE DÖNEMLERE GÖRE KONU DAĞILIMI, DERS SAATLERİ

https://pandia.ru/text/78/089/images/image004_151.gif" width="643" height="295 src=">

Şekil 1. Disiplinin modüler yapısı

dönem numarası

ders saati sayısı

Bağımsız iş

öğrenciler

Prakt. sınıflar.

planlı

Bireysel

Toplam 7. dönem

7. dönem

3.1.1. Ders konularının adı, içeriği ve saat cinsinden hacmi

Konu 1. Giriş (2 saat, UZ - 1, PC-14,15,16).

Dersin konusu, müfredatın diğer disiplinleri ile ilişkisi ve bu uzmanlık alanında mühendislerin yetiştirilmesindeki önemi. GEM'lerin gelişiminin ve mevcut durumlarının kısa bir tarihi.

Edebiyat bölümü 4

Konu 2.cihazGEM (4 saat, UZ - 2, PC-14,15,16).

Gemi hareket direnci. Gemiye etki eden kuvvetler, onların fiziksel özü. Direnç kuvvetlerinin bileşenleri, hareket hızına bağımlılıkları ve diğer faktörler. çekme gücü. Gemi nakliyecisi. Gemi tahrikinin çalışma prensibi. İdeal bir hareket ettiricinin gücünü ve verimliliğini durdurun. Gemi pervanesi çeşitleri. Ana pervane tipi bir pervane, geometrisi, çalışma prensibi ve özellikleridir. Pervane karakteristiklerinin modellenmesi. Pervanenin ters çevrilmesi ve hidrotürbin modunda çalışması. Pervanenin buzla etkileşimi. Ana kürek tesisatı türleri. GEM'in özellikleri ve ana unsurları. Çeşitli tiplerdeki GEM cihazının özellikleri: doğrudan, değişken-doğrudan, alternatif akım, teknik ve ekonomik göstergeleri.

Ana motorlardan gelen gücün güç aktarımı yoluyla pervanelere iletildiği santrallere genel olarak pervaneli elektrik tesisatı (PPU) denir.

Elektrikli şanzıman, bir buz kırıcının elektrik santrali için ana gereksinimlerden birinin yerine getirilmesini sağlamayı mümkün kılar - pervane üzerindeki torktaki değişikliklerle ana motorun sabit bir gücünü korur.

1. GEU sınıflandırması

Kürek elektrik tesisatları (PPU) aşağıdakilere göre sınıflandırılabilir:

ortak işaretler:

akım türüne göre - alternatif, doğru ve alternatif doğru akım (çift

farklı türde akım);

2. Taşıyıcı tipine göre - dizel-elektrik, turbo-elektrik ve gaz-turboelektrik;

3. Kontrol sistemine göre - manuel kontrollü ve otomatik kontrollü

4. Tahrik motorunu pervaneye bağlama yöntemine göre - doğrudan bağlantı ile

ve dişli bağlantılıdır.

Ana jeneratörler olarak doğru akımın tahrik elektrik tesisatlarında

bağımsız uyarımlı jeneratörler ve tahrik motorları olarak - bağımsız uyarımlı motorlar kullanılır.

Ana jeneratörler olarak alternatif akımın tahrik elektrik tesisatlarında

Tori, senkron makineler ve tahrik motorları olarak - senkron veya asenkron olarak kullanılır.

Güçlü kontrollü yarı iletken doğrultucuların ortaya çıkışı, bir AC-DC (çift akım) GEM'in oluşturulmasına yol açtı.

AC-DC GEM'in avantajları şunlardır:

1. senkron jeneratörlerin yüksek güvenilirliği ve verimliliği;

2. pervane motorunun hızının düzgün ve ekonomik düzenlenmesi

bir doğrultucu tarafından kontrol edilen bir gövde;

3. Ana jeneratörlerden (tek AC güç santrali) tüm gemi tüketicilerine elektrik sağlama imkanı.

2. GEU DC

2.1. Temel bilgiler

Sevk motorlarının ve bunları besleyen jeneratörlerin DC elektrik makineleri olduğu DC sevk elektrik tesisatları,

Çok çeşitli yük torklarında pervane hızı kontrolünün basitliği, rahatlığı ve pürüzsüzlüğü ile karakterize edilirler.

DC enerji santralleri, manevra kabiliyeti yüksek gemilerde düşük ve orta güçteki tesislerde kullanılmaktadır. Doğru akım GEM'in gücünün sınırlandırılması şu şekilde belirlenir:

Bunun nedeni, doğru akımda yüksek güçlü elektrik makinelerinin yaratılmasının alternatif akımdan daha zor olmasıdır.

2.2. DC enerji santrallerinin jeneratörlerini ve tahrik motorlarını çalıştırma şemaları

Bir DC elektrik santrali, jeneratörleri ve tahrikli elektrik motorlarını çalıştırmak için ana devreler için bir dizi seçenek kullanır. Bazıları şekil 2'de gösterilmiştir.

Pirinç. 14.1. DC enerji santrallerinde jeneratörler ve motorlar için bağlantı şemaları

ile şema seri bağlantı motorun jeneratörleri ve armatürleri (Şekil 14.1, a), voltaj nedeniyle motora artan bir besleme voltajı almanızı sağlar.

jeneratörler, jeneratörün anma akımında toplanır.

Örneğin jeneratör voltajı 600 V ise motora 1200 V beslenir.Kayıt Kuralları gereği izin verilen voltaj limiti budur.

GEM ana akım devresinin herhangi iki noktası arasında.

Jeneratörlerin seri bağlantısına sahip bir elektrik santralinde, örneğin dizel yakıt pompasının sıkışması nedeniyle ilk hareket ettiricilerden biri yakıt beslemesini kaybederse, tehlikeli bir acil durum meydana gelebilir.

Aynı zamanda ana devrenin akımı da jeneratörden akmaya devam eder. Jeneratör milinde, acil durum birincil motorunu durduracak büyük bir negatif moment oluşur.

valfi ters yönde döndürmeye başlayacak ve bu da dizel motorda büyük hasara yol açacaktır. Bu durum uygun sensörler tarafından hızlı bir şekilde tespit edilmelidir (genellikle

dönüş, su basıncı, yağ basıncı), acil durdurma sinyali veren ve her ikisi de

jeneratörün uyarılmasının kaldırılmasını sinterleyin.

ile şema paralel bağlantı jeneratörler (Şekil 14.1, b) uygun sağlar

bireysel jeneratörlerin açılması ve kapatılması.

Jeneratörler aynı şaft üzerine kurulursa, yüklerinin tekdüzeliği sağlanır.

nispeten kolay okur. Jeneratörlerin farklı ana taşıyıcıları varsa, örneğin seri uyarma sargıları arasına çapraz bağlantılar ekleyerek ek önlemler yardımıyla eşit bir yük dağılımı elde edilir.

Şek. 14.1, dört jeneratör ve iki motorun seri bağlantısına sahip tek devreli bir elektrik santrali örneğini göstermektedir. Bir çift jeneratörün ve bir motorun dönüşümlü olduğu böyle bir şema, devredeki herhangi iki nokta arasındaki voltajı düşürmenize, bir jeneratörün voltajını iki katına çıkarmanıza ve böylece güvenliği artırmanıza olanak tanır.

GEM'in bakımı.

Bu tür bir jeneratör ve bir HED bileşiminden oluşan bir elektrik santrali ayrıca iki devreli bir yapıya sahip olabilir: her bir elektrik motoruna kendi seri (veya paralel) bağlı jeneratör çifti tarafından güç verilir. İki GEM devresi, bir bütün olarak kurulumun daha fazla güvenilirliğini sağlar.

Pervane elektrik santrali, bir jeneratör tarafından üretilen bir akımla çalışan bir elektrik motoru yardımıyla pervaneyi dönmeye iten geminin ana elektrik santralidir. Bu tür tesisler çoğunlukla buz kırıcılarda, özel amaçlı gemilerde ve denizaltılarda kullanılır.

Tahrik elektrik tesisatı kullanan en büyük gemi, şu anda her biri 215 MW gücünde Azipod tipi dört hareketli elektrik motoruyla donatılmış okyanus gemisi RMS Queen Mary 2 olarak kabul edilebilir.

Elektrikli şanzıman, pervane üzerindeki torktaki değişikliklerle ana motorun gücünün sabit kalmasını sağlamayı mümkün kılar.

Kürek elektrik tesisatları (PPU) aşağıdaki kriterlere göre sınıflandırılabilir:

1. Akım türüne göre - AC, DC ve AC-DC (çift akım);

2. Taşıyıcı tipine göre - dizel-elektrik, turbo-elektrik ve gaz-turbo-elektrik;

3. Kontrol sistemine göre - manuel ve otomatik kontrol ile;

4. Tahrik motorunu pervaneye bağlama yöntemine göre - doğrudan bağlantılı ve dişli bağlantılı.

Tahrik elektrik DC kurulumlarında, ana jeneratör olarak bağımsız tahrikli jeneratörler, tahrik elektrik motorları olarak bağımsız tahrikli motorlar kullanılır.

AC sevk elektrik tesisatlarında ana jeneratör olarak senkron makineler, sevk elektrik motorları olarak da senkron veya asenkron elektrik motorları kullanılmaktadır.

Güçlü kontrollü yarı iletken doğrultucuların kullanımı, çift tür bir akımdan oluşan bir GEM oluşturmayı mümkün kıldı.

Bu tür bir santralin avantajları şunlardır:

– senkron jeneratörlerin yüksek güvenilirliği ve verimliliği;

- redresör tarafından kontrol edilen tahrik motorunun dönüş frekansının düzgün ve ekonomik düzenlenmesi;

– tüm gemi tüketicilerini ana jeneratörlerden tedarik etme imkanı, yani. tek bir gemi AC güç santralinden.

DC GEM'ler, manevra kabiliyeti yüksek, düşük ve orta güçteki kurulumlarda kullanılır. Bu tür bir santralin güç sınırlaması, alternatif akımdaki makinelere kıyasla, doğru akımda yüksek güçlü elektrik makineleri yaratmanın zorluğu ile belirlenir.

Bu tür kurulumlar, geniş bir moment ve yük aralığında pervane hızının basitliği, rahatlığı ve sorunsuz kontrolü ile karakterize edilir.

AC enerji santralleri, trafik modunda nispeten nadir bir değişiklik olan gemilere kurulur.

Artan voltajların kullanımı ile karakterize edilirler: 10 MW - 3000 V'a kadar olan santrallerde, yüksek güçlerde - 6000 V'a kadar. Nominal akım frekansı genellikle 50 Hz'dir.

Düşük ve orta güçte (15 MW'a kadar) AC enerji santrallerinde, ana taşıyıcı olarak genellikle dizel motorlar ve yüksek güçte türbinler kullanılır.

Sabit hatveli pervaneli AC enerji santrallerinde tahrik elektrik motorlarının dönüş hızının düzenlenmesi, birincil motorların dönüş hızı değiştiğinde jeneratörlerin voltaj frekansının değiştirilmesi veya tahrik elektrik olarak faz rotorlu asenkron makinelerin kullanılmasıyla sağlanır. motorlar. AC tahrik motorlarının açısal hızının frekans kontrolünün, elektrik kayıplarını en aza indirdiği için enerji açısından faydalı olduğu ortaya çıkıyor. Tahrik motorlarının dönüş yönünün değiştirilmesi, sayısı kural olarak üç olan ana devredeki fazlar değiştirilerek elde edilir.

Bir AC güç santralinin çalışma modunu kontrol etmenin bir yolu, AC motorların dönüş hızını düzenleme zorluklarından kaçınmayı mümkün kılar, kontrol edilebilir hatveli pervanelerin (CPP'ler) kullanılmasıdır.

Çift akımlı santraller, elektrik kaynağı olarak senkron alternatörlerin ve tahrik motorları olarak DC motorların kullanıldığı tesisler olarak adlandırılır.

Güçlü doğrultucuların geliştirilmesi, DC GEM'lerin yüksek manevra kabiliyetini, yüksek hızlı ana taşıyıcıların ve küçük motorların kullanımından oluşan AC GEM'lerin avantajlarıyla birleştirmeyi mümkün kıldı. ağırlık ve boyut göstergeler.

İki tip yarı iletken doğrultucu kullanılır:

- kontrolsüz, çıkış voltajı düzenlenmemiş;

- kontrollü - ayarlanabilir çıkış voltajı ile;

Doğrultuculu çift akımlı GEM şunları sağlar:

- tahrik motorunun frekansının geniş bir aralıkta düzenlenmesi nedeniyle yüksek manevra kabiliyeti;

- dişli kutusu olmayan türbin-jeneratör üniteleri oluşturma imkanı ve makine dairesindeki yerleşimlerinin rahatlığı;

- santral elemanlarının gürültü ve titreşiminin azaltılması;

- genel verimlilikte artış. tesisler;

– tahrik motorlarının en büyük uygulama kolaylığı ve güvenilirliği.

Çift akımlı bir elektrik santrali için bir CPP kullanımı ek avantajlar sağlar:

- jeneratör motorlarının dönüş sıklığının sabitliği;

- tahrik motorunun ve pervanenin dönüş frekansının sabitliği.

Santralin birincil motorlarının dönüş sıklığının sabitliği, genel gemi tüketicileri için elektrikli tahrik sisteminin lastiklerinden güç almayı ve geminin elektrik santralinin kurulu kapasitesini daha rasyonel bir şekilde kullanmayı mümkün kılar.

Çift akımlı GEM'ler, özellikleri bakımından hem doğru hem de alternatif akımın GEM'lerinden üstündür.

Santralin işletimindeki ana görev, sorunsuz ve sorunsuz çalışmasını, sürekli harekete hazır olmasını sağlamaktır.

Bu sorunun çözümü aşağıdaki koşullar altında elde edilir:

- nitelikli hizmet sağlamak;

- yedek parça ve malzemelerin zamanında yenilenmesi;

- gemi mürettebatı tarafından gerçekleştirilen önleyici ve onarım çalışmalarının koşullarının ve hacimlerinin doğru belirlenmesi;

- genişletilmiş testler yapmak ve elektrik santralinin geminin kullanım amacına göre ayarlanmasını organize etmek;

- elektrik santralinin elektrik makinelerinde yalıtım yüzeylerinin kirlenme derecesinin sürekli izlenmesi;

– kabloların durumunun kontrol edilmesi ve sonlandırılmalarının sonlandırılması.

Bu nedenle, teknik operasyon için önlemler kompleksi, elektrik santralinin ve elemanlarının bakımını, bakımını ve onarımını kapsar.

bibliyografya

1. Akimov V.P. Gemi otomasyonlu enerji santralleri, "Nakliye", 1980.

2. Bir gemi tamircisinin el kitabı (iki cilt halinde). Ed. 2., revize edildi. ve ek Cand'ın genel editörlüğü altında. teknoloji Bilimler L.L.Gritsay. M., "Ulaştırma", 1974

3. Zavisha V.V., Dekin B.G. Gemi yardımcı mekanizmaları., M., "Taşıma", 1974, 392 s.

4. Kiriş O.V., Lisin V.V. Termodinamik ve ısı mühendisliği. Baş yardımcısı. 2 saatte Bölüm 1.: Termodinamik. - Odessa: ONMA, 2005. - 96 s.

5. Ovsyannikov M.K., Petukhov V.A. Gemi otomatik enerji santralleri. "Ulaşım", 1989.

6. Taylor D.A. Gemi teknolojisinin temelleri. "Ulaştırma", 1987.

7. "Gemi enerji santralleri ve gemilerin elektriksel kontrolü" disiplininden laboratuvar çalışmalarının tamamlanmasına yönelik metodik tanıtımlar. Odessa: ONMA, 2012.

8. Vereskun V.I., Safonov A.Ş. Gemilerin elektrik mühendisliği ve elektrik donanımı: Ders kitabı. - L.: Gemi yapımı, 1987. - 280 s., hasta.

Ana motorlardan gelen gücün güç aktarımı yoluyla pervanelere iletildiği santrallere genel olarak pervaneli elektrik tesisatı (PPU) denir.

Aşağıdaki enerji santralleri şemaları en yaygın olarak kullanılmaktadır:

1. Pervane motorunun (PM) manyetik akısının, jeneratörün sabit bir manyetik akısı ile düzenlenmesi ile.

2. Ana jeneratörün manyetik akısının, HEM'in sabit bir manyetik akısı ile düzenlenmesi ile.

3. Hem jeneratörün hem de HEM'in manyetik akılarının düzenlenmesi ile.

PEM'in manyetik akısının otomatik olarak düzenlenmesi ile birinci tip şemalara bir örnek, Silverstat tipi yüksek hızlı bir regülatör kullanan Rüzgar tipi buz kırıcılarda (Şekil 118) kullanılan şemadır. Bu regülatörün manyetik devresi iki sargıya sahiptir. Bunlardan biri (OH), D HED'in armatür terminallerine bağlanır ve akımı armatür voltajıyla orantılıdır. İkinci sargı (OT), DP HEM'in ek kutuplarındaki voltaj düşüşüne bağlanır ve akımı ana devrenin akımıyla orantılıdır. OT sargısının amper dönüşleri, OH sargısının amper dönüşlerinin yarattığı akışa zıt bir manyetik akı oluşturur. Her iki sargının toplam manyetik akısı, hareket ederken reostatın Gr bölümlerine bağlı lamel yay kontaklarını kapatan veya açan regülatör P'nin armatürünü etkiler. PEM'in akım ve voltajının nominal değerlerinde, regülatörün armatürü, ATS elektrik motorunun uyarma sargısında nominal akımın akışını ve dolayısıyla torkun nominal değerini sağlayan bir pozisyon alır.

Pervane üzerindeki direnç momentindeki ani bir artış ile ilk periyotta kardan milinin devirleri ve jeneratörün voltajı sabit kalır ve ana devredeki akım keskin bir şekilde artar. Ana devrenin akımındaki artışla orantılı olarak, OT regülatörünün akım sargısındaki akım da artar. Bu durumda, manyetik devredeki manyetik akı ve dolayısıyla regülatör armatürünün çekim kuvveti azalır. Sonuç olarak, armatür, yaylı kontaklardan bazılarını saptırır ve kapatır, böylece reostatın ayrı bölümlerini şönt eder. Bu, HEM uyarma akımında bir artışa ve buna bağlı olarak dönüş hızında bir azalmaya neden olur. HEM tarafından tüketilen güç yaklaşık olarak sabit kalacaktır, çünkü

Pirinç. 118. Elektrik hareketinin şeması. 119. Windnia leyaokola Kapitan Belousov tipi elektrikli tahrikli buzkıran şeması

Jeneratör voltajı neredeyse değişmez. Regülatör, ana devre akımı nominal değere ulaşana kadar uyarımı artıracaktır.

Vidaya uygulanan direnç momentinin azalması ile ana devrenin akımı azalır. Bu durumda regülatörden gelen akım sargısının demanyetize edici etkisi azalacak ve armatür yay kontaklarının bir kısmını açacaktır. HEM uyarma devresindeki reostatın direnci artacak, uyarma akımı düşecek ve dönüş hızı artacaktır. PEM tarafından tüketilen güç yine nominal güce eşit olacaktır. Böylece, regülatörün kullanılması, birincil motorlara aşırı yüklenmeden tüm navigasyon modlarında kurulumun nominal gücünün tam olarak kullanılmasını mümkün kılar.

Ana jeneratörün manyetik akısının otomatik olarak düzenlendiği ikinci tip şemalara bir örnek, buzkıran Kapitan Belousov'da kullanılan şemadır. Burada, yüksek hızlı regülatörler kullanılarak bir uyarma ve kontrol sistemi kullanılmıştır (Şekil 119).

Ana OVG jeneratörlerinin uyarma sargılarına güç sağlamak için iki sargılı VT uyarıcıları kullanıldı. Sargılardan biri olan anti-bileşik (PKO), DC ve HED'in ek kutuplarındaki voltaj düşüşüne bağlanır. Diğeri - işletim sisteminin kontrol sargısı, yüksek hızlı regülatör Gr aracılığıyla PU'nun kontrol direğinden güç alır. Yüksek hız regülatörü ve PKO sargısı, ana devredeki akımı değişen bir direnç momenti ile sınırlamak için tasarlanmıştır. Ana devredeki akımın nominal değerin üzerinde artmasıyla, kontrol sargısına bağlanan PKO sargısının etkisi artar. Sonuç olarak, ana jeneratör G üzerindeki voltaj azalır ve sonuç olarak, birincil motorları aşırı yükten koruyan PEM'in dönüş hızı düşer. Yüksek hız regülatörü, nominal akımdan daha büyük bir akımda çalışmaya başlar. Regülatör yayı, hareketli kontağı Gr, jeneratörün uyarılmasının en büyük olacağı bir konuma çevirme eğilimindedir. Regülatörün sargısı, HEM'in ek kutuplarındaki voltaj düşüşüne bağlanır ve bu nedenle ana devrenin akımıyla orantılı bir akımla etrafta akar. Ana devrede akımın varlığında, Yar regülatörünün armatürüne yay momenti tarafından karşılanan bir tork etki eder. Ana devrenin akımı, regülatörün ayarlandığı değere ulaştığında, akım bobini tarafından oluşturulan moment, yayın momentini aşacak ve bunun sonucunda hareketli kontaklar hareket etmeye başlayacak ve devreye ek direnç katacaktır. op-amp sargısı. Op-amp sargısındaki akım azalacaktır; jeneratör voltajı da düşecektir. Tahrik motorunun ek kutuplarındaki voltaj düşüşü, nominal yük akımına karşılık gelen bir değere ulaştığında bu işlem duracaktır.

Regülatörlerin dezavantajı, buz kütleleri pervane kanatlarına çarptığında, geri döndüğünde vb. ana devrenin akımının stabilitesini sağlamayan düşük tepki hızıdır.

Ana jeneratörlerin ve tahrik motorunun manyetik akısının otomatik olarak düzenlendiği üçüncü tip şemalara bir örnek, Murmansk buz kırıcısında kullanılan şema olabilir. Santralin kontrol ve düzenleme sistemine dikkat ederek, bu buz kırıcının elektrik santralinin yerleşik devresini düşünün (Şekil 120).

Yerleşik devre (Şekil 120, a) iki ana jeneratör G, GED-D, VT jeneratörlerinin uyarıcılarından ve HP motorundan oluşur. VT ve HP ünitelerinin uyarılması, kontrollü (tristör) ve kontrolsüz (diyot) doğrultucular tarafından sağlanır, sırayla doğrultucular, yardımcı üç fazlı gemi ağından beslenir. PKO'nun bileşik önleyici sargısının, jeneratörlerin tristör uyarılması başarısız olduğunda yalnızca acil durum modunda çalıştığına dikkat edilmelidir. Bu durumda, OVVG ^ ^ ve OVVG sargıları, sırasıyla işletim sisteminin kontrol sargısının ve şönt dinin işlevlerini yerine getirir.

Pirinç. 120. Murmansk buzkıranının elektrik tahrikinin şeması: a - elektrik santralinin şematik bir diyagramı; b - düzenlemenin blok şeması

HEM'in uyarılması aşağıdaki gibi gerçekleştirilir: yardımcı AC ağından doğrultucu aracılığıyla // (Şekil 120, b) ATS uyarıcısının uyarıcısının ana uyarma sargısı ^ ^ ^ güç alır. HP motorun uyarıcısı uyarılır ve HP motorun uyarıcı sargısına güç sağlar.

Başka bir HP sargısı - ek OVVD ^^ ^ ^ - harekete hazırdır ve yalnızca dinamik modlarda çalışır. Kontrol direğinin kolunu değiştirirken, PU, OVVG'nin ana jeneratörlerinin uyarıcılarının uyarma sargısından güç alır. X veya OVVG ^ ^ x- Bu sargılara, 5a ve 56 tristör redresörleri aracılığıyla yardımcı AC ağından güç verilir. VG jeneratörünün uyarıcısı uyarılır ve OVG jeneratörünün uyarıcı sargılarına güç sağlar.

Şema, sabit güç ve sabit hız kontrolü sağlar. Bu modlar, geri beslemenin (ana devrenin akımı ve voltajı, PEM'in dönüş hızı, jeneratörlerin uyarma voltajı ve motorun uyarma akımı) VG'nin uyarılması üzerindeki etkisi ile sağlanır ve HP. Örneğin, geri vitesteyken kontrol sistemi aşağıdaki gibi çalışır. Kontrol istasyonunun kolu "tam ileri" konumundan "tam geri" konumuna kaydırılır. Aynı zamanda, kontrol istasyonuna rijit bir şekilde bağlanan döner transformatörün çıkışında, sürüş sinyalinin işareti tersine değişir. Bu sinyal 1a-~1v veya 16-1v kontrol bloklarından (ilk durum - sabit hız modu için, ikincisi - sabit güç modu için) kontrol blokları 4a ve 46 tristör doğrultucu 5a ve 56'ya geçer. Blok 4a ve 46 bu şekilde hareket eder, OVVG^.u ileri uyarım sarımını besleyen tristör doğrultucu 5a kapanır ve doğrultucu 56 açılır Bu tür anahtarlama, işaret invertörü 3 kullanılarak gerçekleştirilir. Jeneratörler zıt yönde uyarılır. yön ve HEM tersine çevrilir. Bu durumda, GEM'in ana parametreleri (hız, akım, voltaj) önemli ölçüde değişir. Ana devre akımı işaret değiştirir ve maksimum değerine ulaştıktan sonra önemli bir süre yaklaşık olarak bu seviyede kalır. Ana devrenin nispeten yüksek akımına rağmen, HEM'in ek sargısı, pervane neredeyse tamamen durana kadar çalışmaz, yani HEM'in sabit akışında tersi gerçekleşir. Bu, devrenin, ters güce bağlı olarak ek OVVDop sargısının çalışmasının ayarlanmasını sağlamasıyla açıklanmaktadır.

Geri kazanım anında, ters güç mantık cihazı 12, kontrol ünitesine 1d, tristör doğrultucunun 5v kontrol devresi üzerinde hareket ederek onu kilitleyen bir sinyal gönderir. Rejeneratif dönem sona erdiğinde, OVVD ^ ^n'nin ek sargısı devreye girer, HEM'nin uyarma akımı artar, ana devrenin akımı azalır ve yakında GEM yaklaşımının ana parametreleri normale döner.

Tahrik elektrik tesisatları hakkında daha ayrıntılı bilgi şurada bulunabilir.

ana hareket ettiriciden pervaneye diğer güç aktarım türleri, hidrolik aktarımları içermelidir. Deniz enerji santrallerinde iki tip şanzıman kullanılmaktadır: hidrolik kavramalar ve tork konvertörleri. Buz kırıcıların enerji santralleri için ağırlıklı olarak tork konvertörleri ve hidrolik tork konvertörleri ilgi görmektedir.

Tork konvertörleri, birincil motorun neredeyse sabit bir dönüş hızında tahrik edilen şaft üzerindeki torka bağlı olarak dişli oranını sorunsuz bir şekilde değiştirme yeteneğine sahiptir, yani. santralin tatmin edici çekiş özelliklerini sağlarken kendi kendini ayarlarlar.

Elektrik santrali ile karşılaştırıldığında, tork konvertörleri aşağıdaki avantajlara sahiptir: daha düşük ağırlık ve boyutlar, daha düşük inşaat maliyeti ve daha az akşam yemeği personeli.

Bununla birlikte, tork konvertörlerinin de çok önemli dezavantajları vardır: kurulum şemasının düşük esnekliği (hidrolik şanzıman sırasında her ana motor sadece bir kardan miline bağlı olduğundan), geri viteste nispeten düşük güç (ileriye göre %20-30 daha düşük). Ayrıca kısmi yüklerde, pervane kanatlarının altına buz girdiğinde tork konvertörünün torku yetersiz olabilir ve bunun sonucunda pervane durabilir ve hatta kırılabilir. Tork konvertörlü gemilerin buz koşullarında çalıştırılmasında pratik deneyim eksikliği, onları buz kırıcılara kurmanın tavsiye edilebilirliği konusunda kapsamlı bir cevap vermemize izin vermiyor.

Mühür