Файл: Хайдуков, О. П. Электрооборудование судов учебник.pdf

же обстоит дело при работе на швартовной характеристике (точка в) и при ходе судна в ледяной шуге (точка г). В последнем слу­ чае гребной винт теплохода будет вращаться со скоростью птх, а гребной винт электрохода — со скоростью пэх.

При переходе судна с характеристики 1 на характеристику 4 мощность главного двигателя теплохода уменьшится на 30—40%, а мощность ГЭУ электрохода не изменится. Это важнейшее свойст­ во ГЭУ особенно необходимо Для таких судов, как ледоколы, суда активного ледового плавания, буксиры-спасатели.

3. ГЭУ обеспечивает повышенную живучесть судна.

Число генераторных агрегатов в ГЭУ обычно составляет 4, 6, 8 и реже 2. Если, например, на электроходе с четырьмя генератор­

Уместно упомянуть и о более спокойных условиях работы пер­ вичных двигателей в ГЭУ по сравнению с главными двигателями, работающими непосредственно на винт.

Выход из строя главного двигателя одновального теплохода при­ водит к полной потере скорости, что в сложных метеорологических условиях может вызвать гибель судна.

4. В ГЭУ применяются нереверсивные дизели или отсутствуют турбины заднего хода. Реверсивные дизели имеют более сложную конструкцию.

Режим реверсирования дизеля связан с возникновением допол­ нительных усилий и деформаций в различных деталях двигателя, вызывающих преждевременный износ их.

На турбинных судах для получения заднего хода устанавли­ вается дополнительная турбина мощностью 40—60% от мощности турбин переднего хода.

5. ГЭУ обеспечивает высокую экономичность при работе на промежуточных ходах.

Если судно по каким-либо причинам вынуждено идти с пони­ женной скоростью (прохождение узкостей, каналов, сильный туман или шторм, режим траления и т. д.), то главный двигатель тепло­ хода работает при этом с недогрузкой, а значит с понижен­ ным к. п. д., что приводит к увеличению удельного расхода топ­ лива.

На электроходе в этом случае оставляет в работе столько ге­ нераторных агрегатов, чтобы они были полностью загружены.

6. В ГЭУ можно повысить к. и. д. гребного винта.

Наивысший к. и. д. винта находится подбором оптимальной ско­ рости вращения его. На теплоходе такой подбор связан с измене­ нием режима работы главного двигателя, а значит-, с ухудшением его параметров. На электроходе подбор оптимальной скорости греб­ ного электродвигателя особого труда не представляет.

296

7. На электроходе можно осуществлять отбор мощности от ГЭУ для вспомогательных нужд<судна.

Мощность генераторных агрегатов судовой электростанции для вспомогательных нужд судна обычно составляет 200—400 кВт. К. п. д. таких агрегатов значительно ниже, чем к. п. д. мощных ге­ нераторных агрегатов ГЭУ, поэтому отбор мощности от агрегатов ГЭУ экономически выгоден. Правда, техническое решение этой за­ дачи в ГЭУ на постоянном токе представляет немалые трудности.

Наряду с положительными качествами ГЭУ им присущи и серьезные недостатки.

1. В ГЭУ из-за двойного преобразования энергии возникают дополнительные потери в генераторах и гребных электродвигате­ лях. Если учесть, что к. п. д. генераторов и двигателей составляет около 95%, то дополнительные потери в ГЭУ достигают 10%.

2. ГЭУ имеет повышенную первоначальную стоимость, которая может быть снижена за счет более широкого использования унифи­ цированного оборудования. Так, например, на электроходах отече­ ственной постройки используются серийные тепловозные дизели Д50 и ЗД100.

3.ГЭУ имеет повышенный вес и габариты. Применение в ГЭУ быстроходных дизелей позволяет значительно снизить вес и габа­ риты установки. Однако следует учитывать недостатки быстроход­ ных дизелей, заключающиеся в пониженном моторесурсе и в по­ вышенной шумности.

4.Для обслуживания ГЭУ выделяется дополнительный штат. Если на теплоходе электрооборудование обслуживает один элек­ тромеханик с двумя-тремя электриками, то на электроходе электро­

группа состоит из четырех электромехаников и шести—девяти элек­ триков.

Иногда в качестве недостатка ГЭУ выдвигают повышенную опасность поражения электрическим током, поскольку в ГЭУ при­ меняются повышенные напряжения. Однако в практике эксплуа­ тации электроходов не зарегистрировано ни одного случая тяжелых электротравм. Объясняется это, по-видимому, более'высокими, чем в обычных электроустановках, требованиями техники безопас­ ности.

§ 74. Особенности конструкции главных генераторов, гребных электродвигателей и возбудителей ГЭУ

Некоторые конструктивные отличия главных генераторов и гребных электродвигателей от обычных судовых электрических ма­ шин объясняются прежде всего большой мощностью их и сложными эксплуатационными условиями.

мотки якоря, которые в данный момент замыкаются щетками на­ коротко. Если дополнительные полюса достаточно хорошо ком­ пенсируют поле в зоне коммутации, то э. д. с. в этих секциях близка к нулю и искрения под щетками не возникает.

Наибольшая часть поля, созданного током обмотки якоря, рас­

нитная индукция резко уменьшается, а под другим — почти в такой же степени возрастает. В результате в тех секциях обмотки якоря, которые в данный момент проходят в зоне с высокой индукцией, наводится большая э. д. с., а в других секциях, наоборот, — ма­ ленькая. Все это приводит к тому, что напряжение между коллек­ торными пластинами распределяется неравномерно. Между некото­ рыми пластинами оно значительно возрастает, а между другими — уменьшается.

Незначительное попадание угольной пыли между коллекторны­ ми пластинами с повышенным в этот момент времени напряжением может вызвать возникновение электрической дуги, которая рас­ пространится на весь коллектор и приведет к аварии электричес­ кой машины.

В машинах малой и средней мощности напряжением 220 В такое явление наблюдается редко. В машинах большой мощности напряжением 400, 600, 800 В для предотвращения возникновения дуги на коллекторе применяется компенсационная обмотка КО. Секции КО (см. рис. 188) укладываются в пазы полюсных наконеч­ ников. Она включается, как и обмотка дополнительных полюсов, последовательно с обмоткой якоря. КО уничтожает поперечную реакцию якоря, сохраняя тем самым равномерное распределение индукции под полюсами, а следовательно, и равномерное распре­ деление напряжения между коллекторными пластинами.

Главные генераторы и гребные электродвигатели имеют обычно защищенное исполнение, хотя нижняя часть ГЭД иногда выпол­ няется водозащищенной.

Главные электрические машины ГЭУ оборудуются принуди­ тельной вентиляцией по замкнутому или разомкнутому циклу. На­ гретый воздух при выходе из машины пропускается через воздухо­ охладители с забортной водой. Правилами Регистра СССР требует­

298

ся вести непрерывный контроль температуры охлаждающего воз­ духа и его влажности при замкнутой системе вентиляции.

Электрические машины постоянного тока имеют смотровые ок­ на для наблюдения за состоянием коллектора и щеточного аппара­ та без снятия крышек.

Все главные электрические машины обортуются электрогрел­ ками, которые поддерживают температуру обмоток неработающих машин на 3—5°С выше температуры окружающей среды. Таким путем предотвращается отсыревание обмоток и уменьшение сопро­ тивления изоляции их.

Подшипники скольжения главных электрических машин имеют принудительную смазку под давлением. Система смазки обеспечи­ вается двумя насосами смазочного масла, один из которых являет­ ся резервным. За давлением и температурой масла ведется непре­ рывный контроль.

Гребные электродвигатели постоянного тока обычно имеют • двухъякорную конструкцию. Фактически это два двигателя, распо­ ложенные в одном корпусе.

У двухъякорных двигателей проще обеспечить удовлетвори­ тельную коммутацию. Вес и габариты двухъякорного двигателя больше примерно на 30%, чем одноякорного такой же мощности и с такой же частотой вращения, а к. п. д, на 1—2% меньше. Однако внешний диаметр якорей у двухъякорного двигателя меньше, а зна­ чит, меньше и момент инерции вращающихся частей, что способст­ вует более быстрому разгону и торможению двигателя и уменьше­ нию потерь энергии в переходных процессах.

Применение двухъякорного гребного электродвигателя повыша­ ет надежность ГЭУ, так как при выходе из строя одного якоря в работе остается другой.

Для возбуждения главных генераторов и гребных электродви­ гателей применяются специальные возбудители, которые приводят­ ся во вращение электродвигателями постоянного или переменного тока в зависимости от рода тока вспомогательной электростанции судна. Часто на одном валу с возбудителем располагается не­ большая электрическая машина постоянного тока для питания це­ пей управления и обмоток возбуждения возбудителей.

Соединение приводного двигателя с возбудителями называется агрегатом возбуждения. В различных ГЭУ встречаются двух,- трех-, четырех- и пятимашинные агрегаты возбуждения. Например, гребная электрическая установка ледокола «Ленинград» имеет пять (два резервных) пятимашинных агрегатов возбуждения. Каждый агрегат состоит из: приводного трехфазного асинхронного двигателя; генератора постоянного тока с тремя обмотками возбуж­ дения — возбудителя четырех главных генераторов; генератора по. стоянного тока — возбудителя основного возбуждения двух греб­ ных электродвигателей; генератора постоянного тока возбудите­ ля для добавочного возбуждения двух гребных электродвигателей; генератора постоянного тока смешанного возбуждения для питания обмоток возбуждения возбудителей.