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

дельных случаях предусматривается защита при помощи центро­ бежных реле, действующих на отключение возбуждения.

6. По Правилам Регистра СССР в ГЭУ должна быть преду­ смотрена защита от замыкания токоведущих частей на корпус судна.

Кроме перечисленных видов защиты, в схемах ГЭУ устанавли­ вается целый ряд блокировок, предотвращающих ошибочные и не­ правильные действия обслуживающего персонала.

Любая ГЭУ снабжается системой сигнализации двух видов: тревожной — о неисправностях и нарушениях в режиме ГЭУ и ука­

мощностью при изменении момента сопротивления гребного винта. На рис. 190 показана упрощенная принципиальная схема одного

контура. Схема другого контура совершенно аналогична.

В качестве возбудителя генераторов Г 1 и Г2 используется электромашинный усилитель с поперечным полем ЭМУГ. Он имеет

305

три обмотки управления: О ЗГ— задающая обмотка, которая соз­ дает основную намагничивающую силу (н. с.) возбуждения ЭМУГ, ТО — токовая обмотка, включенная параллельно обмотке допол­ нительных полюсов ДП и компенсационной обмотке КО гребного электродвигателя, ОСГ — стабилизирующая обмотка, включенная на зажимы вторичной обмотки стабилизирующего трансформа­ тора СТ1. Намагничивающая сила обмотки ТО, пропорциональная току главной цепи, действует всегда навстречу н. с, задающей об­ мотки ОЗГ.

Возбудителем гребного электродвигателя ГЭД является также электромашинный усилитель с поперечным полем ЭМУД, имеющий четыре обмотки управления: ОЗД — задающая обмотка, которая создает основную намагничивающую силу ЭМУД; ОУ — обмотка управления, действующая навстречу задающей обмотке ОЗД; ОСД — стабилизирующая обмотка, включенная подобно обмотке ОСТ; ОН — обмотка напряжения, действующая навстречу ОЗД.

Отметим, что обмотки ОСГ, ОСД и ОН не влияют на принцип действия схемы; они лишь повышают устойчивость системы авто­

Обмотка ОУ имеет три цепи питания:

1)плюс ЭМУГ, вентиль В2, обмотка ОУ, установочное сопро­ тивление г4, плюс генератора эталонного напряжения ГПН, якорь этого генератора, вентиль В4, минус ЭМУГ;

2)плюс ЭМУГ при перемене полярности его напряжения, вен­

тиль В1, обмотка ОУ, плюс ГПН, якорь ГПН, установочное сопро­ тивление гУ5, вентиль ВЗ, обратный минус ЭМУГ;

3) плюс контрольного тахогенератора КТГ, вентиль В5, обмот­ ка ОУ, якорь ГПН, минус КТГ.

Благодаря наличию вентилей В1, В2, В4 и В5 ток через обмот­ ку ОУ по первой цепи потечет только тогда, когда напряжение ЭМУГ будет больше постоянного напряжения ГПН; по второй це­ пи — когда обратное напряжение ЭМУГ будет больше напряжения ГПН, и по третьей — когда напряжение КТГ будет больше эталон­ ного напряжения ГПН.

Регулирование частоты вращения гребного электродвигателя осуществляется потенциометром поста управления Rny, при помо­ щи которого изменяется ток в обмотке ОЗГ, а значит, и напряжение ЭМУГ, ток в обмотках ОВГ1 и ОВГ2 и напряжение генераторов.

Рассмотрим работу схемы при переходе судна со швартовной характеристики на характеристику «на чистой воде».

При неподвижном судне гребная электрическая установка ра­ ботает в точке в' (см. рис. 185). В этом случае напряжение ЭМУГ чуть меньше эталонного и ток через обмотку ОУ не протекает. Судно начинает разгоняться, и момент сопротивления гребного винта уменьшается. Частота вращения ГЭД увеличивается, что приводит к увеличению э. д. с. якоря гребного электродвигателя

306

где UT— напряжение одного генератора; Ец —- э. д. с. двигателя;

/?яд — сопротивление якорной цепи двигателя.

При уменьшении тока главной цепи уменьшается намагничи­ вающая сила обмотки ОТ, а следовательно, увеличивается напря­ жение ЭМУГ и напряжение генератора таким образом, что ток главной цепи остается почти неизменным.

Если бы постоянство тока главной цепи поддерживалось толь­ ко за счет действия обмотки ОТ, т. е. за счет увеличения напряже­ ния генератора, то при дальнейшем разгоне судна увеличивалась бы мощность ГЭУ (мощность контура P — 2UrI). Однако этого не происходит, так как при незначительном увеличении напряжении ЭМУГ оно становится больше эталонного напряжения ГПН и через обмотку ОУ по первой цепи потечет ток. Намагничивающая сила обмотки ОУ, действующая навстречу ОЗД, приводит к уменьше­ нию напряжения ЭМУД, тока возбуждения ГЭД и его э. д. с. Та­ ким образом, при дальнейшем разгоне судна схема действует сле­ дующим образом:

Постоянство тока главной цепи поддерживается за счет ослаб­ ления поля возбуждения Ф Вд гребного электродвигателя при по­ стоянном напряжении генераторов, а значит, при постоянной мощ­ ности^ ГЭУ. Благодаря этому ГЭУ при полной скорости судна на чистой воде работает в точке а (см. рис. 185).

Внимательно анализируя краткую запись регулировочного процесса, нетрудно заметить, что при увеличении £/эмуг, должно увеличиваться напряжение генераторов. Оно увеличивается очень незначительно,- во-первых, потому, что магнитная система генера­ торов насыщена, и, во-вторых, потому, что благодаря высокому коэффициенту усиления электромашинных усилителей незначи­ тельное изменение тока в обмотках ОТ и ОУ приводит к значи­ тельному уменьшению напряжения ЭМУД, э. д. с. двигателя.

Рассмотрим работу схемы при реверсировании гребного элек­ тродвигателя, например, с полного переднего хода на полный зад­

и переключаются концы обмотки ОУ. При этом меняется поляр­ ность напряжения ЭМУД, направление тока в обмотке ОВД и по­ лярность э. д. с. двигателя. С этого момента времени ток главной Цепи будет определяться по формуле

307

Эта формула соответствует режиму противовключения двигате­ ля. Ток главной цепи начинает резко увеличиваться, и намагни­ чивающая сила обмотки ОТ становится больше намагничивающей силы обмотки ОЗГ. Полярность напряжения ЭМУГ изменяется, а следовательно, изменяется и полярность напряжения генераторов, а ток главной цепи с этого момента времени будет определяться формулой

Начинается режим рекуперативного торможения гребного дви­ гателя, и генераторы при этом работают в режиме двигателей, вращая дизели. И в режиме~торможения схема работает на под­ держание постоянства тока главной цепи, ограничивая тем са­ мым разгон дизелей. Если ток главной цепи становится больше до­ пустимой величины, то за счет обмотки ОТ обратное напряжение превысит эталонное напряжение, и через обмотку ОУ по второй цепи потечет ток. В результате этого уменьшится напряжение ЭМУД) э д. с. двигателя, а значит (124) и ток главной цепи.

По мере торможения ГЭД будет уменьшаться его э. д. с., ток главной цепи и намагничивающая сила обмотки О7\ Очевидно, когда н. с. обмотки ОТ сравняется с н. с. обмотки ОЗГ, напряже­ ние будет равно нулю, а ток главной цепи определяется по фор­ муле

мент проходящий и кратковременный, вслед за ним на зажимах ЭМУГ появится напряжение нормальной полярности, и с этого мо­ мента ток главной цепи вновь будет определяться формулой (123) — торможение противовключением, но уже при очень малой скорости ГЭД и малом напряжении генераторов.

После остановки гребной двигатель реверсируется. Ток в глав­ ной цепи определяется по формуле (122). Направление тока в главной цепи при реверсировании ГЭД не изменяется.

Интересно и не совсем обычно построена защита от разгона гребного двигателя. Если скорость ГЭД превысит допустимую ве­

цепи. Обмотка ОТ размагничивает ЭМУГ, и напряжение генерато­ ров резко уменьшается, что и предотвращает дальнейший разгон гребного двигателя.

По такому же принципу работает и схема ГЭУ судов типа «Амгуема».

308

§ 76. ГЭУ переменного тока

Правилами Регистра СССР в РЭУ переменного тока исполь­ зуется напряжение до 7500 В. Повышение напряжения позволяет уменьшить вес и габариты всего электрооборудования, связанного с главным током ГЭУ. В этом случае значительно уменьшается се­ чение обмоток машин и всех токоведущих частей, но одновремен­ но повышаются требования к изоляции и к вопросам техники бе­ зопасности.

При проектировании ГЭУ переменного тока приходится ре­ шать вопрос о том, как регулировать частоту вращения гребного электродвигателя. Как известно, выбор способов регулирования здесь весьма ограничен.

Регулирование скорости вращения за счет изменения активно­ го сопротивления цепи ротора, как известно, можно применить только в том случае, если в качестве гребного электродвигателя выбран двигатель с фазным ротором. Кроме недостатков, связан­ ных с конструкцией самого двигателя, и неудобств, вызванных включением мощных реостатов в цепь ротора, напомним о потерях энергии, возникающих в роторной цепи при этом способе регули­ рования. При снижении скорости двигателя, например, вдвое по сравнению со скоростью холостого хода половина всей мощности, потребляемой двигателем, превращается в тепло на регулировоч­ ных реостатах. Вряд ли это обстоятельство можно оправдать при­ менительно к современным ГЭУ. Существуют способы регулиро­ вания частоты вращения, при которых дополнительная энергия роторной цепи используется полезно.

Регулирование частоты вращения гребного двигателя переклю­ чением числа пар полюсов обмотки статора также мало пригодно для ГЭУ. Во-первых, ограниченное число скоростей и ступенча­ тость регулирования резко снизят маневренные качества судна, “а во-вторых, переключение под током обмоток мощного электродви­ гателя повышенного напряжения весьма сложно.

Плавное регулирование частоты вращения в широком диапазо­ не достигается за счет изменения частоты переменного тока. Этот способ и нашел наибольшее распространение в ГЭУ.

Его недостаток заключается в том, что частота генераторов пе­ ременного тока практически шзжет регулироваться только изме- „ нением их частоты вращения. Таким образом, в ГЭУ переменного тока частота вращения гребного электродвигателя регулируется

309