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

Выпрямленный ток, как известно, имеет определенную пульса­ цию, зависящую от схемы выпрямления. Пульсирующий ток ухудшает условия коммутации на коллекторе гребного электро­ двигателя, усугубляющиеся еще и большой мощностью машины.

Наиболее'эффективный путь уменьшения пульсации выпрям­ ленного тока — это применение двухобмоточных синхронных гене­ раторов (рис. 192).

В одних и тех же пазах статора генератора укладываются две отдельные трехфазные обмотки, сдвинутые в пространстве по рас­ точке статора на 30 электрических градусов. Каждая обмотка подключается к своему трехфазному мостовому выпрямителю. Со стороны постоянного тока выпрямители могут соединяться парал­ лельно или последовательно (на рис. 192 они соединены последо­ вательно). Выпрямленный ток по своей пульсации будет соответ­ ствовать двенадцатифазному выпрямлению.

Здесь можно отметить, что двухобмоточные генераторы при ра­ боте на выпрямитель и по другим показателям превосходят обыч­ ные трехфазные генераторы.

Системы возбуждения генераторов, гребных электродвигателей, схемы управления и защиты гребной электрической установки двойного рода тока принципиально не отличаются от систем ГЭУ постоянного тока.

§ 78. Перспективы развития ГЭУ

Учитывая современное состояние науки и техники, можно оп­ ределять перспективы развития ГЭУ на ближайшие' два десяти­ летия. Вот основные направления, по которым, видимо, будет ид­ ти развитие электродвижения судов:

внедрение систем двойного рода тока; применение статических преобразователей частоты;

применение машинно-вентильных каскадов переменного тока; использование установок прямого преобразования энергии; более широкое использование атомной энергии.

Статические преобразователи частоты на полупроводниковых управляемых вентилях-тиристорах начинают находить все боль­ шее применение в различных отраслях промышленности для регу­ лирования частоты вращения синхронных и асинхронных корот­ козамкнутых двигателей.

Применение статических преобразователей для регулирования частоты вращения гребных электродвигателей позволит сделать ГЭУ переменного Дока столь же маневренной, как и ГЭУ постоян­ ного тока. Такие преобразователи, кроме плавного регулирования частоты вращения в широком диапазоне, позволяют осуществлять реверсирование двигателя без разрыва цепи главного тока и пере­ водить двигатель в режим рекуперативного торможения.

Автоматическое регулирование частоты и напряжения по оп­ ределенному закону может обеспечить работу ГЭУ с постоянной

314

мощностью при изменении момента сопротивления гребного винта.

Совершенствование ГЭУ переменного тока может пойти и по другому пути. Известно, что .при регулировании частоты вращения асинхронных двигателей за счет скольжения в цепи обмоток ро­ тора выделяется в виде тепла энергия, пропорциональная сколь­ жению.

Оказывается, что у двигателей с фазным ротором эту энергию можно использовать полезно, если, например, к обмотке ротора через полупроводниковый выпрямитель подключить двигатель постоянного тока, расположенный на одном валу с основным дви­ гателем. В этом случае энергия скольжения передается через вспо­ могательный двигатель на вал привода. Такая установка называет­ ся электромеханическим машинно-вентильным каскадом.

Энергию скольжения, снятую с ротора асинхронного двигате­ ля, можно после соответствующего преобразования возвратить в сеть. Такая установка называется электрическим машинно-вен­ тильным каскадом.

Регулировочные свойства и технико-экономические показатели

электродвигателя и не в сеть, а на вал первичного двигателя. На рис. 193 приведена принципиальная схема такой установки.

Гребной электродвигатель ГЭД с фазным ротором получает пи­ тание от двух параллельно работающих синхронных генераторов.

К обмотке ротора через выпрями­ тель подключены якоря двигате­ лей постоянного тока 1ДПТ и 2ДПТ, расположенные на одних валах с соответствующими пер­ вичными двигателями 1ПРД и 2ПРД. При отсутствии возбужде­ ния у двигателей постоянного

315

тока они вращаются вхолостую, а выпрямитель просто замкнут на очень малые сопротивления обмоток якорей. ГЭД при этом рабо­ тает почти на естественной характеристике и имеет наибольшую возможную скорость (рис. 194, кривая 1). Ток в цепи якорей дви­ гателей определяется по формуле

При включении возбуждения у двигателей постоянного тока

вобмотках их якорей будут индуктироваться э. д. с., что приведет

куменьшению тока /я, поскольку

j _ Ud — (Egi + Еяг)

Ra i + Rs2

Уменьшится ток /2, а значит, и вращающий момент ГЭД. Частота вращения его начнет падать, а скольжение увеличиваться. Увели­ чится э. д. с. ротора E2s и выпрямленное напряжение Ud, а следо­ вательно, и токи /я и /2. Увеличение тока /2 приведет к увеличе­ нию вращающего момента до значения момента сопротивления гребного винта, но уже при меньшей скорости. ГЭД перейдет на

мощности двигателей постоянного тока. В приведенной схеме для простоты двигатели постоянного тока включены последовательно. В действительности при высоких частотах вращения ГЭД они сое­ диняются параллельно, а при пониженных — последовательно.

Расчеты показывают, что для получения диапазона регулиро­ вания ГЭД 2:1 с учетом вентиляторной характеристики гребного винта и переключения машин с параллельного соединения на пос­ ледовательное мощность каждого двигателя постоянного тока сос­ тавляет 14% Р гад-

Расширение диапазона регулирования скорости ГЭД при той же мощности ДПТ достигается снижением напряжения генерато­ ров. Статические характеристики ГЭУ применительно к схеме рис. 193 приведены на рис. 194.

Наиболее широкое развитие электродвижение должно получить при использовании прямого преобразования энергии. Особенно перспективными для электроходов должны оказаться магнито­ гидродинамические генераторы (МГДГ) и топливные элементы.

316

Глава XIII

Эксплуатация электрооборудования

иэлектробезопасность

§79. Эксплуатация судового электрооборудования

Обслуживание судового электрооборудования ведется в соответствии с «Правилами технической эксплуатации судового электрооборудования», введенными в действие с 1 июля 1962 г.

Общая ответственность за правильную техническую эксплуа­ тацию электрооборудования на судне возлагается на старшего (главного) механика, а непосредственная эксплуатация судовых электроустановок осуществляется электротехническим персона­ лом,, который возглавляется электромехаником или старшим элек­ тромехаником.

При аттестации судовых механиков обязательно проверяются их знания судовой электротехники и правил электробезопасности.

На большинстве судов в машинном отделении электротехни­ ческая вахта возлагается на вахтенного механика.

Кроме «Правил технической эксплуатации судового электро­ оборудования», необходимо руководствоваться указаниями ин­ струкций заводов-изготовителей оборудования и служб судового хозяйства пароходств.

Эксплуатация электрооборудования судна складывается из повседневного обслуживания, связанного с пуском, включением и выключением, наблюдением за работой и исправностью электри­ ческих устройств и из профилактических осмотров, чистки и ре­ монта электрооборудования.

Результаты повседневного обслуживания фиксируются в элек­ тротехническом журнале. В нем отмечаются время пуска и оста­ новки генераторов и основных электроприводов, показания элек­ троизмерительных приборов, состояние изоляции электрической сети, замеченные неисправности и работы, выполненные за день

или за вахту.

Профилактические осмотры, ремонт и чистка электрооборудова­ ния осуществляются в соответствии с графиком, утвержденным службой судового хозяйства пароходства. Электротехнический персонал ведет специальные формуляры, где для каждого элек-- трического устройства вносятся записи о неисправностях, характе­ ре и причинах этих неисправностей, о выполненных работах по ухо­ ду и ремонту, о том, где и когда выполнены эти работы и т. д.

318

Один раз в год электрооборудование судна предъявляется Ре­ гистру СССР для освидетельствования. Надежность электрообору­

дования во многом зависит от своевременного проведения профи­ лактических осмотров и чистки его.

Для электрических машин существуют три вида профилакти­ ческих осмотров: без разборки, с частичной разборкой и с пол­ ной разборкой. Профилактический осмотр и чистка без разборки электрических машин со щеточным аппаратом должны произво­ диться не реже одного раза в месяц, а для машин без щеточного аппарата — не реже одного раза в полгода.

При частичной разборке электрической машины снимаются за­ щитные кожухи, вскрываются смотровые и вентиляционные отвер­ стия и снимается один из подшипниковых щитов. Такой осмотр с чисткой выполняется для машин со щеточным аппаратом не реже одного раза в полгода, а для машин без щеточного аппарата — не реже одного раза в год. Для наиболее ответственных электрических машин эти сроки сокращаются.

Систематический осмотр, чистка и регулировка аппаратуры резко

пуско-регулировочную аппаратуру грузовых лебедок и кранов ре­ комендуется проверять и чистить после каждой погрузочно-разгру­ зочной операции, но не реже одного раза в месяц. Не реже одного раза в месяц проверяется и пуско-регулировочная аппаратура рулевого устройства, брашпиля, шпилей.

Важнейшим условием обеспечения надежной работы ГРЩ и РЩ является поддержание их в чистоте, что может быть достиг­ нуто ежедневными осмотрами и периодической чисткой — не per же одного раза в три месяца.

Один раз в 2—4 года производятся профилактические осмотры РЩ с частичной разборкой их. Здесь очень важно проверить об­ жатие абсолютно всех контактных соединений, чего нельзя сделать в обычных эксплуатационных условиях, когда ГРЩ и РЩ нахо­

дятся под напряжением.

Ответственность за сохранность электроприводов грузовых и шлюпочных лебедок, кранов, брашпилей и шпилей возлагается на палубную команду, которая производит окраску их, своевременное и надежное зачехление и правильную эксплуатацию в соответст­

вии с заводскими инструкциями.

Старший механик и электромеханик должны проверять квали­ фикацию членов экипажа, которые допускаются к обслуживанию

палубных механизмов.

Большую опасность для электрооборудования представляет ржавление металлической оплетки кабеля, разрушение заделки

319