фотошоп

Су мен ауаның кеме қозғалысына қарсылығы. Кеме қозғалысына су мен ауаның кедергісі

Негізгі қозғалтқыштардан қуат электр винттеріне электр беру арқылы берілетін электр станциялары әдетте пропеллерлі электр станциялары (ППП) деп аталады.

Электр беріліс мұзжарғыштың электр станциясына қойылатын негізгі талаптардың бірін орындауды қамтамасыз етуге мүмкіндік береді - бұрандадағы айналу моментінің өзгеруімен негізгі қозғалтқыштың тұрақты қуатын сақтау.

1. GEU классификациясы

Есу электр қондырғылары(GEM) келесіге сәйкес жіктелуі мүмкін

жалпы белгілері:

ток түрі бойынша - айнымалы, тұрақты және айнымалы-тұрақты ток (қос

әр түрлі ток);

2. негізгі қозғаушы түрі бойынша – дизельді-электрлік, турбоэлектрлік және газ-турбоэлектрлік;

3. басқару жүйесі бойынша – қолмен басқарумен және автоматты басқарумен

4. қозғаушы қозғалтқышты әуе винтімен қосу тәсілі бойынша – тікелей қосылыммен

және беріліс қосылымымен.

Қозғалтқыш электр қондырғыларында тұрақты токнегізгі генераторлар ретінде

тәуелсіз қоздырғышы бар генераторлар, ал қозғаушы қозғалтқыштар ретінде тәуелсіз қоздырғышы бар қозғалтқыштар қолданылады.

Негізгі генераторлар ретінде айнымалы токтың қозғаушы электр қондырғыларында

Тори синхронды машиналар, ал қозғаушы қозғалтқыштар ретінде синхронды немесе асинхронды қолданылады.

Күшті басқарылатын жартылай өткізгішті түзеткіштердің пайда болуы AC-DC (қос ток) GEM құруға әкелді.

AC-DC GEM артықшылықтары:

1. синхронды генераторлардың жоғары сенімділігі мен тиімділігі;

2. бұранда қозғалтқышының айналу жылдамдығын тегіс және үнемді реттеу

түзеткішпен басқарылатын корпус;

3. негізгі генераторлардан (жалғыз айнымалы ток электр станциясы) барлық кеме тұтынушыларын электр энергиясымен қамтамасыз ету мүмкіндігі.

2. GEU DC

2.1. Негізгі ақпарат

Тұрақты ток қозғалтқыштары және оларды қоректендіретін генераторлар тұрақты ток электр машиналары болып табылатын тұрақты ток қозғаушы электр қондырғылары ерекшеленеді.

Олар жүк моменттерінің кең диапазонында пропеллер жылдамдығын басқарудың қарапайымдылығымен, ыңғайлылығымен және тегістігімен сипатталады.

Тұрақты ток электр станциялары жоғары маневрлік кемелерде төмен және орташа қуатты қондырғыларда қолданылады. Тұрақты ток GEM қуатын шектеу арқылы анықталады

Себебі тұрақты токта жоғары қуатты электр машиналарын жасау айнымалы токқа қарағанда қиынырақ.

2.2. Тұрақты ток электр станцияларының генераторлары мен қозғалтқыштарын қосу схемалары

Тұрақты ток электр станциясы генераторлар мен қозғаушы электр қозғалтқыштарын қосу үшін негізгі тізбектердің бірқатар нұсқаларын пайдаланады. Олардың кейбіреулері күріште көрсетілген.

Күріш. 14.1. Тұрақты ток электр станцияларындағы генераторлар мен қозғалтқыштарды қосу схемалары

Схемасы бар сериялық қосылымқозғалтқыштың генераторлары мен арматуралары (14.1, а-сурет) қозғалтқышқа жоғарылатылған қоректендіру кернеуін алуға мүмкіндік береді, өйткені кернеу

генератордың номиналды токында жинақталған генераторлар.

Мысалы, генератордың кернеуі 600 В болса, онда қозғалтқышқа 1200 В беріледі.Тізілім ережелерінде талап етілгендей, бұл рұқсат етілген кернеу шегі.

GEM негізгі ток тізбегінің кез келген екі нүктесі арасында.

Генераторлардың тізбекті қосылымы бар электр станциясында, мысалы, дизельдік отын сорғысының кептелуіне байланысты негізгі қозғалтқыштардың бірі отынмен қамтамасыз етілмейтін болса, қауіпті апаттық жағдай болуы мүмкін.

Сонымен қатар генератор арқылы негізгі тізбектің тогы өтуін жалғастырады. Генератор білігінде үлкен теріс момент жасалады, ол апатты бастапқы қозғалтқышты тоқтатады.

клапанды бұрап, оны кері бағытта айналдыра бастайды, бұл дизельдік қозғалтқышқа үлкен зақым әкеледі. Бұл жағдайды тиісті сенсорлар арқылы тез анықтау керек (жиі

айналу, су қысымы, май қысымы), олар авариялық тоқтату сигналын береді және екеуі де

генератордың қозуын жоюды агломерациялау.

Схемасы бар параллель байланысгенераторлар (14.1, б-сурет) қолайлы қамтамасыз етеді

жеке генераторларды қосу және өшіру.

Егер генераторлар бір білікке орнатылса, онда олардың жүктемесінің біркелкілігі қамтамасыз етіледі

салыстырмалы түрде жеңіл оқиды. Егер генераторларда әр түрлі бастапқы қозғағыштар болса, онда қосымша шаралардың көмегімен, мысалы, тізбекті қоздыру орамдарының арасында көлденең байланыстарды енгізу арқылы жүктемелердің біркелкі таралуына қол жеткізіледі.

Суретте. 14.1, төрт генератор мен екі қозғалтқыштың сериялық қосылымы бар бір тізбекті электр станциясының мысалын көрсетеді. Жұп генераторлар мен бір қозғалтқыш кезектесетін мұндай схема бір генератордың кернеуін екі есе арттыру үшін тізбектегі кез келген екі нүкте арасындағы кернеуді төмендетуге және сол арқылы қауіпсіздікті арттыруға мүмкіндік береді.

GEM техникалық қызмет көрсету.

Генераторлардың және ГЭД-нің мұндай құрамының электр станциясы екі тізбекті құрылымға ие болуы мүмкін: әрбір электр қозғалтқышы өзінің сериялы (немесе параллель) қосылған генераторлар жұбымен қоректенеді. Екі GEM схемасы тұтастай орнатудың жоғары сенімділігін қамтамасыз етеді.

Электр станцияларының келесі схемалары кеңінен қолданылады:

1. Генератордың тұрақты магнит ағынымен бұранда қозғалтқышының (ПМ) магнит ағынын реттеумен.

2. ГЭМ тұрақты магнит ағынымен негізгі генератордың магниттік ағынының реттелуімен.

3. Генератордың да, ЖЭМ-нің де магнит ағындарының реттелуімен.

ПЭМ магнит ағынының автоматты реттелуі бар бірінші типті сұлбалардың мысалы ретінде Silverstat типті жоғары жылдамдықты реттегішті пайдалана отырып, Wind типті мұзжарғыштарда қолданылатын схема (118-сурет) болып табылады. Бұл реттегіштің магниттік тізбегінде екі орам бар. Олардың біреуі (ОН) D HED якорь қысқыштарына қосылған, ал оның тогы якорь кернеуіне пропорционал. Екінші орам (ОТ) DP HEM қосымша полюстеріндегі кернеудің төмендеуіне қосылады, ал оның тогы негізгі тізбектің ток күшіне пропорционал. ОТ орамасының амперлік бұрылыстары ОН орамасының амперлік бұрылыстары жасаған ағынға қарама-қарсы магнит ағынын жасайды. Екі орамның жалпы магнит ағыны Р реттегіштің арматурасына әсер етеді, ол қозғалған кезде Гр реостаттың секцияларына қосылған пластинкалы серіппелі контактілерді жабады немесе ашады. ПЭМ токының және кернеуінің номиналды мәндерінде реттегіштің якоры АТС электр қозғалтқышының қоздыру орамындағы номиналды токтың ағынын және, тиісінше, айналу моментінің номиналды мәнін қамтамасыз ететін орынды алады.

Әуе винтіндегі кедергі моменті кенет артқанда, бірінші кезеңде бұранда білігінің айналымдары мен генератордың кернеуі тұрақты болып қалады, ал негізгі тізбектегі ток күрт өседі. Негізгі тізбектің ток күшінің ұлғаюына пропорционалды түрде ОТ реттегішінің ток орамындағы ток күші де артады. Бұл жағдайда магнит тізбегіндегі магнит ағыны азаяды, демек, реттегіш арматурасының тартылу күші. Нәтижесінде арматура ауытқиды және серіппелі контактілердің бір бөлігін жауып тастайды, осылайша реостаттың жеке бөліктерін маневрлейді. Бұл HEM қозу тогының жоғарылауын және сәйкесінше оның айналу жылдамдығының төмендеуін тудырады. HEM тұтынатын қуат шамамен тұрақты болып қалады, өйткені

Күріш. 118. Электр қозғалысының схемасы. 119. Windnia leyaokola Капитан Белоусов типті электр қозғағыш-мұзжарғыштың сұлбасы.

Генератордың кернеуі дерлік өзгермейді. Реттегіш негізгі тізбек тогы номиналды мәнге жеткенше қоздыруды арттырады.

Бұрандаға қолданылатын қарсылық моментінің төмендеуімен негізгі тізбектің тогы азаяды. Бұл жағдайда реттегіштен ток орамасының магнитсіздендіру әсері төмендейді және якорь серіппелі контактілердің бір бөлігін ашады. HEM қоздыру тізбегіндегі реостаттың кедергісі артады, қоздыру тогы азаяды, айналу жылдамдығы артады. PEM тұтынатын қуат қайтадан номиналды қуатқа тең болады. Осылайша, реттегішті пайдалану бастапқы қозғалтқыштарды шамадан тыс жүктеместен барлық навигация режимдерінде қондырғының номиналды қуатын толығымен пайдалануға мүмкіндік береді.

Негізгі генератордың магниттік ағынын автоматты түрде реттейтін екінші типті сұлбаларға мысал ретінде Капитан Белоусов мұзжарғышында қолданылатын сұлбаны келтіруге болады. Мұнда жоғары жылдамдықты реттегіштердің көмегімен қоздыру және басқару жүйесі қолданылды (119-сурет).

Негізгі ОВГ генераторларының қоздыру орамдарын қоректендіру үшін екі орамды VT қоздырғыштары қолданылды. Орамдардың бірі антиқосылмалы (ПКО) тұрақты ток пен ЖЭҚ қосымша полюстеріндегі кернеудің төмендеуіне қосылған. Екіншісі - ОЖ басқару орамасы Гр жоғары жылдамдықты реттегіш арқылы ПБ басқару постынан қуат алады. Жоғары жылдамдықты реттегіш және PKO орамасы өзгеретін кедергі моменті бар негізгі тізбектегі токты шектеуге арналған. Негізгі тізбектегі токтың номиналды мәннен жоғары ұлғаюымен басқару орамасына қарай жалғанған ПКО орамының әсері күшейеді. Нәтижесінде G негізгі генераторындағы кернеу төмендейді, демек, PEM айналу жылдамдығы төмендейді, бұл бастапқы қозғалтқыштарды шамадан тыс жүктемеден қорғайды. Жоғары жылдамдықты реттегіш номиналды токтан үлкен токпен жұмыс істей бастайды. Реттегіш серіппесі жылжымалы контакті Gr генератордың қозуы ең үлкен болатын жағдайға айналдыруға бейім. Реттегіштің орамасы ГЭМ-нің қосымша полюстеріндегі кернеудің төмендеуіне қосылған, сондықтан ол негізгі тізбектің токына пропорционал токпен айналады. Негізгі контурда ток болған жағдайда Яр реттегішінің якорында серіппелі момент қарсы тұратын момент әрекет етеді. Негізгі тізбектің тогы реттегіш орнатылған мәнге жеткенде, ток катушкасы жасаған момент серіппенің моментінен асып түседі, нәтижесінде қозғалатын контактілер қозғала бастайды, бұл ретте қосымша кедергіні енгізеді. op-amp орамасы. Оп-амп орамындағы ток азаяды; генератордың кернеуі де төмендейді. Қозғалтқыштың қосымша полюстеріндегі кернеудің төмендеуі номиналды жүктеме токына сәйкес мәнге жеткенде бұл процесс тоқтайды.

Реттегіштердің кемшілігі - мұз қатулары әуе винтінің қалақтарына соқтығысуы, кері айналуы және т.б. кезінде негізгі тізбектің ток тұрақтылығын қамтамасыз етпейтін жауап беру жылдамдығының төмендігі.

Негізгі генераторлар мен қозғалтқыштың магниттік ағынын автоматты түрде реттейтін үшінші типті схемалардың мысалы Мурманск мұзжарғышында қолданылатын схема болуы мүмкін. Электр станциясының басқару және реттеу жүйесіне назар аудара отырып, осы мұзжарғыштың электр станциясының борттық схемасын қарастырайық (120-сурет).

Борттық схема (120-сурет, а) екі негізгі генератордан тұрады G, GED-D, VT генераторларының қоздырғыштары және НР қозғалтқышы. ВТ және НР қондырғыларының қозуы басқарылатын (тиристорлық) және басқарылмайтын (диодтық) түзеткіштермен қамтамасыз етіледі, өз кезегінде түзеткіштер қосалқы үш фазалы кеме желісімен қоректенеді. Айта кету керек, ПКО-ның қосылысқа қарсы орамасы генераторлардың тиристорлық қозуы сәтсіз болған кезде тек апаттық режимде жұмыс істейді. Бұл жағдайда ОВВГ ^ ^ және ОВВГ орамдары сәйкесінше ОЖ басқару орамасының және шунттың динамикасының функцияларын орындайды.

Күріш. 120. Мурманск мұзжарғышының электрлік қозғалысының схемасы: а - электр схемасы GEM; b - реттеудің құрылымдық схемасы

ЖЭМ-нің қозуы келесі түрде жүзеге асырылады: қосалқы айнымалы ток желісінен түзеткіш арқылы // (120, б-сурет) АТС қоздырғышының қоздырғышының негізгі қоздыру орамасы ^ ^ ^ қуат алады. HP қозғалтқышының қоздырғышы қозғалады және HP қозғалтқышының қоздыру орамына қуат береді.

Басқа HP орамасы - қосымша OVVD ^^ ^ ^ - әрекетке дайындалған және тек динамикалық режимдерде жұмыс істейді. Басқару постының тұтқасын ауыстырған кезде ПУ ОВВГ негізгі генераторларының қоздырғыштарының қоздыру орамасынан қуат алады. X немесе OVVG ^ ^ x- Бұл орамдар тиристорлық түзеткіштер 5а және 56 арқылы қосалқы айнымалы ток желісінен қоректенеді. VG генераторының қоздырғышы қозған және ОВГ генераторының қоздыру орамдарына қуат береді.

Схема тұрақты қуат пен тұрақты жылдамдықты бақылауды қамтамасыз етеді. Бұл режимдер әсер ету арқылы қамтамасыз етіледі кері байланыс(негізгі тізбектің тогы мен кернеуі бойынша, ПЭМ айналу жылдамдығы бойынша, генераторлардың қоздыру кернеуі және қозғалтқыштың қоздыру тогы бойынша) ВГ және НР қоздыру үшін. Мысалы, кері қозғалыс кезінде басқару жүйесі келесідей жұмыс істейді. Басқару станциясының тұтқасы «толық алға» күйінен «толық артқа» позициясына ауыстырылады. Бұл ретте басқару станциясына қатаң қосылған айналмалы трансформатордың шығысында қозғалыс сигналының белгісі керісінше өзгереді. Бұл сигнал 1а-~1в немесе 16-1в басқару блоктары арқылы (бірінші жағдай - тұрақты жылдамдық режимі үшін, екіншісі - тұрақты қуат режимі үшін) 4а және 46 тиристорлық түзеткіштер 5а және 56 басқару блоктарына өтеді. 4а блоктары. және 46 осылай әрекет етеді, ОВВГ^.у алға қоздыру орамасын беретін тиристорлық түзеткіш 5а жабылады, ал түзеткіш 56 ашылады.Мұндай коммутация белгі инверторы 3 көмегімен жүзеге асырылады. Генераторлар керісінше қоздырады. бағыты, ал HEM кері болады. Бұл жағдайда GEM негізгі параметрлері (жылдамдық, ток, кернеу) күрт өзгереді. Негізгі тізбектің тогы таңбасын өзгертеді және өзінің максималды мәніне жеткеннен кейін айтарлықтай уақыт бойы шамамен осы деңгейде қалады. Негізгі контурдың салыстырмалы түрде жоғары ток күшіне қарамастан, HEM қосымша орамасы пропеллер толығымен дерлік тоқтағанша жұмыс істемейді, яғни кері жағдай HEM тұрақты ағынында орын алады. Бұл схема кері қуатқа байланысты OVVDop қосымша орамасының жұмысын реттеуді қамтамасыз ететіндігімен түсіндіріледі.

Рекуперация сәтінде кері қуатты логикалық құрылғы 12 басқару блогына 1д сигнал жібереді, ол тиристорлық түзеткіштің 5в басқару тізбегіне әсер етіп, оны құлыптайды. Регенерация кезеңі аяқталғанда ОВВД ^ ^n қосымша орамасы іске қосылады, ЖЭМ қоздыру тогы артады, негізгі контурдың тогы азаяды, көп ұзамай ЖЭМ негізгі параметрлері қалыпты жағдайға жақындайды.

Көбірек егжейескек есу бойынша электр қондырғыларын табуға болады.

Бастапқы қозғалтқыштан әуе винтіне дейін қуат берудің басқа түрлері гидравликалық берілістерді қамтуы керек. Теңіз электр станцияларында берілістердің екі түрі қолданылады: гидравликалық муфталар және момент түрлендіргіштері. Мұзжарғыштардың электр станциялары үшін негізінен момент түрлендіргіштері мен гидравликалық момент түрлендіргіштері қызығушылық тудырады.

Крутящий түрлендіргіштер бастапқы қозғалтқыштың іс жүзінде тұрақты айналу жылдамдығында жетекші біліктің айналу моментіне байланысты беріліс қатынасын біркелкі өзгерту мүмкіндігіне ие, яғни олар электр станциясының қанағаттанарлық тартым сипаттамаларын қамтамасыз ете отырып, өздігінен реттеледі.

Электр станциясымен салыстырғанда крутящий түрлендіргіштердің келесі артықшылықтары бар: салмағы мен өлшемдері аз, құрылыс құны төмен, кешкі ас персоналының саны аз.

Дегенмен, крутящий түрлендіргіштердің өте маңызды кемшіліктері де бар: орнату схемасының төмен икемділігі (гидравликалық беріліс кезінде әрбір негізгі қозғалтқыш тек бір пропеллер білігіне қосылғандықтан), кері бағытта салыстырмалы түрде төмен қуат (алға қарағанда 20-30% төмен). Сонымен қатар, ішінара жүктемелерде, бұранда қалақтарының астына мұз түскен кезде айналдыру моменті түрлендіргішінің айналу моменті жеткіліксіз болуы мүмкін, соның салдарынан бұранда тоқтап, тіпті сынуы мүмкін. Болмауы практикалық тәжірибеМұз жағдайында момент түрлендіргіштері бар кемелердің жұмысы оларды мұзжарғыштарға орнатудың орындылығы туралы толық жауап беруге мүмкіндік бермейді.

Қозғалтқыш қондырғылардың түрлері мен түрлері

ТАҚЫРЫП 1. ЖАЛПЫ МӘЛІМЕТТЕР МЕН ТҮСІНІКТЕР ТУРАЛЫ винттік электр қондырғылары

Кеме электр станциялары кемеде орналасқан энергия көзінен, трансмиссиялық механизмнен және айналудың механикалық энергиясын кеменің ілгерілемелі қозғалысының энергиясына түрлендіретін механикалық қозғаушы қондырғыдан тұрады.

Кемелерде қуат көздері негізінен жылу қозғалтқыштары – дизельдік қозғалтқыштар және бу немесе газ турбиналары болып табылады. Оларда отынның энергиясы немесе жылу энергиясымеханикалық түрге айналдырылады.

Энергияны жылу қозғалтқыштарынан кеме қозғалысына беру механикалық, гидравликалық немесе электрлік болуы мүмкін.

Электр энергиясы винттерге тасымалданатын қондырғылар қозғаушы электр қондырғылары – GEM деп аталады.

Сенімді және үнемді қозғалтқыш қондырғылары - бұл бұрандалар орналасқан винт біліктеріне тікелей қосылған төмен жылдамдықты (төмен жылдамдықты) дизельді қозғалтқыштарды 1, (1.1-сурет) қамтитын қондырғылар. Әуе винтімен 3 әзірлеген тарту күші мойынтірегі 2 арқылы кеме корпусына беріледі.

1.1-сурет. Дизельді қозғалтқыш қондырғысы

Жоғары қуатты электр станциялары бар кемелерде және жоғары жылдамдықты жолаушылар лайнерлерінде винттер 3 редукторлары 4 бар бу турбиналарымен 1 қозғалады (1.2-сурет). Олар турбо редукторлар (TZA) деп аталады.

1.2-сурет. Бу турбинасы бар қозғалтқыш қондырғы

Атом электр станциялары бар кемелерде ядролық реакторлардан алынатын жылу энергиясы да жылу қозғалтқыштары – бу немесе газ турбиналары көмегімен механикалық энергияға айналады. Атом электр станциялары (АЭС) басқа станцияларға қарағанда әлдеқайда күрделі, автоматтандырудың жоғары дәрежесіне ие және білікті қызмет көрсету персоналының көп санын талап етеді. AECS пайдалану үлкен сыйымдылықтағы танкерлер мен мұзжарғыштар үшін негізделген, өйткені сонымен бірге навигацияның пайдалы көлемі мен дербестігі ұлғаяды және отынмен толықтыруға қажетті бос уақыт қысқарады.

Есікті электр қондырғылары (ППУ) жылу қозғалтқыштарынан 1 (1.3-сурет) тұрады, олар генераторларда 2, тұрақты немесе айнымалы токта 2 жұмыс істейді, генераторлардың электр энергиясы қозғалыс қозғалтқыштарына 3, басқару пульті 4 арқылы беріледі.

1.3-сурет. Қозғалтқыш электр қондырғысының схемасы

Пропеллер қозғалтқыштары винттерге (көбінесе винттерге) қосылады.

Сондай-ақ электр станциясының тізбегінде қоздыру жүйесі 5 бар. Электр станциясының басқару посты 6 электр станциясының тізбегін қолмен немесе қолмен басқаруға арналған. автоматтандырылған басқару 7.

Электр станциялары шуды азайтуға мүмкіндік береді, қозғалыс жылдамдығы мен бағытын жиі өзгертуге мүмкіндік береді, сонымен қатар электр станциясын басқа кеме механизмдерін қуаттандыру үшін де пайдалануға болады.

1.3. GEM-ге қойылатын талаптар. GEM артықшылықтары мен кемшіліктері.

Электр станциясы, барлық кеме жабдықтары сияқты, жоғары сенімді және сенімді болуы керек, сонымен қатар қарапайым құрылғысы және техникалық қызмет көрсету үшін қауіпсіз болуы керек. Электр станциялары бір жылу қозғалтқышы, генераторы, электр қозғалтқышы немесе оларды басқару жүйесі зақымданған жағдайда толық істен шықпауы және кеменің тоқтап қалуына әкеліп соғуы керек.

Басқа беріліс түрлерімен салыстырғанда GEM артықшылықтары:

Электр станциялары үшін жылу қозғалтқыштары қолданылады жоғары жиілікайналу, бұл массаны азайтады.

Жылу қозғалтқышының білігі мен әуе винтінің білігі арасында тікелей байланыстың болмауы кеме қозғалтқышының жұмыс режимін және өлшемдерін оңтайландыруға және жалғастырушы біліктердің ұзындығын азайтуға мүмкіндік береді.

Төтенше жағдайларда кеменің ілгерілеуін сақтау үшін генераторлар мен қозғалтқыштарды (ПМ) ауыстыруға болады.

Басқа беріліс түрлерімен салыстырғанда басқарудың қарапайымдылығы;

Төмен және орташа жылдамдықта жоғары тиімділік;

Дизельдік – электр станцияларында агрегатты жөндеу әдісін қолдануға болады (әр түйінді бір уақытта оның мамандары жөндейді).

Электр станциясын қолдану жылу қозғалтқыштарына пропеллердің дірілі мен соққысының берілуін болдырмайды

GEM артықшылықтарымен қатар олардың кемшіліктері де бар:

1.- Генераторлар мен ПЭМ-де электрлік беріліс кезінде тиімділікті төмендететін қосымша жоғалтулар пайда болады - 5-8%

2.- Автоматты басқарусыз электр станцияларын пайдалану техникалық қызмет көрсететін персоналды көбейтуді талап етеді.

3.- Электр станциялары пайдалану шығындарын ұлғайтты, бірақ бұл көбінесе пайдалы жүктеменің ұлғаюымен өтеледі.

Әуе винтінің электр қондырғысы - генератордың тудыратын ток күшімен жұмыс істейтін электр қозғалтқышының көмегімен бұранданы айналуға әкелетін кеменің негізгі электр станциясы. Бұл типтегі қондырғылар негізінен мұзжарғыштарда, арнайы мақсаттағы кемелерде және суасты қайықтарында қолданылады.

Қозғалтқыш электр қондырғысын пайдаланатын ең үлкен кемені қазіргі уақытта әрқайсысының қуаты 215 МВт болатын Azipod типті төрт жылжымалы электр қозғалтқыштарымен жабдықталған RMS Queen Mary 2 мұхит лайнері деп санауға болады.

Электрлік беріліс бұрандадағы айналу моментінің өзгеруімен негізгі қозғалтқыштың қуатының тұрақты болуын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Ескек электр қондырғыларын (ППУ) келесі критерийлер бойынша жіктеуге болады:

1. Ток түрі бойынша – айнымалы, тұрақты және айнымалы ток (қос ток);

2. Бастапқы қозғалтқыштың түрі бойынша – дизельді-электрлік, турбоэлектрлік және газ-турбоэлектрлік;

3. Басқару жүйесі бойынша – қолмен және автоматты басқарумен;

4. Қозғалтқышты винтпен қосу тәсілі бойынша – тікелей қосылыммен және тісті қосылыммен.

Қозғалтқыш электрлік тұрақты ток қондырғыларында негізгі генератор ретінде тәуелсіз қоздырғышы бар генераторлар, ал қозғаушы электр қозғалтқышы ретінде тәуелсіз қоздырғышы бар қозғалтқыштар қолданылады.

Айнымалы ток қозғаушы электр қондырғыларында негізгі генератор ретінде синхронды машиналар, ал қозғаушы электр қозғалтқыштары ретінде синхронды немесе асинхронды электр қозғалтқыштары қолданылады.

Күшті басқарылатын жартылай өткізгішті түзеткіштерді қолдану қос түрдегі токтың GEM құруға мүмкіндік берді.

Электр станциясының бұл түрінің артықшылықтары:

– синхронды генераторлардың жоғары сенімділігі мен тиімділігі;

- түзеткішпен басқарылатын қозғаушы қозғалтқыштың айналу жиілігін тегіс және үнемді реттеу;

– барлық кеме тұтынушыларын негізгі генераторлардан қамтамасыз ету мүмкіндігі, яғни. жалғыз кеме айнымалы ток электр станциясынан.

Тұрақты ток GEM жоғары маневрлік төмен және орташа қуатты қондырғыларда қолданылады. GEM осы түрінің қуат шектеуі жоғары қуатты электр машиналарын жасаудың күрделілігімен анықталады тұрақты ток кезінде машиналармен салыстырғанда айнымалы ток.

Мұндай қондырғылар қарапайымдылығымен, ыңғайлылығымен және олардың моменттері мен жүктемелерінің кең ауқымында пропеллер жылдамдығын біркелкі басқарумен сипатталады.

Айнымалы ток электр станциялары қозғалыс режимі салыстырмалы түрде сирек өзгеретін кемелерде орнатылады.

Олар жоғарылатылған кернеулерді қолданумен сипатталады: 10 МВт-қа дейінгі электр станцияларында - 3000 В, жоғары қуаттарда - 6000 В дейін. Номиналды ток жиілігі әдетте 50 Гц.

Төмен және орташа қуаттағы (15 МВт-қа дейін) айнымалы ток электр станцияларында әдетте дизельді қозғалтқыштар негізгі қозғалтқыш ретінде, ал жоғары қуаттылықтағы турбиналар қолданылады.

Тұрақты бұрандалары бар айнымалы ток электр станцияларында қозғаушы электр қозғалтқыштарының айналу жылдамдығын реттеу бастапқы қозғалтқыштардың айналу жиілігі өзгерген кезде генераторлардың кернеу жиілігін өзгерту арқылы немесе электр қозғалтқышы ретінде фазалық роторы бар асинхронды машиналарды пайдалану арқылы қамтамасыз етіледі. қозғалтқыштар. Айнымалы ток қозғалтқыштарының бұрыштық жылдамдығын жиілікті басқару энергетикалық жағынан тиімді болып шығады, өйткені бұл олардың электрлік шығындарын азайтады. Қозғалтқыштардың айналу бағытын өзгерту негізгі тізбектегі фазаларды ауыстыру арқылы жүзеге асырылады, олардың саны, әдетте, үш.

Айнымалы ток қозғалтқыштарының айналу жылдамдығын реттеу қиындықтарын болдырмауға мүмкіндік беретін айнымалы ток электр станциясының жұмыс режимін басқару тәсілі ауыспалы қадамды бұрандаларды (CVS) пайдалану болып табылады.

Қос ток электр станциялары электр энергиясының көзі ретінде синхронды генераторлар, ал қозғалыс қозғалтқыштары ретінде тұрақты ток қозғалтқыштары қолданылатын қондырғылар деп аталады.

Қуатты түзеткіштердің дамуы тұрақты ток GEM жоғары маневрлік қабілетін жоғары жылдамдықты негізгі қозғағыштар мен шағын қозғалтқыштарды пайдаланудан тұратын айнымалы ток GEM артықшылықтарымен біріктіруге мүмкіндік берді. салмағы мен өлшемікөрсеткіштер.

Жартылай өткізгішті түзеткіштердің екі түрі қолданылады:

- бақылаусыз шығыс кернеуіреттелмеген;

- басқарылатын - реттелетін шығыс кернеуі бар;

Түзеткіштері бар қос ток GEM мыналарды қамтамасыз етеді:

– қозғаушы қозғалтқыштың жиілігін реттеудің кең ауқымына байланысты жоғары маневрлік;

- редукторсыз турбиналық-генераторлық қондырғыларды құру мүмкіндігі және олардың машина бөлмесінде орналасуының ыңғайлылығы;

- электр станциясы элементтерінің шуы мен дірілін азайту;

– жалпы тиімділікті арттыру. қондырғылар;

– қозғаушы қозғалтқыштардың орындалуының ең қарапайымдылығы мен сенімділігі.

Қос токты электр станциясы үшін КҚҚ пайдалану қосымша артықшылықтар береді:

- генераторлардың қозғалтқыштарының айналу жиілігінің тұрақтылығы;

- қозғаушы қозғалтқыш пен әуе винтінің айналу жиілігінің тұрақтылығы.

Электр станциясының бастапқы қозғалтқыштарының айналу жиілігінің тұрақтылығы кеменің жалпы тұтынушылары үшін электр қозғалтқыш жүйесінің шиналарынан қуат алуға және кеме электр станциясының белгіленген қуатын ұтымды пайдалануға мүмкіндік береді.

Қос тоқ GEM-тер өздерінің сипаттамалары бойынша тұрақты және айнымалы токтың GEM-лерінен жоғары.

Электр станциясын пайдаланудағы негізгі міндет оның ақаусыз және ақаусыз жұмысын қамтамасыз ету, әрекетке үнемі дайын болу болып табылады.

Бұл мәселені шешу келесі шарттарда жүзеге асырылады:

– білікті қызмет көрсету;

– қосалқы бөлшектер мен материалдарды уақтылы толықтыру;

- кеме экипажы орындайтын алдын алу және жөндеу жұмыстарының мерзімдері мен көлемдерін дұрыс анықтау;

- кеңейтілген сынақтарды жүргізу және ыдыстың мақсатты мақсатына сәйкес электр станциясын реттеуді ұйымдастыру;

- электр станциясының электр машиналарындағы оқшаулағыш беттердің ластану дәрежесін тұрақты бақылау;

– кабельдердің жағдайын тексеру және олардың ұштарын тоқтату.

Осылайша, техникалық пайдалану бойынша шаралар кешені электр станциясы мен оның элементтеріне техникалық қызмет көрсетуді, күтуді және жөндеуді қамтиды.

Әдебиеттер тізімі

1. Акимов В.П. Кеме автоматтандырылған электр станциялары, «Транспорт», 1980 ж.

2. Кеме механигінің анықтамалығы (екі томда). Ред. 2-ші, қайта қаралған. және қосымша Кандтың жалпы редакциясымен. техника. Ғылымдар Л.Л.Грицей. М., «Көлік», 1974 ж

3. Завиша В.В., Декин Б.Г. Кеменің қосалқы механизмдері., М., «Транспорт», 1974, 392 б.

4. Кирис О.В., Лисин В.В. Термодинамика және жылу техникасы. Бас көмекші. 2 сағатта 1 бөлім: Термодинамика. - Одесса: ОНМА, 2005. - 96 б.

5. Овсянников М.К., Петухов В.А. Кеме автоматтандырылған электр станциялары. «Көлік», 1989 ж.

6. Тейлор Д.А. Кеме техникасының негіздері. «Көлік», 1987 ж.

7. «Кемелік электр станциялары және кемелерді электрлік басқару» пәнінен зертханалық жұмысты орындауға әдістемелік кіріспе. Одесса: ONMA, 2012 ж.

8. Верескун В.И., Сафонов А.С. Кемелердің электр техникасы және электр жабдықтары: Оқу құралы. - Л .: Кеме жасау, 1987. - 280 б., ауру.

Автоматтандырылған есу

Электр қондырғылары

Дәріс конспектісі

7.07010404 мамандығының студенттеріне арналған

«Кеменің электр жабдығын және автоматикасын пайдалану»

күндізгі және сырттай оқу

Керчь, 2011 ж

Рецензент: Т.ғ.к., ҚМТУ кафедрасының доценті Дворак Н.М.

Отырыста қаралған және бекітілген дәріс конспектісі

ҚМТУ ЭСиАП кафедрасы, 18.10.2011 ж. No2 хаттама

ҚМТУ әдістемелік комиссиясының отырысында,

No2 хаттама 1.12.2011 ж

Ó Керчь мемлекеттік теңізі

Технология университеті, 2011 ж

Кіріспе
1 Есу электр қондырғылары (ППУ)
1.1 Электр станцияларының тағайындалуы және түрлері
1.2 Ыдыстардың қозғалысына су мен ауаның кедергісі
1.3 Кеме қозғалысы
1.4 Пропеллер өнімділігі
1.5 Реверсивті бұранданың сипаттамасы
2. ЖЭМ негізгі параметрлерін таңдау. Электр станциясының түрін таңдау
2.1 Ток түрін, кернеуді, жиілікті таңдау
3 Қозғалтқыштардың саны мен қуатын таңдау
3.1 Қозғалтқыштың білігінің қуатын есептеу тәртібі
4 Негізгі генераторларды таңдау
4.1 Электр станциясындағы электр энергиясының сапасына қойылатын талаптар
4.2 ПЭМ және негізгі генераторлардың қуатын есептеу мысалы
5 Пропеллер қозғалтқыштары, генераторлар және ток пен жиілікті клапан түрлендіргіштері
5.1 Жалпы
5.2 Генератор және PEM қоздырғыштары
5.3 DC GEM
5.3.1 Электр станциясының құрылымы және негізгі ток тізбегі
5.3.2 Үнемдеу және авариялық режимдер
5.3.3 Электр станциясының қоздыру жүйесі
5.3.3.1 Үш орамды қоздырғышы бар генератор-мотор тізбегі (G-D)
5.3.3.2 G-D жүйесіавтоматты қуат басқаруымен
5.3.3.3 HEM магниттік ағынын өзгерту арқылы қуатты басқару
5.3.3.4 Тұрақты ток электр станциясын қорғау
5.3.3.5 HEM магнит ағынын өзгерту арқылы қуатты реттеу
5.3.4 DC GEM қорғанысы
5.3.4.1 Негізгі дизельді қозғалтқыштарды еріксіз кері қозғалыстан қорғау
5.3.4.2 ЖЭМ-ді іске қосу және кері қайтару
5.4 Айнымалы ток электр станциясы
5.4.1 ЖЭМ негізгі токтың жұмыс істеу ерекшеліктері мен схемасы
5.4.2 DEGU
5.4.3 Синхронды генераторлардың параллель жұмысы
5.4.3.1 Өзін-өзі синхрондау
5.4.3.2 Жүктемені бөлу
5.4.4 Пропеллер түрлері
5.4.5 Асинхронды синхронды машиналар
5.4.6 Асинхронды клапан каскады (AVK)
5.4.7 Электромеханикалық каскад
5.4.8 Сумен салқындатылатын электр машиналары
6 Электр энергиясының жаңа көздері
6.1 Магнитогидродинамикалық генераторлар
6.2 Электрохимиялық генераторлар (ЭКГ)
6.3 Термоэлектрлік генераторлар (TEG)
7 ГЭМ айнымалы токтың жұмыс режимдері. Бір білікті ТЕГУ жұмысы
7.1 Үнемдеу және апаттық режимдер
8 Айнымалы ток электр станциясын қорғау
8.1 Максималды қорғаныс
8.2 Бойлық дифференциалды қорғаныс
8.3 Өріс орамасының жерге тұйықталуынан қорғаныс
8.4 Қозғалтқышты қорғау
9 AC GEM-де HEM-ді іске қосу және кері қайтару
9.1 HEM іске қосу
9.2 HED реверсиясы
10 қос ток электр станциясы
11 Басқарылатын клапандардағы тұрақты ток электр станциясы бар біртұтас кеме электр станциясы
Статикалық жиілік түрлендіргіштері бар AC PM бар 12 GEM
12.1 Екі сатылы жартылай өткізгіш жиілікті түрлендіргіш
12.2 Тікелей қатты күйдегі жиілікті түрлендіргіш
12.3 Айнымалы кернеуі 800 В жоғарылаған ESE және тұрақты ток РМ
12.4 Басқарылатын түзеткіштер мен жиілікті түрлендіргіштерді пайдалану кезінде кеме желісіндегі жоғары гармоникаларды азайту
13 кеме карталары ESE бар айнымалы ток электр станциясы
Заманауи кемелердің 14 электр станциясы және оларды басқару жүйесі
14.1 Паром-мұзжарғыш типті «А. Коробицын»
14.2 Сахалин типті теңіз паромдарының электр станциясы
14.3 Ермак типті желілік мұзжарғыштардың электр станциясы
14.4 «Аранда» океанографиялық кемесінің электр станциясы
14.5 Салыстырмалы талдауэлектр станцияларын басқару схемалары
14.6 Балық аулау кемелерінің электр станциясы
14.6.1 «Сент-Джон сусыны» типті кемелердің қозғаушы қондырғысы
14.6.2 В 422 траулер жобасының электр станциясы
14.6.3 «Арктикалық Траулер» траулерінің электр станциясы
15 Электр станциясын пайдалану мәселелері
16 Электр станцияларының электр қауіпсіздігі және өрт қауіпсіздігі
17 Электр станциясының жұмыс режимдерін оңтайландыру
17.1 GEM бағынышты басқару жүйесі ретінде
17.2 Жүктеме реттегішінің байланысымен бағынышты басқару әдісі
17.3 Синхрондалған контроллерлердің параметрлерін оңтайландыру
18 АСЫЛДЫ АВТОМАТТЫ БАСҚАРУ
18.1 Бақылау әдісі мен құралдары
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Алғашқы есу электр қондырғысы Ресейде 1838 жылы пайда болды. Бұл Нева бойымен жүзіп келе жатқан қалақшалары бар қайық болды. Өнертапқыш орыс ғалымы, академик Б.С. Қалақша дөңгелектерін айналдыру үшін тұрақты ток қозғалтқышын пайдаланған Якоби.

19 ғасырдың 70-80 жылдарында Еуропада алғашқы электрлік кемелер пайда болды. Ресейде 20 ғасырдың басында алғашқы дизель-электрлік кемелер Вандал және Сармат болды.

КСРО-да 1930 жылдары электр кемелерінің құрылысы басталды. Олардың көп бөлігі Солтүстік теңіз жолының дамуына және балық аулау флотының дамуына байланысты салынды.

Электрлік кемелер эксплуатациядан, кеме конструкциясынан және әртүрлі шарттар мен талаптарға жауап бере алады спецификациялар, ал кемелердің кейбір түрлері үшін таптырмас қозғаушы электр қондырғылары мұзжарғыштармен, паромдармен, балық аулайтын қайықтармен, құтқару қайықтарымен, буксирлермен және т.б.

Жартылай өткізгішті жиілік түрлендіргіштері бар айнымалы ток қондырғыларын және векторлық басқаруы бар PEM қондырғыларын енгізу, сондай-ақ салмақ пен өлшем сипаттамаларын азайтуға мүмкіндік беретін асқын өткізгіш орамдары бар негізгі машиналарды пайдалану электр қозғалтқыш жүйелерін дамытудың перспективалы бағыттары болып табылады. кеменің қозғалтқыш бөлмесіндегі электр жабдықтарының ең жақсы схемасын қолдану.

Тақырыптық жоспарпәндер

және сабақтардың тақырыптарына сәйкес оқу уақытын бөлу

Есік электр қондырғылары (PPU)

Электр станцияларының тағайындалуы және түрлері

Кемелердің электр қозғалтқышы деп олардың қозғалтқыш электр қондырғылары арқылы электр энергиясын пайдалана отырып қозғалысын түсіну керек.

GEM мыналарды қамтиды:

а) негізгі қозғаушы (дизель немесе турбина);

б) бұрандалы қозғалтқышты электр қуатымен қамтамасыз ететін негізгі генераторлар;

в) винтке қосылған винтті қозғалтқыш;

г) қозғалысты кемеге хабарлайтын бұранда (бұранда).

Ток түріне қарай ЖЭМ тұрақты және айнымалы ток қондырғыларына бөлінеді. Тұрақты ток электр станциялары жоғары маневрлік және бұрандалы қозғалтқыштың жиі кері айналуы қажет кемелерде қолданылады (мұзжарғыштар, паромдар, кит аулайтын кемелер және т.б.). Айнымалы ток электр станциялары орнату тиімділігі ең маңызды болып табылатын кемелерде қолданылады.

Бастапқы қозғалтқыштың түріне қарай электр станциялары дизельді электрлік (DEGU) және турбоэлектрлік (TEGU) болып бөлінеді. Балық аулау кемелерінде, әдетте, DEGU қолданылады.

Дизельдік қозғалтқыштың қуаты мен оның айналу жылдамдығы цилиндрге берілетін отын мөлшерін өзгерту арқылы реттеледі. Шектеулі отынмен қамтамасыз ету кезіндегі тәуелділік деп аталады сыртқы сипаттамалар(1.1-сурет). Сол сияқты, төмен жанармаймен қамтамасыз етілген тәуелділіктер ішінара сипаттамалар деп аталады. Сыртқы және ішінара сипаттамаларда дизель жылдамдығы өзгерген кезде момент дерлік өзгермейді.

Дизельдік қозғалтқыш үшін рұқсат етілген шамадан тыс жүктемелер 10-15% құрайды.Дизельдік қозғалтқыш максималды отын беру кезінде өзінің номиналды жылдамдығын дамытады. Сағат отын сорғысы арқылы отын беруді тоқтататын шекті реттегіш іске қосылады. Үлкен дизельдерде, сонымен қатар, кез келген жылдамдықты орнатуға болатын барлық режимді реттегіш бар.

TEGU әдетте айнымалы токпен жұмыс істейді, мұнда турбиналардың қасиеті жылдамдықты кең ауқымда өзгерту үшін пайдаланылады. қарапайым өзгертубу мөлшері. Олар шамадан тыс жүктеуге мүмкіндік береді.

Қазіргі уақытта газ турбиналық қондырғылар да қолданыла бастады.

Мақсаты бойынша электр станциялары негізгі (немесе автономды), көмекші және аралас болып бөлінеді.

Негізгі электр станцияларында винт тек қана оның негізгі генераторларынан қуат алатын винт қозғалтқышымен қозғалады.

Көмекші электр станцияларында негізгі генераторлар жұмыс кезінде өндірістік механизмдерді, ал ауысу кезінде винтті қозғалтқыштарды қоректендіреді.

Құрама электр станцияларында бұранда негізгі қозғалтқышпен де, қосалқы генераторлардың бос қуатын тұтынатын электр қозғалтқышымен де қозғалады. Бұл жағдайда қосымша пропеллер қозғалтқышы негізгіге немесе көмектесу үшін қолданылады өзіндік жұмысвинтте кеменің төмен жылдамдықтарында немесе қуат алу генераторы ретінде.

GEM артықшылықтары мыналарды қамтиды:

а) кемеде орын таңдау еркіндігі;

б) жоғары жылдамдықты, қайтымсыз, шағын өлшемді дизельді қозғалтқыштарды пайдалану мүмкіндігі;

в) жақсы маневрлік;

г) бастапқы бірліктердің толық емес санымен жұмыс істей білу;

д) жоғары өмір сүру қабілеті;

f) электр машиналарының жоғары жүк көтергіштігімен қамтамасыз етілген күрделі жүзу жағдайында жұмыс істеу қабілеті;

ж) басқа тұтынушыларды қоректендіру үшін негізгі генераторларды пайдалану мүмкіндігі;

Дизельдік және турбиналық қондырғылармен салыстырғанда электр станцияларының кемшіліктері:

а) энергияның екі есе түрленуіне байланысты төмен ПӘК;

б) жоғары үлес салмағы мен құны;

в) штаттың ұлғаюы.

Кеме қозғалысына суға және ауаға төзімділік

Суда қозғалмайтын ыдысқа қысым күштері әсер етеді, оның нәтижесі ыдыстың ауырлық күшіне тең және оған қарама-қарсы бағытталған (1.2-сурет). Кеме қозғалған кезде қысым күштерінің нәтижесі Ртік қалыптан ауытқиды, ал оны қолдану нүктесі ДП бойымен мұрынға ығысады.

1.2-сурет – Кемеге әсер ететін күштердің диаграммасы.

Егер кеменің ауырлық орталығы болса, жүйенің тепе-теңдігі бұзылмайды ТУРАЛЫқарама-қарсы екі күш түсіріңіз R 1Және R 2өлшемдері бойынша тең және параллельді Р. Күштер жұбы алынды РЖәне R 1артқы жағында ақау тудыратын сәт жасайды.

Өзара перпендикуляр осьтер бойымен кеңейген күш R 2құрамдас бөліктерді құрайды QЖәне Р.

Qгидродинамикалық тірек күші деп аталады.

Р- суға төзімділік; кеменің бағытына қарама-қарсы бағытталған.

Суға төзімділік R бұранданың тоқтату күшімен еңсеріледі, бұл R қысымын тудырады. Корпуспен шекарадағы су тұтқырлық күштері тангенциалды күштерді тудырады Р .

, (1.2)