ГЭУ двойного рода тока с ВРШ
Структурная схема ГЭУ двойного рода тока с неуправляемым выпрямителем
Основные сведения
ГЭУ двойного рода тока
Принципиальная схема одновальной ТЭГУ на переменном токе
Принципиальная схема возможного варианта одновальной турбоэлектрической установки на переменном токе, показанная в качестве примера на рис. 14.5, имеет две турбины Т1 и Т2 с регуляторами Р1 и Р2, дистанционно связанными с постом управления ПУ, с которого осуществляет ся плавное изменение частоты вращения гребного синхрон
ного двигателя Д и винта В.
Возбудительный агрегат ВГ- АД -ВД с зависимым параллельным включением обмоток возбудителей генераторов ОВГ и двигателя ОВД обеспечивает регулируемое воз
буждение этих машин. Автоматы А и переключатель П предназначены со ответственно для включения генераторов Г1 и Г2 и переключения следования фаз(реверса) гребного двигателя Д.
Рис. 14.5. Принципиальная одновальная ТГЭУ на переменном токе
Реверс установки осуществляется в следующем порядке. Прежде всего снижают частоту вращения гребного вала путем воздействия на регуляторы турбин, затем плавно уменьшают напряжение всех синхронных машин. Когда ток в главной цепи спадает до ну-
ля, производят коммутацию реверсивного переключателя П.
Далее повышают напряжение генераторов и двигателей и увеличивают подачу ра
бочего тела G в турбины. При снижении напряжения параллельно работающих генерато
ров может произойти выпадение их из синхронизма, поэтому должно быть предусмотрено обеспечение синхронности вращения генераторов при снятом возбуждении.
Гребными установками двойного рода тока называются такие установки, в которых в качестве источников электроэнергии используются синхронные генераторы переменно
го тока, а в качестве гребных электродвигателей – электродвигатели постоянного тока.
Появление таких установок стало возможным благодаря развитию полупроводнико
вой техники, на базе которой были созданы выпрямители двух типов:
1. неуправляемые, выходное напряжение которых не регулируется;
2. управляемые с регулируемым выходным напряжением.
Появление мощных, на сотни кВт, выпрямителей позволило объединить высокие маневренные качества ГЭУ постоянного тока с достоинствами ГЭУ переменного тока (возможность применения высокооборотных первичных двигателей, малые массогабарит
ные показатели).
Структурная схема гребной электроустановки двойного рода тока с неуправляе-
мым выпрямителем в виде одного из возможных вариантов представлена на рис. 14.6.
Рис. 14.6. Структурная схема ГЭУ двойного рода тока
Синхронный генератор СГ, питающий гребной электродвигатель постоянного тока ГЭД независимого возбуждения, вращается первичным двигателем ПД с постоянной частотой ω.
Гребной электродвигатель ГЭД постоянного тока подключается к синхронному ге
нератору через неуправляемый выпрямитель НВ.
Регулирование выпрямленного напряжения U осуществляется изменением тока в обмотке возбуждения синхронного генератора ОВГ , при помощи тиристорного возбуди-
теля генератора ТВГ. Последний управляется регулятором возбуждения УВГ в зависимо
сти от сигнала с пульта управления ПУ, режима главной цепи (тока I и напряжения U) и уставок максимального тока I и эталонного напряжения U .
В схеме возбуждения ГЭД применяется реверсивный тиристорный возбудитель ТВД, управляемый отдельным регулятором УВД. Этот возбудитель предназначен для реверса ГЭД.
Синхронный генератор, неуправляемый выпрямитель и гребной электродвигатель образуют систему, аналогичную по структуре ГЭУ постоянного тока.
Однако механические характеристики такой схемы ГЭУ менее жестки, чем у ГЭУ постоянного тока, благодаря большим внутренним сопротивлениям СГ и НВ.
Пуск гребного электродвигателя осуществляется.подачей тока одновременно в об
мотки возбуждения СГ и ГЭД. При этом пусковые токи I меньше, чем у ГЭУ постоянного тока.
Необходимая величина электромагнитного момента ГЭД при заклинивании винта обеспечивается формой внешней характеристики синхронного генератора, выпрямителя и жесткой обратной связью по току ( кI ).
Режим постоянства мощности ГЭУ в широком диапазоне частот вращения ГЭД ав-
томатически обеспечивается двумя жесткими отрицательными обратными связями (по то-
ку I и напряжению U ), которые вводятся в регуляторы возбуждения.
Реверс ГЭД производится изменением направления тока в обмотке возбуждения двигателя ОВД, которое осуществляется реверсивным тиристорным возбудителем ТВД.
Именно ГЭУ двойного рода тока с неуправляемыми выпрямителями в цепи якорей ГЭД постоянного тока была реализована на ледоколе-атомоходе «Арктика», что обеспечи-
ло:
1. высокую маневренность (широкий диапазон регулирования частоты ГЭД и доста
точную быстроту ее изменения) и простоту управления ГЭУ;
2. возможность создания турбогенераторных агрегатов без редукторов и удобство их компоновки в машинном отделении;
3. снижение шумности и вибрации элементов ГЭУ;
4. повышение КПД установки;
5. наибольшую простоту исполнения и надежность работы ГЭД и их питания.
Применение ВРШ для ГЭД имеет следующие преимущества:
1. постоянство частоты вращения двигателей генераторов;
2. постоянство частоты вращения гребного электродвигателя, а значит, гребного винта.
Регулирование скорости винта осуществляется изменением угла поворота лопастей на ВРШ, а реверс – изменением направления поворота лопастей относительно нулевого положения.
Постоянство частоты вращения первичных двигателей гребных электроустановок обусловливает возможность отбора мощности от шин системы электродвижения для обще
судовых потребителей (ОСП), а также более рационального использования установленной мощности судовой электростанции.
В зависимости от вида выпрямительного устройства в главной цепи возможны два типа ГЭУ двойного рода тока:
1. с неуправляемыми (на диодах) выпрямителями (статическими преобразователя-
ми);
2. с управляемыми (на тиристорах) выпрямителями (статическими преобразовате
лями).
Схемы главного тока ГЭУ двойного рода тока аналогичны схемам ГЭУ постоянно
го тока, но предельная мощность синхронных генераторов не ограничена и число их опре
деляется только соображениями надежности и живучести.
Статические преобразователи выполняются по шести- или двенадцатифазным схе
мам выпрямления. Кроме того, в схемах с управляемыми выпрямителями включаются токоограничивающие и фильтрующие дроссели.
Выпрямительные мосты на стороне постоянного тока могут быть соединены после
довательно или параллельно. Выпрямительные мосты включаются на разные, сдвинутые на 30 эл. град., обмотки сдвоенных генераторов или через трансформаторы для предотвра
щения коротких замыканий через последовательно соединенные вентили.