Качественные показатели гребных электрических установок

Классификация ГЭУ. ГЭУ различаются по типу первичного двигателя и способу получения электроэнергии. По типу первичного двигателя ГЭУ подразделяются на дизель-электрические (ДЭГУ) и турбоэлектрические (ТЭГУ), причем последние могут быть с паровыми или газовыми турбинами. На малых судах, работающих в акватории порта, находят широкое применение ГЭУ с аккумуляторным питанием, которые гарантируют незагрязнение среды.

В отдельных случаях используются комбинированные ГЭУ, где гребной винт приводится во вращение не только электродвигателем, но и тепловым двигателем. Самой мощной установкой такою типа является ледокол «Полар Стар», построенный в США в 1974 г. Расположение элементов установки этого ледокола показано на рис. 1. Водоизмещение ледокола 12,5 тыс. т. Три ВРШ могут приводиться во вращение от трех ГЭД постоянного тока 1 мощностью по 4500 кВт, напряжением 900 В при частоте вращения 105 — 130 об/мин. ГЭД получают питание через неуправляемые выпрямители от шести синхронных генераторов 4 мощностью по 2600 кВа.

Для вспомогательных нужд предусмотрено три синхронных генепатора мощностью по 937 кВа. Электродвижение осуществляется при работе двух генераторов на один ГЭД, при этом судно развивает ход 16 уз. В режиме электродвижения газовые турбины 3 редукторами 2 разобщаются от ГЭД. При работе судна в тяжелом льду запускаются газовые турбины мощностью по 19 тыс. кВт и через редукторы приводят во вращение винты; ГЭД в это время проворачиваются вхолостую.

Механические характеристики и автоматическое регулирование ГЭУ постоянного тока

При выборе мощности и частоты вращения гребного электродвигателя на основании гидродинамических расчетов строят механические характеристики гребного винта М = f (n).

Механическая характеристика зависит от загрузки судна и района плавания. При практических расчетах с достаточной степенью точности можно считать характеристики винтов аналогичными характеристикам вентиляторов:

где k — коэффициент пропорциональности, зависящий от сопротивления воды движению судна.

Обычно строят две характеристики гребного винта: 1 — при нормальной загрузке судна, 2 — при швартовных испытаниях (рис. 1).

Принципиальные схемы управления и основные характеристики ГЭУ

Обычно управление ГЭУ постоянного тока осуществляется по системе генератор — двигатель. На пультах управления размещают потенциометрические реостаты, воздействующие на значение и направление тока возбуждения генератора, что приводит к изменению частоты и направления вращения гребного электродвигателя.

Для питания электроэнергией цепей управления и обмоток возбуждения главного генератора и гребного электродвигателя применяют специальные источники постоянного тока — возбудители или выпрямители.

Различают централизованную, индивидуальную и комбинированную системы возбуждения. При централизованной системе цепи возбуждения электрических машин получают питание от независимых возбудителей, не связанных с главным генератором. Преимуществом этой системы является ее надежность, а также возможность ремонта отдельных возбудителей без перерыва питания цепей возбуждения.