Проектирование гребной электрической установки научно-исследовательского судна, страница 4

Ток возбуждения генераторов изменяется следующим образом. Действительное значение тока возбуждения измеряется трансформатором тока ТТ₂ на стороне переменного тока 17a. В следствие этого полярность тока будет всегда одна и независима от направления от направления тока в обмотке генератора. Так как полярность тока возбуждения генераторов определяется выбранным направлением движения судна, то знакоинвертор 12b задает необходимую полярность сигнала в зависимости от положения транзисторного переключателя 13c, который в свою очередь управляется логической схемой реверсирования 14.

Заданный сигнал усиливается усилителем 4d и поступает на один из двух формирователей управляющих импульсов. В зависимости от полярности сигнала включается тиристорный возбудитель для хода «Вперед» или «Назад».

Частота вращения ГЭД задается вращающимся трансформатором ВТр и измерительным преобразователем угла. Для сглаживания сигналов используется регулятор интенсивности 2b. На регулятор подается действительное значение частоты вращения ГЭД, измеряемое с помощью тахогенератора ТгД и согласующего сопротивления СС2.

Регулирование тока возбуждения ГЭД осуществляется следующим образом. Действительное значение тока измеряется трансформатором тока ТТ₁, преобразуется измерительным преобразователем переменного тока и поступает на регулируемый усилитель тока 4b. Задаваемое значение тока возбуждения поступает через избиратель наименьшего значения на этот же регулирующий усилитель из источника задающего значения основного магнитного потока 21. Магнитный поток ГЭД может изменяться в зависимости от числа включенных генераторов и от установленной в данный момент ступени(значения) частоты вращения дизелей.

Защита генераторов от перегрузки происходит следующим образом. Наименьший, по абсолютному значению, сигнал, снимаемый с тахогенераторов, соответствующий перегрузке, выбирается избирателем наибольшего значения 7c. Затем полярность сигнала изменяется усилителем 12b и сравнивается в блоке 20b, поступающим с усилителя 20c значением допустимой частоты вращения. Когда частота станет выше минимально-допустимого значения, напряжение усилителя 20b начнет повышаться, вследствие чего через избиратель 7c начнется ограничение тока возбуждения генераторов.

Защита от превышения частоты вращения дизеля осуществляется следующим образом. С трансформатора дизеля сигнал поступает на избиратель наименьшего значения 6c, соответствующего наибольшей частоте дизеля. Это значение сравнивается с напряжением, поступающим с сопротивления СУ3, которое допускает превышение максимальной частоты вращения на 20%. Если частота вращения превышает максимально допустимое значение, напряжение усилителя начинает возрастать и через избиратель максимального значения 7d  проходит сигнал на ограничение тока возбуждения ГЭД.

3.1. Разработка устройств защиты ГЭУ

Защиты являются одной из важнейших частей любой ГЭУ. От правильно выбранной защиты зависит надёжная и бесперебойная работа и долговечность ГЭУ. Перечень обязательных защит для ГЭУ различного типа установлен Правилами морского Регистра [2]. Это максимальная токовая защита, защита от перегрузки, защита дизель-генераторов от реверса, защита дизель-генераторов, защита ГЭД от разгона, защита цепей ГЭУ от перенапряжения и защита токоведущих частей от замыкания на корпус.

В курсовом проекте при разработке полной схемы электродвижения все необходимые защиты разрабатываю схематически, а защиту от токов КЗ в цепи управления описываю подробнее с  выбором элементов защитных устройств. Цепи управления питаются через трансформатор 380\220. Для защиты от токов короткого замыкания в цепях управления используются плавкие предохранители.

Принимаем номинальный режим питания цепи управления U=220в, I=5 A.

Выбираем предохранитель марки ПК:

I_Н=5 A;

I_плав=10 A;

U=220 В;

Rа=0,25 Ом.

Предохранитель в случае КЗ плавится при достижении тока цепи управления 10 А.

4. Расчет и построение статических характеристик ГЭУ

4.1. Построение желаемой статической характеристики ГЭД

В одной системе координат (в относительных единицах) строю характеристики гребного винта , а также статическую характеристику ГЭД , которую желаю получить при проектировании ГЭУ, исходя из назначения судна-электрохода. Характеристики гребного винта строятся по универсальным винтовым характеристикам (см. Приложение А [1]). Желаемая механическая характеристика ГЭД строится по четырем основным точкам: точке А номинального режима, точке В швартовного режима, точке С холостого хода и точке Д режима стоянки ГЭД.

1.  Точка А номинального режима (соответствующего ходу в чистой воде):

где P_A=N_в*9550, N_в-мощность на гребном валу, ω_а- частота вращения гребного винта.

2.  Точка В определяется с помощью построения гиперболы постоянства мощности. Точка В на швартовой характеристике соответствует работе ГЭУ в швартовом режиме с использованием номинальной мощности.

Подставляя значения n, определяем величину момента M. Результаты расчетов приведены в таблице 4.

Таблица 4 – построение гиперболы постоянства мощности.

n, об/сек	2,72	2,53	2,2	2	1,7	1,5	1,2	1
M*106, Н*м	9,56	10,27	11,8	13	15,3	17,3	21,6	26

3.  Точка D на оси абсцисс, характеризующая величину стояночного момента, наносится при условии, что момент стояночный принимается равным:

4.  Точка С на оси ординат, характеризующая частоту вращения ГЭД на холостом ходу, наносится при условии, что частота вращения холостого хода ГЭД будет не менее 120% номинальной частоты вращения ГЭД.