Электротехника \ Электрооборудование судов

Проектирование гребной электрической установки научно-исследовательского судна, страница 5

Винтовые характеристики строю по универсальным кривым (Приложение А [1]). Результаты расчета приведены в таблице 5.

Таблица 5 – построение винтовых характеристик

Чистая вода	n, об/сек	1,26	1,77	2,07	2,3	2,53	3,54
Чистая вода	M10⁶, Нм	2,05	4,1	6,16	8,2	10,27	21
Швартовая	n, об/сек	0,96	1,62	1,77	1,89	2,02	2,5
Швартовая	M10⁶, Нм	2,05	6,16	8,22	10,27	12,32	20

Рисунок 3- желаемая механическая характеристика ГЭД.

M: 1 о.е.= 1*10⁶ Н*м;

n: 1 о.е.=1 об/сек.

4.1.2. Определение токов главной цепи в рабочих точках и

построение внутренней характеристики генератора

Построенная на рисунке 3 желаемая механическая характеристика ГЭД в относительных единицах в других координатах (напряжение-ток) может считаться внутренней характеристикой ГЭД , так как при неизменном потоке возбуждения ГЭД его вращающий момент будет прямо пропорционален току главной цепи, а ЭДС ГЭД будет линейно зависеть от частоты его вращения:

;

где

Таким образом, ось абсцисс можно рассматривать как ось токов, а ось ординат – как ось ЭДС.

По полученной зависимости строят кривую , представляющую собой внутреннюю характеристику генератора. Для этого необходимо к значениям ЭДС ГЭД прибавить значения падения напряжения в главной цепи. В номинальном режиме падение напряжения в главной цепи определяют следующим образом:

где - полное сопротивление якорной цепи генераторов, включающее в себя сопротивление обмотки якоря, дополнительных полюсов и компенсационной обмотки;

- полное сопротивление якорной цепи ГЭД;

- сопротивление кабелей главной цепи.

Через точку ΔU_H и начало координат проводим прямую, которая будет представлять собой зависимость (рисунок 4) . Складывая характеристики и графически, при одних и тех же значениях тока главной цепи получим зависимость -внутренняя характеристика генераторов (рисунок 4).

E, o.e.

I, o.e.

Рисунок 4-внутренняя характеристика генератора.

4.1.3. Определение намагничивающих сил возбудителя

По значениям вращающего момента ГЭД на желаемой механической характеристике в номинальном и швартовном режимах определяем токи главной цепи и . Этим значениям тока на внутренней характеристике генератора будут соответствовать значения ЭДС генератора и . По полученным значениям ЭДС генератора на характеристике намагничивания генератора определяем величины токов возбуждения генератора и (рисунок 5). По этим значениям тока возбуждения генератора на вольтамперной характеристике обмотки возбуждения генератора, изображенной на этом же рисунке в соответствующих координатах, нахожу значения напряжения возбудителя и . Таким же образом получаю значение напряжения возбудителя для режима холостого хода.

Вольтамперная характеристика цепи обмотки возбуждения генератора строится по двум точкам, одна из которых начало координат. Для определения второй точки на оси абсцисс откладываю значение тока возбуждения генератора , а по оси ординат откладываю отрезок в масштабе равный напряжению возбудителя U_B для режима холостого хода.

Рисунок 5 –вольтамперная характеристика цепи ОВГ и нагрузочная характеристика возбудителя.

5. Расчет переходных процессов в ГЭУ

5.2. Определение предельной частоты вращения

дизель-генераторов

Разгон дизель-генератора (ДГ) может иметь место при быстром реверсе ГЭУ, когда начальная скорость хода судна велика, и энергия, запасенная судном, передается токами рекуперации дизель-генераторам от ГЭД, вызывая у ДГ увеличение частоты вращения (угловой скорости) до уровня выше предельно допустимого значения.

Формула для определения предельной (разгонной) угловой скорости, полученная методом оценки потерь, имеет вид:

где - предельная угловая скорость ДГ;

- номинальная (исходная) угловая скорость ДГ;

- маховые массы ГЭД (линии гребного вала), с учетом увлекаемой воды =1,5=1,5*30=45 т.м²;

- угловая скорость (частота вращения) гребного вала (ГЭД);

-маховые массы генераторного агрегата.

Приближенно= +=0,85+0,213=1,06 т.м³;

=0,85 т.м²- маховые массы генератора;

=0,213 т.м³- маховые массы дизеля. Приближенно =0,25;

- полный КПД гребной системы =;

- КПД ГЭД;

- КПД генератора;

- КПД дизеля;

- КПД кабельной сети ГЭУ;

К - количество дизель-генераторов, принимающих участие в работе ГЭУ при её реверсировании.

Расчет предельной угловой скорости ДГ следует производить не только для номинального режима, но и для всех долевых режимов, так как не всегда предельная угловая скорость ДГ будет соответствовать номинальному режиму ГЭУ.

При работе одного генератора на номинальной скорости: