Режимы работы главного двигателя судовой дизельной энергетической установки, страница 16

где  – КПД передачи газовой турбины;  – эффективная мощность газовой турбины;  – КПД гидрозубчатой передачи при передаточном отношении .

Изменение скорости судна в пределах диапазона 2 достигается путем регулирования эффективной мощности газовой турбины. При этом передаточное отношение гидрозубчатой передачи изменяется в пределах от  до , что приводит к некоторому изменению КПД передачи (линия a’б). При работе одной газовой турбины на вал рабочей точкой комплекса будет точка в.

Режим работы главного дизеля в системе электропередачи. Режим работы дизеля в рассматриваемых условиях определяется при совместном рассмотрении винтовых характеристик потребителя, тягового электродвигателя и внешней номинальной скоростной характеристики дизеля (рис. 2.17).

Механическая характеристика тягового электродвигателя должна быть такой, чтобы исключалась возможность перегрузки электрогенераторов и дизелей. Если за ограничительный параметр принять постоянство мощности электродвигателя =const, то в координатах  кривая = const будет выражена в виде параболы (кривая 4). Кривая эффективной мощности дизеля будет выражаться следующим образом:

,

где  – КПД электропередачи,  – частота вращения коленчатого вала, об/мин; – эффективный крутящий момент, Н∙м.

При свободном ходе судна, режим номинальной нагрузки на дизель определяется точка А. Видно, что на буксировочных и швартовном режимах работы судна (точка В и точка С) номинальная эффективная мощность (точка А) дизеля проходит ниже характеристики тягового электродвигателя (кривая 5); это свидетельствует о том, что на данных режимах возможна перегрузка дизеля. Для устранения перегрузки необходимо уменьшить возбуждение генератора или электродвигателя (кривые 6 и 7), что в современных установках осуществляется автоматически. Это особенно необходимо для судов с часто меняющимися условиями плавания (например, для судов ледового плавания). При переходе на режим свободного хода, для более полного использования энергетических возможностей дизелей и повышения экономичности установки в целом, необходимо вновь устанавливать режим совместной работы пропульсивного комплекса по кривой 5.

Режимы частичных нагрузок дизель-электрической установки обеспечиваются либо регулированием тока возбуждения генераторов, либо изменением частоты вращения коленчатого вала дизеля, или тем и другим.

В качестве примера можно привести характеристики пропульсивного комплекса буксира-спасателя «Атлант» (рис. 2.18) [20] на номинальном и частичных режимах работы. Кривые 1÷4 показывают изменение тяговых характеристик тягового электродвигателя при частоте вращения коленчатого вала дизеля соответственно: 810, 760, 710, 660 об/мин. Тяговые характеристики электродвигателя 5 и 9 получены при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя, но при разных токах возбуждения. При комбинированном способе регулирования получены кривые 6÷8, 10÷12.

В многомашинных установках на частичных режимах целесообразно отключать часть дизель-генераторов.

2.5. Неустановившиеся режимы работы пропульсивного комплекса

При постоянной скорости судна упор гребного винта  преодолевает сопротивление воды корпусу судна , и выполняется условие

                                                    .                                         (2.1)