Рис.9.6.1 Схема системы электродвижения ледокола “Таймыр”
СЭД содержит два главных турбогенератора ТГ1 и ТГ2 мощностью по 27 МВт, напряжением 6 кВ, три гребных двигателя СД1-СВ3 мощностью по 12 МВт, четыре тиристорных преобразователя частоты с непосредственной связью НПЧ1-НПЧ4 и другие устройства. Три НПЧ питают три гребных двигателя, четвертый НПЧ резервный. Судовая электросеть 400 В, 50 Гц связана с электросетью 6 кВ трансформаторами.
Схема питания ГЭД через НПЧ представлена на рис.9.6.2.
Рис.9.6.2 Схема питания ГЭД через 6-пульсный НПЧ на ледоколе “Таймыр”
В соответствии с рис.9.6.1 и 9.6.2, фазы гребных двигателей гальванически разделены и питание каждой фазы осуществляется через индивидуальный реверсивный тиристорный мост соответствующего НПЧ. Напряжение и частота на входе НПЧ 6 кВ и 50 Гц, соответственно. Напряжение на выходе НПЧ фазное 5,1 кВ, линейное 8,8 кВ. Максимальная частота выходного напряжения 12 Гц.
Обмотки статора синхронных машин, как и асинхронных машин, в большинстве случаев выполняются с сокращением шага. При сокращенном шаге индуктивность нулевой последовательности может оказаться существенно меньше индуктивности рассеяния фаз L0<Ls1. Напряжения и токи на выходе НПЧ в рассматриваемой схеме содержат в общем случае составляющие нулевой последовательности. Для этих составляющих сопротивления двигателя могут оказаться малыми или даже близкими к 0, что приводит к существенному увеличению пульсаций токов фаз двигателя.
Для уменьшения пульсаций токов фаз двигателя на выходе НПЧ используются дроссели нулевой последовательности, как изображено на рис.9.6.2. Составляющие токов двигателя прямой и обратной последовательности не создают в таком дросселе магнитное поле и для этих токов дроссель не обладает индуктивностью. Составляющие токов двигателя нулевой последовательности создают в дросселе магнитное поле и для этих токов дроссель имеет индуктивность, которая увеличивает индуктивность нулевой последовательности двигателя до соотношения L0=Ls1.
СЭД ледокола “Таймыр” выполнена с НПЧ без трансформаторов. Это привело к необходимости гальванического разделения фаз гребных двигателей. При разделенных фазах в них возможно протекание токов нулевой последовательности и в системе управления НПЧ в напряжениях управления нельзя использовать составляющие нулевой последовательности. То есть, нельзя использовать алгоритмы управления НПЧ, которые способствуют увеличению выходного напряжения НПЧ и повышению коэффициента мощности, потребляемой из электросети.
В рассматриваемой СЭД напряжение на входе НПЧ Uвх и наибольшее напряжение выходе НПЧ Uвых при отсутствии нагрузки связаны соотношением:
, (9.6.1)
где Kу – коэффициент запаса на регулирование (порядка 0,9).
При наличии нагрузки НПЧ его выходное напряжение снижается за счет падений напряжения на фазных дросселях, увеличения углов коммутации тока в тиристорах. В схеме рис.9.6.2 при напряжении электросети 6 кВ напряжение на выходе НПЧ в номинальном режиме 8,8 кВ. При этом коэффициент мощности электроэнергии, потребляемой из сети, равен 0,7.
К рассматриваемой СЭД рис.9.6.1 предъявляется также следующее требование – при отключении одного из турбогенераторов активная мощность остающегося в работе турбогенератора должна использоваться полностью. Это приводит к следующим особенностям режима работы СЭД с одним турбогенератором.
Частота вращения гребных двигателей n и напряжение НПЧ Uвых при половинной мощности в относительных единицах:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.