ГЭУ двойного рода тока

Основные сведения

Гребными установками двойного рода тока называются такие установки, в которых в качестве источников электроэнергии используются синхронные генераторы переменного тока, а в качестве гребных электродвигателей — электродвигатели постоянного тока.

Появление таких установок стало возможным благодаря развитию полупроводниковой техники, на базе которой были созданы выпрямители двух типов:

• 1. неуправляемые, выходное напряжение которых не регулируется;
• 2. управляемые с регулируемым выходным напряжением.

Появление мощных, на сотни кВт, выпрямителей позволило объединить высокие маневренные качества ГЭУ постоянного тока с достоинствами ГЭУ переменного тока (возможность применения высокооборотных первичных двигателей, малые массогабаритные показатели).

Структурная схема ГЭУ двойного рода тока с неуправляемым выпрямителем

Структурная схема гребной электроустановки двойного рода тока с неуправляемым выпрямителем в виде одного из возможных вариантов представлена на рис. 6.

Рис. 6. Структурная схема ГЭУ двойного рода тока

Синхронный генератор СГ, питающий гребной электродвигатель постоянного тока ГЭД независимого возбуждения, вращается первичным двигателем ПД с постоянной частотой щ.

Гребной электродвигатель ГЭД постоянного тока подключается к синхронному генератору через неуправляемый выпрямитель НВ.

Регулирование выпрямленного напряжения U осуществляется изменением тока в обмотке возбуждения синхронного генератора ОВГ, при помощи тиристорного возбудителя генератора ТВГ. Последний управляется регулятором возбуждения УВГ в зависимости от сигнала с пульта управления ПУ, режима главной цепи (тока I и напряжения U) и уставок максимального тока Iи эталонного напряжения Uэ.

В схеме возбуждения ГЭД применяется реверсивный тиристорный возбудитель ТВД, управляемый отдельным регулятором УВД. Этот возбудитель предназначен для реверса ГЭД.

Синхронный генератор, неуправляемый выпрямитель и гребной электродвигатель образуют систему, аналогичную по структуре ГЭУ постоянного тока.

Однако механические характеристики такой схемы ГЭУ менее жестки, чем у ГЭУ постоянного тока, благодаря большим внутренним сопротивлениям СГ и НВ.

Пуск гребного электродвигателя осуществляется. подачей тока одновременно в обмотки возбуждения СГ и ГЭД. При этом пусковые токи I меньше, чем у ГЭУ постоянного тока.

Необходимая величина электромагнитного момента ГЭД при заклинивании винта обеспечивается формой внешней характеристики синхронного генератора, выпрямителя и жесткой обратной связью по току (кI).

Режим постоянства мощности ГЭУ в широком диапазоне частот вращения ГЭД автоматически обеспечивается двумя жесткими отрицательными обратными связями (по току I и напряжению U), которые вводятся в регуляторы возбуждения.

Реверс ГЭД производится изменением направления тока в обмотке возбуждения двигателя ОВД, которое осуществляется реверсивным тиристорным возбудителем ТВД.

Именно ГЭУ двойного рода тока с неуправляемыми выпрямителями в цепи якорей ГЭД постоянного тока была реализована на ледоколе-атомоходе «Арктика», что обеспечило:

• 1. высокую маневренность (широкий диапазон регулирования частоты ГЭД и достаточную быстроту ее изменения) и простоту управления ГЭУ;
• 2. возможность создания турбогенераторных агрегатов без редукторов и удобство их компоновки в машинном отделении;
• 3. снижение шумности и вибрации элементов ГЭУ;
• 4. повышение КПД установки;
• 5. наибольшую простоту исполнения и надежность работы ГЭД и их питания.