Для поиска темы - пользуйтесь СИСТЕМОЙ ПОИСКА


Стоимость дипломной работы


Home Для студента... Суднові генератори змінного та постійного струму та їх характеристики

Суднові генератори змінного та постійного струму та їх характеристики
загрузка...
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 

Суднові генератори змінного та постійного струму та їх характеристики


Генераторы переменного тока
На судах в качестве генераторов переменного тока применяют трехфазные СГ. Некоторые эксплуатационные свойства СГ можно оценить при помощи соответствующих характеристик.
Характеристики СГ.
Основными характеристиками СГ принято считать внешние и регулировочные.
Внешняя характеристика - это зависимость напряжения на выводах обмотки статора генератора от тока нагрузки при номинальной частоте вращения и постоянных значениях тока возбуждения и коэффициента мощности, т.е . U(I) при n = nном = const, Iв = const, cos φ = const.
При активной нагрузке (см. рисунок 3.1, а, кривая 1) увеличение тока нагрузки приводит к уменьшению напряжения, что объясняется увеличением падения напряжения в обмотке статора и усилением размагничивающего действия реакции якоря по поперечной оси.

Рисунок 3.1 – Внешние (а) и регулировочные (б) характеристики СГ при различных нагрузках: 1 – активной; 2 – активно-индуктивной; 3 – активно-емкостной
При активно-индуктивной нагрузке (см. рисунок 3.1, а, кривая 2) уменьшение напряжения при набросе нагрузки наблюдается в большей степени, так как с увеличением тока усиливается размагничивающее действие реакции якоря по продольной оси.
В случае активно-емкостной нагрузки (см. рисунок 3.1, а, кривая 3) увеличение тока вызывает увеличение напряжения вследствие усиления подмагничивающего действия продольной составляющей реакции якоря.
Из сравнения проведенных внешних характеристик следует, что напряжение СГ зависит не только от значения, но и от характера тока нагрузки.
При увеличении тока возбуждения внешняя характеристика перемещается вверх, при уменьшении - вниз.
Регулировочная характеристика - это зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при номинальной частоте вращения и постоянных значениях напряжения на выводах генератора и коэффициента мощности, т. е. IВ(I) при U = U ном = const, п = п ном = const, cos φ = const. Эти характеристики представляют собой как бы зеркальное отображение внешних характеристик.
При активной нагрузке увеличение тока нагрузки вызывает уменьшение напряжения генератора, поэтому для поддержания этого напряжения ток Iв возбуждения надо увеличить (см. рисунок 2, б, кривая 1). При активно-индуктивной нагрузке напряжение уменьшается в большей степени, чем при активной, поэтому для сохранения равенства U = U ном = const ток возбуждения приходится увеличивать также в большей степени (см. рисунок 2, б, кривая 2). При активно-емкостной нагрузке ток возбуждения необходимо уменьшать (см. рисунок 2, б, кривая 3), так как увеличение тока нагрузки приводит к увеличению напряжения.
Системы возбуждения СГ.
На судах для стабилизации напряжения СГ применяют различные системы возбуждения и автоматического регулирования напряжения, в которых изменение тока возбуждения происходит автоматически. Системы возбуждения СГ бывают трех видов: с независимым возбуждением, с самовозбуждением и смешанная (рисунок 3.2). .
При независимом возбуждении в качестве источника возбуждения используется возбудитель G2 - генератор небольшой мощности с параллельной обмоткой возбуждения LG2 Регулятор возбуждения Rp.г предназначен для регулирования напряжения вручную. Применение в качестве возбудителя добавочной электрической машины постоянного тока усложняет конструкцию и снижает надежность СГ.


Рисунок 3.2. – Принципиальные схемы систем возбуждения СГ:
а — независимой; б — с самовозбуждением; в — смешанной

Создание мощных и надежных полупроводниковых вентилей обеспечило переход на самовозбуждение СГ, при котором мощность для цепи возбуждения отбирается от трехфазной обмотки статора СГ и подается в обмотку возбуждения LG1 через трансформатор ТV1 и выпрямитель UZ1 (рисунок 3.2, б). Для подачи питания на LG1 на валу СГ находятся два контактных кольца с установленными на них щетками, что усложняет конструкцию и снижает надежность генераторов.
Указанных недостатков лишены бесщеточные СГ, имеющие смешанное возбуждение (рисунок 3.2, в ). В общем корпусе БСГ находятся синхронный генератор G1 и его возбудитель – синхронный генератор G2.  При вращении ротора БСГ возникающая на зажимах СГ трехфазная ЭДС передается на обмотку статора LG2 синхронного генератора, в которой образуется постоянное магнитное поле. Это поле пересекают вращающиеся обмотки ротора возбудителя G2 и в них наводится переменная ЭДС, которая выпрямляется полупроводниковым выпрямителем UZ2 (закреплен на валу БСГ). Выпрямленное напряжение поступает на обмотку возбуждения LG1 основного синхронного генератора. Вращающаяся часть системы обведена пунктирной линией.
Таким образом, система возбуждения БСГ сочетает характерные признаки систем с независимым возбуждением (имеется возбудитель в виде синхронного генератора) и самовозбуждением (мощность для возбуждения возбудителя отбирается от обмотки статора СГ).
Основные типы судовых СГ.
На судах отечественной постройки применяют СГ следующих серий: МСК - морской синхронный с кремнийорганической изоляцией, МСС - морской синхронный с самовозбуждением, ГМС - генератор морской синхронный, ГСС - генератор синхронный с самовозбуждением, СБГ - судовой бесщеточный генератор и др.
Судовые СГ выполняют на напряжения 400 и 230 В, с соединением обмоток статора соответственно по схемам «звезда» и «треугольник», в диапазоне мощностей (30-2000) кВт при номинальном коэффициенте мощности cos φном = 0,8. Серии построены по принципу нарастания мощности при среднем коэффициенте нарастания 1,25-1,5, что облегчает выбор числа и мощности ГА и обеспечивает экономичную работу СЭС во всех режимах работы судна. Частоты вращения генераторов составляют 500, 750, 1000, 1500 и 3000 об/мин. В качестве ПД применяют дизели (при частоте вращения генератора 750 - 1500 об/мин) или турбины (при 1000, 1500 и 3000 об/мин).
Судовые СГ выпускают в горизонтальном исполнении на лапах, с одним свободным концом вала для соединения с турбиной через редуктор или при помощи муфты - с дизелем. Возможно фланцевое исполнение СГ. Самовентиляция осуществляется по замкнутому и разомкнутому циклам. Изоляция обмоток генераторов классов В, F и Н. Режим работы СГ всех типов продолжительный.
Перегрузочная способность СГ:
110% Iном в течение (60-120) мин.;
125% Iном в течение (10-30) мин.;
150% Iном в течение (1-5) мин.;
Без механических и тепловых повреждений генераторы выдерживают трехфазное КЗ в течение 5-10 с.
Генераторы постоянного тока
В судовых электроустановках ГПТ применяют для снабжения электроэнергией приемников силовых и осветительных сетей, а также для заряда АБ.
Системы возбуждения и характеристики ГПТ
Для возбуждения генераторов постоянного тока применяют независимую, параллельную и смешанную системы возбуждения (рис. 3.3). При независимой системе (рис. 3.3 а) обмотка возбуждения электрически не связана с обмоткой якоря,

Рисунок 3.3 – Схемы подключения и внешние характеристики генераторов постоянного тока с различными системами возбуждения:
а — независимой; б — параллельной; в — смешанной
поэтому получает питание от постороннего источника, чаще всего другого ГПТ небольшой мощности. Обмотка (обмотки) возбуждения генераторов с параллельной (рис. 3.3, б) или смешанной (рис. 3.3, в) системами возбуждения электрически соединена с обмоткой якоря, которая по отношению к обмотке (обмоткам) возбуждения является источником питания.
Система возбуждения ГПТ определяет характер изменения напряжения в зависимости от тока нагрузки и выбирается в соответствии с назначением генератора.
Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения менее жесткая, чем генератора независимого возбуждения. Это объясняется тем, что у генератора с параллельным возбуждением, помимо причин, вызывающих уменьшение напряжения в генераторе независимого возбуждения (реакция якоря и падение напряжения в цепи якоря), действует еще и третья - уменьшение тока возбуждения, вызванное снижением напряжения от действия первых двух причин.
В судовых условиях генераторы независимого возбуждения применяют в СУ электроприводами системы генератор - двигатель (Г-Д), а параллельного возбуждения - в качестве возбудителей генераторов независимого возбуждения и для заряда АБ, так как при обратном токе они не перемагничиваются.
Генераторы смешанного возбуждения имеют на главных полюсах 2 обмотки возбуждения - параллельную и последовательную, магнитодвижущие силы которых складываются. В режиме холостого хода генератор имеет только параллельное возбуждение, так как ток нагрузки равен нулю. С увеличением тока нагрузки напряжение генератора практически не изменяется, что объясняется подмагничивающим действием последовательной обмотки возбуждения. Поэтому генераторы смешанного возбуждения не нуждаются в АРН. Эти генераторы применяются на судах в качестве основных генераторов СЭС.
Основные типы судовых ГПТ. Судовые генераторы постоянного тока серии ПМ (постоянного тока морского исполнения) с номинальным напряжением 115 и 230 В, мощностью 1,25-200 кВт применяют для питания приемников силовых и осветительных сетей. Для заряда аккумуляторных батарей применяют генераторы с напряжением, изменяющимся от 26 до 46 В серии ПМ (мощность 0,3-5,6 кВт) и серии КГ (2,75-5,6 кВт). На судах устанавливают также генераторы серий ГПМ, ПГ, ПГК, ПД и др. мощностью до тысяч киловатт и напряжением до 1200 В, разработанные по специальным заказам.
Изоляция обмоток ГПТ выполняется влаго-, водо- и маслостойкой. Обмотки якоря имеют изоляцию классов А, В, Н, а параллельная и последовательная обмотки возбуждения, а также обмотки добавочных полюсов - А, В, Н и F. Режим работы генераторов всех типов продолжительный.
Генераторы изготовляют горизонтального и вертикального исполнений с одним или двумя концами валов. В основном все генераторы имеют самовентиляцию по разомкнутому циклу посредством насаженного на вал вентилятора и лишь некоторые из них - с самовентиляцией по замкнутому циклу и с принудительной вентиляцией по разомкнутому циклу.
Судовые генераторы с параллельным возбуждением должны иметь АРН с погрешностью ± 2,5 % номинального. У генераторов смешанного возбуждения при изменении нагрузки от 20 до 100 % номинальное изменение напряжения не должно превышать ±5 % номинального. Генераторы постоянного тока с установившейся температурой нагрева должны выдерживать перегрузку по току 50 % номинального в течение 15с


Более старые статьи:

 
загрузка...

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить