Расчёт механической характеристики ГЭД.
Общая характеристика судна.
Судно ледокол «Киев» из серии дизель - электроходов построено в Финляндии.
Основные данные судна:
Длина наибольшая, м
| 122,1
| Ширина наибольшая, м
| 24,5
| Осадка при нормальном водоизмещении 13 290 т, м
| 9,5
| Мощность на валу ГЭД, кВт
|
| Скорость в свободной воде, уз
| 18,6
| Гребная установка - дизель-электрическая, на постоянном токе, с тремя кормовыми винтами. В состав ГЭУ входит следующее основное оборудование:
- 8 дизель - генераторов (ГДГ), состоящий каждый из дизеля типа 9МН-51 мощностью 2392 кВт при частоте вращения 330 об/мин и генератора постоянного тока типа GM34/80-8 мощностью 7*2160 кВт, напряжением 600В;
- два бортовых кормовых гребных электродвигателя постоянного тока типа GМ524/130/10 мощностью по 2*4050 кВт, напряжением 1200 В при частоте вращения 115/145 об/мин;
- пять возбудительных агрегатов. Кроме того, бортовые контуры и средний контур имеют по одному резервному агрегату. В состав ВГ бортовых контуров входит приводной электродвигатель переменного тока R1671/4Д, а в состав ВГ среднего контура входит приводной электродвигатель переменного тока R1871/4Д. Возбудитель бортовых генераторов (ВГ1) на базе машины постоянного тока G164/16-4Д мощностью 18,5 кВт, напряжением 185 В. Возбудитель среднего генератора (ВГ1) на базе машины постоянного тока G194/18-4Д мощностью 37 кВт, напряжением 185 В.
- возбудитель основной обмотки бортовых ГЭД (ВДО) на базе машины постоянного тока G124/11-4Д. Возбудитель основной обмотки среднего ГЭД на базе G144/14-4Д. Возбудитель дополнительной обмотки бортовых ГЭД на базе G144/14-4Д. Возбудитель дополнительной обмотки среднего ГЭД (ВДД) на базе машины постоянного тока G164/14-4Д.
- генератор постоянного напряжения бортового контура (ГПН) типа GМЕ45/4Д мощностью 2,75 кВт;
- один щит электродвижения;
- один пульт электродвижения;
- два поста управления;
- два щитка сигнализации.
Схема главного тока
- Каждый из трех гребных электродвигателей имеет отдельный контур главного тока. В бортовые контуры включаются последовательно два генератора и один гребной электродвигатель или один генератор и один гребной электродвигатель, а в средний контур могут быть последовательно включены четыре, три, два и один генератор на один гребной электродвигатель. Подключение генераторов осуществляется двумя выключателями. При помощи генераторного переключателя ПГ выбирается главный контур, в котором будет работать генератор. Посредством генераторного выключателя ВГ выполняется выключение и включение генератора в электрическую цепь.
Схема главного тока приведена на рисунке 1.
Схемы возбуждения и управления
Схема возбуждения гребной электрической установки ледокола “Киев” состоит из трех независимых контуров (каждый для своего контура главного тока). Регулирование осуществляется по системам поддержания постоянства тока и постоянства мощности. Изменение частоты вращения ГЭД производится посредством управления, вращающим моментом ГЭД. Реверс ГЭД осуществляется изменением направления потока возбуждения ГЭД. Включение в схему основного или резервного возбудительного агрегата производится переключением возбуждения ППВ.
Разработка ГЭУ по системе СГ-НВ-ГЭД.
Разработка схемы главного тока и выбор ГЭД проектируемой ГЭУ.
Так как ГЭУ судна прототипа с тремя кормовыми винтами, то для расчета выбираем контур ГЭУ со средним ГЭД. Тип ГЭД GМ524/130/10.
Характеристики ГЭД GМ524/130/1 0:
Мощность, кВт
| 4045
| Напряжение, В
| 1200
| Ток якоря, А
| 3600
| Частота вращения, об/мин
| 115/145
| КПД, %
| 94
| Число полюсов
| 20
| Магнитный поток (т. В), Вб
| 0,323
| Магнитный поток (т. А), Вб
| 0,256
| Обмотка якоря:
| Число проводников
| 925
| Число параллельных ветвей
| 10
| Сопротивление, Ом
| 0,0051
| Обмотка дополнительных полюсов:
| Число витков на полюс
| 2
| Сопротивление, Ом
| 0,0024
| Обмотка возбуждения:
| Число витков на полюс
| 105
| Сопротивление, Ом
| 2,22
| Компенсационная обмотка:
| Число витков на полюс
| 3,5
| Сопротивление, Ом
| 0,0047
|
Расчёт механической характеристики ГЭД.
Для проектирования выбираем контур ГЭУ. В него входят 2 генератора и один гребной электродвигатель.
Наиболее тяжёлым режимом для судов ледового плавания является режим взаимодействия со льдом.
Для режимов "Ход в свободной воде" момент сопротивления винта равен:
,
где Р=4045 кВт,
n- принимается 155 об/мин.
при этом
В швартовом режиме, при частоте вращения nв=115 об/мин момент равен
Частота вращения в точке В равна:
Режим работы ГЭУ в точке В принимается за номинальный в швартовом режиме. В точке А момент уменьшен при этом на участке А-В соблюдается постоянство мощности.
При движении судна во льдах, в случае попадания льдины под винт, момент сопротивления на валу ГЭД резко увеличивается при той же частоте вращения и составляет примерно 1,5 от момента в швартовом режиме.
При этом ток в главном контуре возрастёт примерно в полтора раза. Момент в режиме стоянки подтоком принимают равным:
Частота вращения в режиме холостого хода принимается равной:
Механическая характеристика приведена на рис. 2.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|