Разработка и обоснование использования на судах валогенератора на основе машины двойного питания

• Автор: Бурмакин, Олег Анатольевич
• Шифр специальности: 05.08.05, 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 145 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ГЛАВА 1 СУДОВЫЕ ВАЛОГЕНЕРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ, РАБОТАЮЩИЕ ПРИ ПЕРЕМЕННОЙ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛОПРОВОДА.
1.1 Условия работы валогенераторной установки в широком диапазоне скоростей вращения валопровода.

1.2 Технологические особенности работы валогенераторной установки

1.3 Варианты современных валогенераторных установок.

1.4 Принцип действия валогенераторной установки, выполненной на

базе машины двойного питания

Выводы
2 ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ СТАЦИОНАРНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ ВАЛОГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ..
2.1 Метод расчета стационарных электромагнитных режимов работы ватогенераторной установки.
2.2 Выражения токов валогенераторной установки
2.3 Выражение электромагнитного момента валогенераторной установки
Выводы
3 ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВАЛОГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ В СОСТАВЕ СУДОВОГО ВАЛОПРОВОДА.
3.1 Метод расчета крутильных колебаний
3.2 Собствешгые частоты электромеханической системы валопровода с ватогенераторной установкой.
3.3 Характеристики возмущающих факторов.
3.3.1 Кру тящий момент двигателя внутреннего сгорания
3.3.2 Момент от гребного винта
3.3.3 Момент валогенераторной установки.
3.4 Динамические усилия в элементах валопровода с валогенераторной установкой
Выводы.
4 ГЛАВА 4 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВАЛОГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
4.1 Энергетический баланс в системе валогенераторная установка
нагрузка
4.2 Мощность источника реактивной мощности.
4.3 Коэффициент нелинейных искажений напряжения
4.4 Коэффициент мощности.
4.5 Коэффициент полезного действия.
4.6 Экспериментальные исследования.
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Потребная мощность электростанции на ходу для различных типов судов не превышает -% от мощности главного двигателя, что подтверждает возможность и целесообразность использования избыточной мощности главного двигателя для нужд судовой электростанции 1, 1]. При проектировании для судна установки отбора мощности возникает задача согласования нагрузочных характеристик главного двигателя, гребного винта и валогенератора. Рдэ, экономически выгодная для проектируемого судна. Первый путь, заключает в себе два варианта. При первом варианте (рис. Л” и внешней характеристики ССР” главного двигателя. При отборе мощности на валогенератор величиной, определяемой отрезком “гд”, на винт будет передана мощность менее номинальной, определяется точкой “д’ и двигатель будет недогружен на величину разности (Рном - Рд). Угловая скорость вращения гребного винта во избежании перегрузки двигателя по моменту должна быть уменьшена до значения пд и поэтому коэффициент полезного действия винта уменьшится. Второй вариант предусматривает номинальную нагрузку двигателя с заменой предыдущего гребного винта на винт с характеристикой “Б” с оптимальными параметрами в точке “б”. В этом варианте при той же величине мощности, передаваемой на валогенератор (аб=тд) гребной винт будет иметь на ступице мощность, определяемою точкой “б”. Следует отметить, что если с отключением валогенератора в первом варианте на ступицу гребного винта будет передана номинальная мощность при оптимальных параметрах винта (точка а), то во втором варианте, при номинальной мощности на ступице, винт будет работать в точке “в” с худшим значением коэффициенте полезного действия. Рис. Известно, что наиболее экономичном режимом главного двигателя, по величине удельного расхода топлива, является режим при снижении нагрузки до -% номинальной []. Располагая значением мощности электростанции в ходовом режиме судна и нагрузочными характеристиками винта и двигателя, можно узнать, в какой степени приближается работа двигателя в первом варианте к экономическому режиму. Рг=( +0,1 *РД)+РП кВт, (1. Рд- мощность главного двигателя, л. Р„ - мощность пожарного насоса или мощность бытовых потребителей (камбуз, вентиляция, кондиционирование), если величина последней больше мощности электропривода пожарного насоса, кВт. Рл=РвГ+п3-Р ноМ=0, -г- 0,. Таким образом, общая нагрузка двигателя уменьшается на Зн-6% и приближается к зоне экономичного режима. При втором пути решения задачи отбора мощности от гребного вала также могут иметь место два принципиальных варианта (рис. Первый вариант предполагает' сохранение экономической нагрузки главного двигателя р» в точке “а”. При снимаемой с гребного вала мощности “а-б” винт с характеристикой “В” должен быть пересчитан на новые параметры с оптимальным режимом по характеристике “А” в точке “б” с мощностью РА. По второму варианту при сохранении на ступице винта экономической нагрузки и при той же величине снимаемой мощности для валогенератора (гд=аб) гребной винт должен быть также пересчитан с оптимальным режимом в точке “д” по характеристике “Б’" с обеспечением прежней, экономически выгодной мощности на ступице винта. РБ и должна быть меньше номинального значения. РБ или, если не будет перегрузки двигателя по мощности, до значения, соответствующего точке “е”. Выбор того или иного варианта, так же как и в предыдущем случае проектирования, определяется технико-экономическим расчетом, для каждого типа судна. Главный двигатель судовой установки вместе с гребным валом и винтом должны обладать минимальной способностью аккумулировать энергию, для обеспечения высоких маневренных качеств судна. Поэтому генератор, непосредственно присоединенный к гребному валу, оказывается в наиболее неблагоприятных условиях в отношении быстроты регулирования и коммутационных операций во время внезапного изменения скорости судна. В течении промежутка времени, необходимого для ввода резервного источника электроэнергии, он должен сохранять свою способность нести заданную нагрузку с минимальными отклонениями напряжения и частоты. Скорость вращения вала и мощность судового двигателя внутреннего сгорания при различном ходе судна в спокойной воде и при отсутствии ветра регламентируется ГОСТом (табл. Таблица 2.