Проект ГЭУ

Для определения второй точки на оси абсцисс откладываю значение тока возбуждения генератора , а по оси ординат откладываю отрезок в масштабе равный напряжению возбудителя UB для режима холостого хода.Рисунок 7 – Статистическая характеристика ГЭУ в номинальных режимах5. Расчет переходных процессов в ГЭУ5.1. Общие сведения о переходных режимах и метода их расчетаАнализ и расчеты переходных процессов (режимов) в ГЭУ производят для определения характера изменения основных параметров исследуемых ГЭУ. Значение переходных процессов позволяет определить:- продолжительность переходных процессов;- возникающие в элементах ГЭУ усилия и моменты;- определить качество автоматического регулирования и необходимость введения корректирующих звеньев;- сделать правильный выбор и настройку защит ГЭУ.Переходные процессы в ГЭУ возникают при изменении равновесия системы, т.е. когда нарушается равенство вращающего момента ГЭД и момента сопротивления на гребном валу. Это происходит при смене режимов работы, маневрировании и в аварийных ситуациях. К основным маневренным режимам, которые сопровождаются переходными процессами, относятся: пуск ГЭУ и разгон судна; реверсирование ГЭУ и судна; остановка ГЭУ и торможение судна.5.2 Методы расчета переходных процессовРасчет переходных процессов в ГЭУ производят по дифференциальным и алгебраическим уравнениям отдельных элементов и звеньев ГЭУ, включая первичные двигатели и движители. Эти уравнения могут быть со-ставлены с различной степенью точности с учетом нелинейностей, в результате чего получается система неоднородных дифференциальных уравнений высокого порядка с переменными коэффициентами. В каждом конкретном случае следует оценивать необходимую степень точности и полноты описания ГЭУ дифференциальными уравнениями и рассматривать возможность применения оправданных допущений.Существуют аналитический, графоаналитический и графический методы расчета переходных процессов в ГЭУ. Даже для простейших ГЭУ исследования переходных процессов аналитическим методом сложны и трудоёмки. В настоящее время широкое признание получил метод математического моделирования, позволяющий наряду с ускорением расчетов получить множество вариантов решений. В данном курсовом проекте представлен расчет маневровых свойств электрохода.5.3 Определение маневренных свойств электроходаОпределение маневренных свойств (инерционных характеристик) электроходов сводится к определению времени разгона и торможения судна, а также проходимого при этом пути. Эти наиболее важные маневренные характеристики можно приближенно определить по уравнению движения судна:где - упор, создаваемый гребным винтом, кг;- сопротивление воды движению судна, кг; - объемное водоизмещение судна, м3; = 0,1 – коэффициент присоединенной массы воды; - скорость судна, м/с; = 104,5 кг·с2/м4 – массовая плотность морской воды.Расчетная формула определения приращения скорости судна за время получается преобразованием уравнения движения судна:где - значение упора во.е. За базовую величину значения упора принимают номинальное значение упора , равное номинальному сопротивлению воды движению судна (при номинальной скорости судна);- значение скорости судна в начале отрезка времени в о.е. За базовое значение скорости судна принимают ее номинальное значение ; - постоянный коэффициент, объединяющий все константы уравнения, т.е.Значение скорости хода определяют для любого этапа суммированием значений приращений скорости на предыдущих участках. Расчет разгона электрохода производят при различных значениях упора = 0,5; 0,7; 1,0; 1,2 и для нескольких значений водоизмещения судна (0,5; 0,75; 1,0) .Торможение судна рассчитывают как при свободном выбеге (= 0) так и при реверсе ГЭД противовключением (= -0,5; -0,7; -1,0) при нескольких значениях водоизмещения судна.Расчет ведут до получения скорости = 0,95 при разгоне судна и до значения = 0,05 при остановке судна выбегом.Путь, пройденный судном во время маневра за время , определяют по формуле:где - длина корпуса судна, м.Полный путь определяют суммированием всех участков пути, проходимых судном за отрезки времени , величины которых при расчете маневренных свойств электрохода берут равными 3 - 5 с. Расчеты сведены в таблице 9Таблица 8 - Определение маневренных свойств электрохода.Pср=0,5Pср=0,7tLUcΔUctLUcΔUc40,0358810,050,0266440,0389160,050,03734960,0509010,070,0396560,0554390,070,05566780,0602230,080,05255380,0662560,080,073846100,0694840,090,065239100,0770,090,091764120,0814440,1050,077451120,090420,1050,10913140,0921860,1180,089362140,1026040,1180,12613160,102810,1310,100859160,1146470,1310,142637180,1133060,1440,111902180,1265370,1440,158599200,1236610,1570,12245200,1382580,1570,17397220,1338660,170,132467220,1497990,170,188704240,143910,1830,141919240,1611490,1830,202762260,1537870,1960,150776260,1722970,1960,216106280,1634870,2090,159012280,1832330,2090,228705300,1730040,2220,166603300,193950,2220,240531320,1823330,2350,173528320,2044410,2350,251558340,1914690,2480,179772340,2147010,2480,261767360,2004070,2610,18532360,2247230,2610,271141380,2091460,2740,190163380,2345060,2740,279667400,2176830,2870,194292400,2440450,2870,287337420,2260160,30,197704420,2533410,30,294145440,2341460,3130,200396440,2623920,3130,300088460,2420710,3260,20237460,2711980,3260,305168480,2497950,3390,203629480,279760,3390,309388500,2573170,3520,204178500,2880810,3520,312756520,2646410,3650,204025520,2961620,3650,315279540,2717680,3780,20318540,3040080,3780,31697560,2787020,3910,201654560,3116220,3910,317842Pср=1Pср=1,2tLUcΔUctLUcΔUc40,0434670,050,05341440,0465020,050,17112360,0622460,070,07969360,0667850,070,0957180,0753060,080,10578780,0813390,080,12708100,0882730,090,131552100,0957880,090,158077120,1038840,1050,156649120,1128590,1050,188328140,118230,1180,181283140,1286480,1180,218052160,1324030,1310,205303160,144240,1310,247081180,1463830,1440,228646180,1596140,1440,275343200,1601540,1570,25125200,1747510,1570,302769220,17370,170,27306220,1896340,170,329297240,1870070,1830,294026240,2042460,1830,354868260,2000620,1960,314101260,2185720,1960,379431280,2128530,2090,333245280,2325990,2090,402939300,225370,2220,351423300,2463160,2220,425351320,2376040,2350,368603320,2597130,2350,446633340,2495480,2480,384759340,272780,2480,466754360,2611970,2610,399872360,2855130,2610,485692380,2725450,2740,413924380,2979050,2740,503428400,283590,2870,426904400,3099520,2870,519949420,2943280,30,438806420,3216530,30,535247440,3047610,3130,449626440,3330070,3130,549318460,3148870,3260,459365460,3440130,3260,562163480,3247080,3390,468027480,3546730,3390,573787500,3342260,3520,475622500,364990,3520,5842520,3434450,3650,48216520,3749670,3650,593414540,3523690,3780,487655540,3846090,3780,601444560,3610010,3910,492123560,3939210,3910,60831Полученные зависимости представлены на графиках 8 и 9Рисунок 8 – Зависимость =f(t).Рисунок– 9 Зависимость L=f(t).6. Разработка эксплуатационных задач.Качество коммутации электрических машин в ГЭУ постоянного и переменно-постоянного тока является важнейшей характеристикой их работоспособности и работоспособности ГЭУ в целом. Особенно важно обеспечить удовлетворительную коммутацию электрических машин на судах с длительными нестационарными режимами работы ГЭУ: ледоколах и судах ледового плавания, буксирах, паромах и т. д. Для ГЭУ этих судов характерна работа с переменными нагрузками и частыми токовыми перегрузками (реверсы, заклинивания винтов и т. п.). Неудовлетворительная коммутация может стать причиной существенного увеличения эксплуатационных затрат и снижения эффективности энергоустановки судна с ГЭУ.Проверка коммутацииПроверку коммутации проводят на нагретой до рабочего состояния электрической машине. Проверка состоит:из визуальной оценки коммутации по степени искрения в соответствии с ГОСТ 183;определения зоны наилучшей коммутации в установившихся режимах;испытаний на внезапное исчезновение и восстановление питающего напряжения;проверки влияния поля главных полюсов на коммутацию.Определение зоны наилучшей коммутации проводят на постоянном токе по ГОСТ 10159.Испытание на внезапное исчезновение и восстановление питающего напряжения для электрических машин постоянного и пульсирующего тока.Испытанию на внезапное исчезновение и восстановление питающего напряжения подвергают тяговые и вспомогательные двигатели с последовательным и смешанным возбуждением, питающиеся от контактной сети непосредственно или через установку трансформатор-преобразователь, за исключением двигателей городского транспорта.Окончательная наладка и сдача машин по коммутации должны производиться в судовых условиях при реальных нагрузках электрических машин. 7. Составление спецификации основного электрооборудования ГЭУСпецификация основного электрооборудования ГЭУ составляется в виде таблицы (см. таблицу 9).Таблица 9 - Спецификация основного электрооборудования ГЭУ№ позицииНаименованиеКоличествоТипПримечание1Гребной электродвигатель22МП 11000/1452Главный дизель-генератор4ГП2160/3303Возбудитель генераторов2Т-132-40Тиристорный4Возбудитель ГЭД2Т-122-20Тиристорный5Пост управления2ПУ6928/26Кабели главной цепи1378 мКНРУЗаключениеВ данном курсовом проекте в соответствии с заданием разработана ГЭУ рефрижератора, которому требуются маневренные качества и возможность широкого и плавного регулирования частоты вращения гребных винтов и скорости судна при неизменной частоте вращения главных первичных двигателей. Для осуществления этих качеств предусмотрена единая электроэнергетическая система с использованием ГЭУ постоянного тока.Рассчитана потребная мощность на гребном валу для движения судна с заданной скоростью, выбраны основные электрические машины, возбудители, кабели для цепей главного тока и другие элементы ГЭУ.Разработаны: схема главного тока, схема возбуждения и управления, система защиты ГЭУ; произведён расчет предельной частоты вращения дизель-генератора электрохода, составлена инструкция по подготовке к работе и пуску ГЭУ.Спроектированная ГЭУ позволяет обеспечить судну высокие маневренные качества, создать сравнительно компактную единую энергетическую установку.Проект ГЭУ выполнен с соблюдением требований Российского морского регистра судоходства.Список литературыПроектирование гребных электрических установок: методическое указание/Веревкин В.Ф.- Владивосток: Морской гос. университет., 2009.- 47 с.Правила классификации и постройки морских судов. Российский морской регистр судоходства. Часть Х1. Электрическое оборудование.-Спб.: Издательство Российского морского регистра судоходства, 2005- 638 с.Основы проектирования гребных электрических установок / Кузнецов Н.А., Куропаткин П.В., Хайкин А.Б., Хомяков Н.М. / Научн. ред. П.В. Куропаткин.- Л.: Судостроение, 1972.- 656 с.Справочник по электротехнике и электрооборудованию./И.И. Алиев.-М.: Феникс, 2004.Справочник судового электротехника./ Под ред. Г.К. Китаенко.- Судостроение, 1980.Стандарт предприятия. Общие требования к оформлению текстовых и графических работ курсантов и студентов.- Владивосток: Морской гос. университет., 2004.- 30 с.Гребные электрические установки: Справочник, изд. 2-е, перераб. и доп. / Айзенштадт Е.Б. и др.- Л.: Судостроение, 1985.- 304 с.