ТЕМА 6. ГЭУ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Противовключение тиристорных возбудителей для гашения магнитного поля
При остановке ГЭУ и аварийном отключении обмоток возбуждения электрических машин необходимо быстро снизить ток возбуждения. Этот процесс называется гашением магнитного поля. Быстрое гашение происходит при противовключении возбудителя. В тиристорных возбудителях такое противовключение происходит без разрыва или без переключения цепи возбуждения. Для этого тиристорный преобразователь переводится в режим противовключения – т.е. в вынужденный инверторный режим. В этом режиме угол открывания тиристоров должен быть в пределах
2π/3 < α < π
При этом ток в обмотке возбуждения сначала сохраняет направление и величину, а затем уменьшается в зависимости от постоянной времени цепи обмотки возбуждения T B= LB/rB, а также от величины форсировки:
K=U d.max/U d.ном. = Ud.max/U в.ном.
Напряжение возбудителя U d изменяет знак, также изменяет знак Э.Д.С. самоиндукции, так как стремится сохранить направление тока (магнитного потока).
|
|
Процесс гашения магнитного поля происходит при непрерывном уменьшении тока возбуждения. При этом уменьшаются производные этого тока и напряжения на обмотке возбуждения. Соответственно необходимо уменьшать инвертируемое напряжение выпрямителя, а для этого надо уменьшать угол открывания вентилей автоматически. В момент, когда ток становится равным 0, угол α должен приближаться к значению α= 2π/3.
Как правило, у ГЭУ меньший кпд, чем у установок с непосредственной передачей энергии от теплового двигателя к гребному винту. Но при мощности агрегатов 75 МВт и использовании машин переменного тока потери в электрической передаче уменьшаются до 4%, что сравнимо с потерями в редукторах или гидравлической передаче.
Частота вращения гребного винта регулируется изменением частоты тока, питающего ГЭД – что позволяет изменять частоту вращения винта в широких пределах. Реверс ГЭД переменного тока осуществляется переключением фаз цепи главного тока, что усложняет маневрирование. Поэтому ГЭУ переменного тока применяют, когда нет частых пусков и реверсов ГЭД или частых изменений режимов плавания.
Преимущества ГЭУ переменного тока:
- возможность применения нескольких быстроходных дизель-генераторов, включаемых параллельно, что повышает кпд (за счет большой мощности);
- меньшая вибрация корпуса при синхронном и синфазном вращении гребных винтов;
- возможность питания вспомогательных механизмов от шин электродвижения, что уменьшает количество вспомогательных генераторов.
Недостатки:
- увеличение количества обслуживающего персонала;
- необходимость изменять частоту и переключать цепь главного тока при маневрировании;
- необходимость синхронного изменения частоты вращения тепловых двигателей при параллельной работе генераторов.