2.8 Расчет винтовых характеристик ГВ на свободной воде ив швартовом режиме.
Произведем расчет по методике, изложенной в методических указаниях. Расчетные данные сведем в таблицу 3.По данным таблицы строим винтовые характеристики(рис.5)
, где
- коэффициент зависящий от относительной поступи ГВ
- свободная вода
- швартовый режим
Таблица 4.
Расчет винтовых характеристик ГВ на свободной воде и в швартовом режиме.
|
об/мин |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
|
|
об/с |
0,17 |
0,33 |
0,67 |
1 |
1,33 |
1,67 |
2 |
2,33 |
2,67 |
|
|
, об2/с2 |
0,03 |
0,11 |
0,45 |
1 |
1,77 |
2,79 |
4 |
5,43 |
7,13 |
|
|
0,06 |
0,22 |
0,9 |
2 |
3,54 |
5,58 |
8 |
10,86 |
14,26 |
||
|
0,09 |
0,35 |
1,42 |
3,15 |
5,58 |
8,79 |
12,6 |
17,1 |
22,46 |
Рис.5. Винтовые характеристики ГВ
3. Выбор и обоснование типа ГЭУ
Мощность ГЭД по буксировочной мощности максимального хода судна:
,
где ; ; ; .
Для данного судна выбираем ГЭУ переменного тока, входящую в состав единой электроэнергетической установки. Преимущества данного типа ГЭУ: простота и надежность машин, возможность выбрать более быстроходные ГА, меньшая масса ГА и ГЭД, более высокий КПД гребных установок переменного тока, отсутствие коллекторов у машин переменного тока, меньшая стоимость, малые затраты на обслуживание, легкость обслуживания.
ЕЭЭУ обладает принципиальными преимуществами перед энергетической установкой с малооборотными дизелями и прямой передачей на гребные винты и среднеоборотными дизелями с редукторной передачей:
- резервирование мощности источников энергии, обеспечивающее оптимальные ходовые режимы (при высоком КПД и низком расходе топлива);
- высокая надежность и безопасность ЭУ при выходе из строя максимального количества дизель-генераторов;
- обеспечение реверса гребного винта при полной мощности за короткий период, без реверса источников энергии;
- возможность полного отказа от применения стояночных ДГ или их использование с минимально приемлемой мощностью, обеспечивающей режим стоянки судна или оживления ЭУ.
Выбираем ГЭД переменного тока МСГ295-25/50
Мощность ;
Напряжение ;
Частота вращения ;
КПД ;
Мощность, потребляемая ГЭД
;
Мощность всех генераторов
;
В качестве гребных электродвигателей выбираем:
- два ГЭД постоянного тока 2МСК 5500-1500
Мощность ;
Напряжение ;
Ток фазы
Частота вращения ;
Частота ;
КПД ;
Коэффициент мощности ;
- два генератора типа МСК 1875-1500
Мощность
Напряжение
Частота вращения
Мощность первичных двигателей
;
Рис.6. Схема главного тока ГЭУ
Суммарная мощность
Рис. 7. Схема управления ГЭУ
ПУ - пост управления
БС - блок сравнения
БМК - блок межгрупповой коммутации
ФП - функц. преобразователь
СС - схема совпадения
БГТ - блок гибкой ОС
ПЭ - пороговый элемент
БР - блок режимов
БФУ - блок формирования импульсов
БФСТ - блок формирования сигнала управления при торможении
При пуске ГЭД от поста управления ПУ подаётся сигнал сравнения через блок БС в блок межгрупповой коммутации БМК, определяющий выходную частоту СПЧ. Одновременно с этим, сигнал, соответствующий заданной частоте, посупает на входы функциональных преобразователей ФП1 и ФП2, на выходах которых формируются сигналы пропорциональные (или иного закона управления в статическом режиме) и (для пусковых режимов). Так как пуск ГЭД протекает при быстром изменении тока статора, то задание угла регулирования , а следовательно и напряжения на СПУ, будет производиться пропорционально выходному сигналу ФП2. При увеличении тока статора ГЭД выше определённого предельного значения, срабатывает отсечка по току, снижая частоту и напряжение на выходе СПЧ. В статических режимах задание угла происходит от преобразователя ФП1, так как схема совпадения СС2 закрыта. При реверсе необходимо создать тормозной момент ГЭД, превышающий вращающий момент гребного винта. При постановке поста управления в положение “СТОП” тиристоры СПЧ закрываются. Одновременно от ПУ подаётся сигнал на схему СС3, которая запускает блок формирования сигналов управления при торможении БФСТ, переводящий СПЧ в выпрямительный режим. На выходе СПЧ появляется постоянное напряжение, которое достаточно для создания тормозного момента на ГЭД. При остановке ГЭД от датчика минимальной скорости ДМИ задаётся команда на отключение БФСТ. Дальнейший разгон ГЭД в обратную сторону происходит при подаче сигнала от ПУ на блок реверса по описанной выше схеме пуска.
Сигналы от блока БМК и ПУ через блок режимов БР подаются в блок формирования импульсов БФИ для управления тиристорами СПЧ.
Рис. 8. Схема расположения машинного отделения:
1- ГЭД; 2, 3- ГДГА
Список литературы
1. Учебно-методическое пособие «Расчет гребной электрической установки транспортного судна», Санкт-Петербург 2018 г. Романовский В.В., Шняк Б.В.
2. «Атлас расчётных диаграмм Пампеля», Ленинград, 1988 г.
3. «Гребные электрические установки ледоколов и судов ледового плавания», Романовский В.В., Малышев В.А., Сорокин Ю.В.
4. «ГЭУ», Справочник, Е.Б.Айзенштадт, Ю.М.Гилерович - Ленинград: Судостроение, 1985