Расчет гребной электрической установки

Для выполнения расчетов ходкости для всего многообразия эксплуатационных условий, строят так называемые паспортные диаграммы, или ходовые характеристики судна, представляющие собой совокупность согласованных между собой параметров корпуса, двигателя и движителя, построенных в зависимости от его скорости хода.Расчёт паспортных характеристик рекомендуется выполнить по табл.3:Принимают 5- округленных значений частоты вращения в диапазоне (0,7 – 1,05)nномПринимают 5 значений относительной поступи в пределах (0,5÷1,2) , где - расчётное значение относительной поступи, полученное в результате расчётов. Для рассчитанного винта с обеих частях соответствующей диаграммы (KТ , KQ- ) по значениям иH/D снимают и заносят в таблицу коэффициенты упора KТи момента KQ.Дальнейший расчёт выполняют по формуламПо результатам расчётов строят паспортную диаграмму судна (рис. 5 и рис.6). На паспортной диаграмме строятся:Кривые полезной тягиPe и мощности на винте при n=const для всех значений.Кривая потребной тяги (буксировочного сопротивления) R= f()Кривая потребной мощности Ne = f() , кВтгде ηo - КПД гребного винта.Кривая располагаемой мощности Ne (n) – внешняя характеристикаГЭУ. Следует строить в диапазоне n≤, при отсутствии фирменной внешней характеристики расчет будет вестись по форме Флюгеля.Таблица 3. Расчет паспортных характеристикВеличинаЗначениеn,об/мин80 90 100 110 120 130 1.n,об/c1,333 1,500 1,667 1,833 2,000 2,167 2.n21,778 2,250 2,778 3,361 4,000 4,694 3.n32,370 3,375 4,630 6,162 8,000 10,171 4.nD/0,5149,78 11,00 12,23 13,45 14,67 15,90 5. ρn2D4112 142 175 212 252 296 6.коэф Ne1250 1780 2442 3251 4220 5366 7. λр0,765 Ke=0,17 K2=0,04  Vs=7 8 9 10 11 12 Pe=19 25 30 37 44 51 Ne=47 67 92 123 160 203 8. λр=0,81 Ke=0,151 K2=0,034 Vs=7,95 8,94 9,93 10,93 11,92 12,91 Pe=17 21 26 32 38 45 Ne=42 60 82 109 142 180 9. λр=0,860 Ke=0,128 K2=0,029  Vs=8,41 9,47 10,52 11,57 12,62 13,67 Pe=14 18 22 27 32 38 Ne=37 52 71 95 124 157 10. λр=0,908 Ke=0,104 K2=0,025  Vs=8,88 9,99 11,10 12,21 13,32 14,43 Pe=12 15 18 22 26 31 Ne=31 45 61 81 106 134 11. λр=0,956 Ke=0,080 K2=0,020  Vs=9,35 10,52 11,69 12,86 14,02 15,19 Pe=9 11 14 17 20 24 Ne=26 36 50 67 86 110 12. λр=1,004 Ke=0,055 K2=0,019  Vs=9,82 11,04 12,27 13,50 14,73 15,95 Pe=6 8 10 12 14 16 Ne=23 33 46 61 79 100 , кНD = 2,8мt = 0,972ρ = 1025 Расчетные формулы и постоянные величины, кВт, узлыкВткНПаспортная диаграмма.Пользуясь диаграммой, находим:Скорость судна в эксплуатации в грузе с чистым корпусом:кВтn = 120 об/минЭксплуатационная скорость хода судна в средних эксплуатационных условиях при возросшем на 20% сопротивлении среды движению судна:n = 105 об/минМаксимальная скорость:Запас мощности при движении судна в грузу с чистым корпусом :ЧАСТЬ 3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ГРЕБНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ1.Мощность каждого ГЭДкВт, где:Выбираю ГЭД переменного тока:Модульные высоковольтные электродвигатели фирмы ABBтипа NMI:NMI 560L4A мощностью 200кВтс номинальной частотой вращения 120 об/мин,, η=0,965, φ=1.2.Мощность потребляемая ГЭД: 3.Мощность генераторов:Выбираю 2 синхронных генератора типаАВВ-AMG120AG04 DAPмощностью120 кВт каждый, напряжение 6.6 кВ, частота-50 Гц,Суммарная мощность генераторов 240 кВтРисунок 7ВЫБОР СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГЭУРисунок 8ПУ – пост управленияБС – блок сравненияБМК – блок межгрупповой коммутацииФП – функц. преобразовательСС – схема совпаденияБГТ – блок гибкой ОСПЭ – пороговый элементБР – блок режимовБФУ – блок формирования импульсовБФСТ – блок формирования сигнала управления при торможенииПри 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. Схема расположения машинного отделения(см рис 9)32Рисунок 9 Схема расположения машинного отделения1 - ГЭД2 – Генераторное отделение3 – Помещение вспомогательных механизмовАналогичное расположение по левому борту.СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1. Учебно-методическое пособие «Расчет гребной электрической установки транспортного судна», Санкт-Петербург 2018 г. Романовский В.В., Шняк Б.В.2.” Гребные электрические установки ледоколов и судов ледового плавания”, Романовский В.В., Малышев В.А., Сорокин Ю.В.3.Атлас расчётных диаграмм Пампеля, Ленинград, 1988г.