§ 32. Судовые генераторы

В качестве основных источников электроэнергии в судовых электростанциях применяют генераторы постоянного и переменного тока. Генераторы постоянного тока разделяют по системам возбуждения на генераторы с независимым возбуждением и с самовозбуждением; по­следние в свою очередь могут быть с параллельным и со смешанным возбуждением.

Генераторы с параллельным возбуждением типов Г и ГСК мощно­стью 1,2 кВт, напряжением 27 В, навешиваемые на главные двигатели, применяют на небольших судах. В судовых электростанциях напряже­нием 110 и 220 В используют генераторы со смешанным возбуждением типов П, ПН с устойчивым напряжением при изменении нагрузки в ши­роких пределах. Постоянство напряжения при изменении нагрузки поддерживается благодаря согласному подключению последовательной обмотки, которая создает дополнительную магнитодвижущую силу в полюсах в зависимости от тока нагрузки генератора.

Внешние характеристики генераторов постоянного тока представляют собой зависимость напряжения на выводах генератора от вырабатываемого им тока (рис. 2.45).

Напряжение на выводах генератора зависит от его э. д. с., т. е.

,

где - ток нагрузки генератора;

- сопротивление якоря генератора.

Как известно, э. д. с. обмотки якоря

Рис. 2.45. Внешние характеристики генераторов постоянного тока: а – с параллельным возбуждением; б – со смешанным возбуждением.

В качестве основных трехфазных источников переменного тока в судовых электростанциях применяют синхронные генераторы отечественного производства типов МС, МСК, ГСС, МСС, СС. Возбуждение (питание обмотки возбуждения постоянным током) синхронных генераторов типа МС осуществляется от специальных возбудителей - генераторов постоянного тока небольшой мощности с параллельным возбуждением. Постоянный ток от возбудителя подается в обмотку возбуждения генератора, которая находится на полюсах вращающегося ротора, поступает через контактные кольца и щетки. Возбудитель навешен на вал синхронного генератора. Он имеет большой запас мощности, обеспечивающий в переходных режимах быстрое нарастание напряжения на его выводах до значения, превышающего номинальное. Синхронные генераторы типов МСК, ГСС, МСС не имеют возбудителей, так как выполнены со статической системой самовозбуждения, основные узлы которой расположены на корпусе генератора. Постоян­ный ток в обмотку возбуждения генератора от выпрямителей системы самовозбуждения поступает через щеточные контакты. Генераторы ти­па ОС (общесоюзные, синхронные) бесщеточные. Ток возбуждения ин­дуцируется во вращающемся роторе, выпрямляется и подается в об­мотку возбуждения. Аналогичные бесщеточные генераторы типов S, SRED, SSЕЕ.

Отсутствие возбудителя на валу генератора со статической системой возбуждения уменьшает габаритные размеры генератора. Кроме того, повышается надежность в результате отсутствия возбудителя постоян­ного тока с коллектором и щетками. Генераторы типов МСК, ГСС, МСС, а также бесщеточные генераторы изготовлены из новейших электротех­нических материалов с кремнийорганической изоляцией обмоток и маг­нитной системой из высоколегированных электротехнических холодно­катаных мягкомагнитных сталей. Этим объясняется снижение массы генераторов (при одинаковой мощности и частоте вращения) по сравне­нию с генераторами типа МС примерно на 35%; к. п. д. их достигает 90%. Срок службы доведен до 25 - 30 лет, что равноценно сроку служ­бы судов. Конструкция генераторов каплезащищенного исполнения с разомкнутой системой самовентиляции.

Статические системы самовозбуждения синхронных генераторов об­ладают высоким быстродействием системы возбуждения в переходных режимах работы судовой электростанции, в результате чего уменьша­ются колебания напряжений в судовых сетях.

Рис. 2.46. Внешние характеристики синхронного генератора.

В судовом электрооборудовании всегда имеется индуктивная нагрузка (асинхронные электродвигатели, трансформаторы, статические преобразователи тока и др.), реактивный ток которой уменьшает магнитный поток синхронного генератора, а следовательно, понижает напряжение на его выводах. Особенно большой реактивный ток потребляют асинхронные электродвигатели в момент их пуска, вызывая значительные понижения напряжения в судовой электростанции. Для обеспечения постоянства напряжения судовой электростанции применяются системы автоматического регулирования напряжения (см. §30).