Электродвижение

• Назначение ГЭУ

Гребная электрическая установка (ГЭУ) – это комплекс оборудования для распределения и преобразования электрической энергии в механическую с целью воспроизведения заданного упора одним гребным движителем.

• Преимущества применения ГЭУ

Применение систем электродвижения с использованием возобновляемых источников энергии становится с каждым годом все актуальнее в условиях ухудшающейся экологической обстановки, вызванной увеличением выбросов вредных веществ в атмосферу. Поэтому наиболее перспективно использование гребных электрических установок на внутригородских и межгородских перевозках по внутренним водным путям на различных экскурсионных судах, речных трамвайчиках, коммерческих яхтах и т.п. На конечных точках следования возможна их подзарядка в случае нехватки энергии от автономных источников питания.

Питание от аккумуляторных батарей, позволяет делать судно практически безшумным, что позволяет наслаждаться шумом волн и ветра.

Применение ГЭУ на крупных судах, таких как ледоколы, буксиры, невозможно без применения источников энергии – дизель-генераторов, турбогенераторов, т.к. мощности таких ГЭУ достигают тысячи киловатт. В этих случаях правильный выбор частоты вращения и крутящего момента на валу позволяет без потери ходовых качеств судна в зависимости от погодных условий, наличия груза выбирать оптимальную скорость хода и тем самым снижать потребляемую электрическую энергию, и, следовательно, топливо, расходуемое для работы источников энергии.

• Принципы управления

В основе управления гребным электродвигателем заложено регулирование частоты вращения за счет изменения частоты питающей сети и изменения напряжения питания в зависимости от выбранного закона управления амплитудой и действующим значением напряжения в зависимости от частоты по закону М.П. Костенко.

• Опыт компании

В 2015 году компанией «ЭнергоСудСтрой» был реализован проект по монтажу, настройке системы электродвижения на самоходном пароме «Вымь», работающем на переправе г.Емва - д.Княжпогост (Республика Коми), построенным АО «Завод гидромеханизации».

Гребная электрическая установка состоит из двух гребных электрических двигателей. В качестве движителей на пароме использованы два колеса.

Система управления построена на базе частотных преобразователей Altivar 71, изготовленных Schneider Electric, сертифицированных Российским Речным Регистром для применения на судах внутреннего плавания.

В результате тонкой настройки частотного преобразователя удалось добиться экономии дизельного топлива, когда в условия «тихой воды» возможно использование одного генератора для питания двух гребных двигателей на 70 % номинальной частоты вращения.

• Состав современной ГЭУ

В состав современной ГЭУ входит:

- источник электроэнергии;

- электродвигатель;

- частотный преобразователь;

- система контроля, сигнализации и защиты;

- система местного и дистанционного автоматизированного управления.

Источник электроэнергии предназначен для питания электрической энергией системы ГЭУ и других потребителей судна. Как правило это дизель-генераторы, турбогенераторы, а также современные экологичные возобновляемые источники энергии – ветрогенераторы, фотоэлектрические модули.

Электродвигатель предназначается для преобразования электрической энергии от частотного преобразователя в механическую для передачи вращающего момента на вал движителя. В современных ГЭУ, предназначенных для установки на транспортные и коммерческие суда, наиболее популярно и эффективно использование асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

Частотный преобразователь предназначается для преобразования сетевого трёхфазного или однофазного переменного тока источника частотой 50 Гц в трёхфазный или однофазный ток, частотой от 1 Гц до 100 Гц,.

Конструктивно частотный преобразователь состоит из выпрямителя и инвертора, построенного на биполярных транзисторах.

В качестве дополнительных устройств, подключаемых к частотному преобразователю, используется:

 - входной (сетевой) дроссель либо LC-дроссель постоянного тока, подключаемый к звену постоянного тока частотного преобразователя, с целью уменьшения нелинейных искажений судовой сети, вызванных работой выпрямителя;

 - выходной (моторный) дроссель. При питании двигателя от преобразователя частоты обмотки двигателя будут подвергаться импульсным перенапряжениям, которые обусловлены высокой частотой переключения IGBT-транзисторов инвертора и ёмкостью кабеля. При увеличенной длине кабеля для защиты двигателя от импульсных перенапряжений используется выходной (моторный) дроссель.

- тормозной резистор. При уменьшении времени замедления двигатель может переходить в генераторный режим с накоплением излишней энергии в звене постоянного тока ПЧ. Это происходит не только при замедлении, но и при отрицательном крутящем моменте, когда двигатель поддерживает заданную скорость, а нагрузка пытается ее увеличить.

Напряжение в звене постоянного тока может превышать допустимые значения в определенных пределах. В подобных случаях нужно либо увеличить время торможения, либо использовать тормозной резистор.

Система контроля, сигнализации и защиты контролирует:

- температуру обмоток статора электродвигателя;

- температуру подшипников;

- температуру частотного преобразователя;

- частоту вращения вала электродвигателя;

- работу вентиляторов охлаждения обмоток электродвигателя;

- наличие питания системы;

- резервную мощность электростанции судна.

Сигнализацию:

- о высокой температуре обмоток статора;

- о высокой температуре подшипников;

- о высокой температуре частотного преобразователя;

- об отключении вентилятора во время работы электродвигателя;

- о перегрузке электродвигателя по току;

- о потере питания цепей управления;

- о готовности электростанция судна к работе ГЭУ на мощности 50 %;

- о готовности электростанция к работе ГЭУ на мощности 100 %;

- о местном управлении ГЭУ;

- о дистанционном управлении ГЭУ.

Защиту:

- от перегрева преобразователя частоты;

- от коротких замыканий между выходными фазами;

- от обрыва фазы сетевого питания;

- от перегрузки по току между выходными фазами и корпусом;

- от перенапряжений в звене постоянного тока;

- от повышенного или пониженного напряжения питания;

- от обрыва фазы двигателя,

а также нулевую защиту от самопроизвольного пуска после восстановления работоспособного состояния при срабатывании любой защиты.

Система местного и дистанционного управления предназначается для распределенного управления ГЭУ на местном и дистанционных постах. При этом на судне может быть установлено более одного дистанционных постов управления, как правило – это посты, размещенные на центральном пульте в самой рубке и бортовые, вынесенные на крылья ходового мостика. Одновременное управление с нескольких постов не допускается.

Мы можем предложить:

1. Проектирование 

2. Монтаж 

3. Установка