Гребная электрическая установка пассажирского теплохода

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Июня 2015 в 18:57, курсовая работа

Описание работы

Целью курсового проекта является закрепление и углубление знаний полученных студентами специальности 180407.65 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» в процессе изучения дисциплины "Гребные электрические установки". А также, приобретение ими практических навыков в работе с нормативными документами, учебной литературой, справочниками, электронными источниками информации при рас¬чете статических и динамических режимов гребной электрической установки (ГЭУ) и для рационального выбора источников электроэнергии, гребных электрических двигателей, преобразователей электрической энергии, коммутационно-защитных аппаратов и устройств автоматизации.
Задачи данного курсового проекта - на основании известных конструкционных и технических параметров судна спроектировать и рассчитать гребную электрическую установку. При этом необходимо произвести расчет желаемых механических характеристик гребного электродвигателя, внешних характеристик преобразователей (генераторов) и тиристорного возбудителя, а также изменение параметров ГЭУ в частичных режимах работы и при разгоне гребного двигателя.

Содержание работы

1. Цель и задачи проекта
2. Данные варианта
3. Расчёт мощности и выбор гребного электродвигателя
4. Расчёт и выбор силового преобразователя ГЭД
5. Расчёт мощности и вы бор генераторов
6. Разработка схемы главного тока и выбор контрольно – измерительных приборов
7. Расчёт статических режимов
8. Расчёт динамических характеристик ГЭУ
9. Список литературы

Файлы: 1 файл

КП по ГЭУ.docx

— 573.83 Кб (Скачать файл)

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ  АГЕНТСТВО  ПО РЫБОЛОВСТВУ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Астраханский государственный технический университет»

Кафедра электрооборудования и автоматики судов

 

 

Курсовой проект выполнен

в соответствии с заданием и

допущен к защите

Руководитель проекта

_____________________

 

 

 

 

 

 

 

       

 

 

 

  ГРЕБНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

ПАССАЖИРСКОГО ТЕПЛОХОДА

 

КП.180404.65. ГЭУ.41.14.2015.ПЗ

 

 

Студент группы ДТЭ-41

            Нгуен Д.Х

 

Проект защищен

«     » _____2015 г.

с оценкой_____________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2015

Содержание

  1. Цель и задачи проекта
  2. Данные ванианта
  3. Расчёт мощности и выбор гребного электродвигателя
  4. Расчёт и выбор силового преобразователя ГЭД
  5. Расчёт мощности и вы бор генераторов
  6. Разработка схемы главного тока и выбор контрольно – измерительных приборов
  7. Расчёт статических режимов
  8. Расчёт динамических характеристик ГЭУ
  9. Список литератур

 

    1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА

 

Целью   курсового проекта является закрепление и углубление знаний полученных студентами специальности 180407.65  «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» в процессе изучения дисциплины  "Гребные электрические установки". А также, приобретение ими практических навыков в работе с нормативными документами, учебной литературой, справочниками, электронными источниками информации при расчете статических и динамических режимов гребной электрической установки (ГЭУ) и для рационального выбора источников электроэнергии, гребных электрических двигателей, преобразователей  электрической энергии, коммутационно-защитных  аппаратов и устройств автоматизации.

Задачи данного курсового проекта - на основании известных конструкционных и технических параметров судна спроектировать и рассчитать гребную электрическую установку. При этом необходимо произвести расчет желаемых механических  характеристик гребного электродвигателя, внешних характеристик преобразователей (генераторов) и тиристорного возбудителя, а также изменение параметров ГЭУ в частичных режимах работы и при разгоне гребного двигателя.

 

    1. Данные варианта

 

строки

Параметр

Обозначение

Величина

Един.

измер.

1

Назначение судна (тип)

   

Пасс. т/х

2

Длина судна

L

121

м

3

Ширина судна

B

14

м

4

Осадка судна

H

2,4

м

5

Число винтов

z

3

шт

6

Номинальная скорость вращения винта

 

360

об/мин

7

Номинальная скорость судна

 

15

узел

8

Полная грузоподъемность

D

2850

тонна

9

Средняя плотность перевозимого груза

 

0,74

т/м3

10

Вариант комплектации АГЭУ

 

ЕЭС-ПЧ-ДГА

 

11

Суммарная мощность судовых потребителей электроэнергии

 

380

кВт

12

Тяга воза (трала)

 

-

кН

13

Скорость судна с возом (тралом)

 

-

узел


 

 

 

    1. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ГРЕБНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Определение требуемой буксировочная мощность NR для движения судна с заданной скоростью:

 

 где    V – объемное водоизмещение, м3 ;

c – эмпирический расчетный коэффициент, определяемый по диаграмме;

х – множитель, зависящий от числа валов (для трехвальных судов х =1,075)

- скорость  судна в узлах.

λ – поправочный коэффициент на длину судна (при длине судна L<100 м     λ=0,7+0,3(L/100)0,5 , при L >100 м  λ = 1 );

 

Ψ – характеристика остроты судна, которая  определяется по формуле [2]

где δн – коэффициент общей полноты судна, который определяется по формуле.

 

Объемное водоизмещение судна V найдем через полную грузоподъемность и среднюю плотность перевозимых грузов:

, м3

Чтобы воспользоваться диаграммой эмпирических расчетных коэффициентов для нахождения коэффициента  c, определим параметр ν:

По приложение В эмпирический расчетный коэффициент

Мощность ГЭД определяем по формуле

 

,кВт.

где z – число гребных валов;

ηПР – пропульсивный КПД винта, ηПР = 0,5…0,7;

ηВП – КПД валопровода, ηВП = 0,95…0,98.

Выбираем асинхронный двигатель типа ВАН 16-41-16, технические данные которого приведены в таблице

 

Параметр

Ед.изм

Величина

Номинальная мощность, PГД

кВт

800

Номинальная скорость вращения, nГД

об/мин

370

Номинальное напряжение статора, UГД

В

6000

Номинальный ток статора, IГД

А

110

Номинальная частота, fГД

Гц

50

Кратность пускового момента, КМ

о.е.

0,8

Кратность пускового тока, КП

о.е.

4,3

Момент инерции, JГД

кг·м2

900


 

Выбранные гребные двигатели должны иметь независимое воздушное охлаждение (вентиляцию). Требуемая мощность на вентиляцию гребного двигателя определяется по справочнику для серийных машин или по формуле

 

 

    1. РАСЧЕТ И ВЫБОР СИЛОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ГЭД

 

Для системы ЕЭС-ПЧ-ДГА определяется количество преобразователей частоты, которые могут обеспечить требуемое напряжение и ток гребного асинхронного двигателя. Обычно число преобразователей частоты равно числу гребных асинхронных двигателей. Все  преобразователи частоты могут получать питание с одной секции шин ГРЩ или с разных секций.

Преобразователи частоты выбираются из каталогов по номинальному напряжению (UДГА. НОМ) и максимальному току гребного асинхронного двигателя (IДГА. МАКС) и по напряжению шин ГРЩ.

Напряжение преобразователя частоты UПЧ ≥ UДГА.НОМ ,

Ток преобразователя частоты IПЧ ≥ IДГА. МАКС = IДГА. НОМ · КПТ,

Где  КПТ  - кратность пускового тока двигателя.

Мы выбираем высоковольтный преобразователь частоты серии ATV1200A11906060 фирмы Schneider Electric, параметры которого указаны в таблице

 

Напряжение сети

220В

Номинальное выходное напряжение

6000В

Линейный ток

135А

Полная мощность

1190 Вт

Частота сети питания

50/60 Гц

Выходные частоты

0,5…70 Гц (векторное управление с  обратной связью по скорости)  
0,5…120 Гц (скалярное управление (V/f)) 


 

 

 

 

    1. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ГЕНЕРАТОРОВ

 

При выборе серийных синхронных генераторов надо исходить из величины требуемой мощности генератора (PСГ.Т), которую можно определить по формуле

 кВТ

Где ΣPГД – суммарная мощность гребных двигателей в номинальном режиме;

PСП – суммарная мощность судовых потребителей;

m – количество синхронных генераторов, (m=3).

Выбираем синхроный генератор серии МКС 500-1000, данные которого указаны в таблице

 

Параметр

Ед.изм

Величина

Мощность, PСГ

кВт

500

Напряжение статорной обмотки, UСГ

В

6000

КПД

%

90,2

Частота вращения

Об/мин

1000


 

Так, 2 генератора питают одному двигателе

 

    1. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ГЛАВНОГО ТОКА И ВЫБОР

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Питание электрической энергией судовых потребителей и гребного электродвигателя Д1, Д2, Д3 осуществляется от ГРЩ судовой электростанции, к которой подключены 6 дизель – генератора Г1- Г6. Включение генераторов и защита от коротких замыканий осуществляется с помощью автоматических выключателей QF1 – Qf6. Статоры двигателей питаются преобразователями чатоты ПЧ1 – ПЧ2 . Подключение преобразователей чатоты к ГРЩ и защита от токов короткого замыкания осуществляется с помощью автоматических выключателей QF7, QF9, QF11.

    1. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЭУ
  1. Расчёт статических режимов

В номинальном режиме справедливо следующее выражение:

, или    =0,579 о.е.

Где

 

Где

 

Возможны следующие частичные режимы работы ГЭУ

1-ый режим: Г1+Г2+Г3+Г4+Г5+Г6+Д1+Д2+Д3+

2-ой режим: Г1+Г2+Г3+Г4+Г5+Д1+Д2+Д3+

3-ий режим: Г1+Г2+Г3+Г4 +Д1+Д2+Д3+

4-ый режим: Г1+Г2+Г3 +Д1+Д2+Д3+

5-ый режим: Г1+Г2 +Д1+Д2+Д3+

Расчёт параметров двигателя будет производить по следующим формулам

 

Ток двигателя в режиме равен

 

 

Результаты расчетов сведем в таблицу

 

Режим работы

       

1

1

1

1

1

2

0,81

0,81

0,87

0,93

3

0,614

0,62

0,722

0,85

4

0,421

0,431

0,561

0,75

5

0,228

0,241

0,373

0,61

Информация о работе Гребная электрическая установка пассажирского теплохода