Электродвигательные судовые энергетические установки

Суда, на которых в качестве двигателей в СЭУ используются электродвигатели, называются электроходами.

На электроходах применяют три вида СЭУ:

1. постоянного тока с гребными электродвигателями независимого возбуждения;

2. переменного тока с синхронными и асинхронными электродвигателями;

3. двойного рода тока, в которых переменный ток судовой сети преобразуется в постоянный, а последний передается к электродвигателям постоянного тока независимого возбуждения.

Гребной электродвигатель располагают ближе в корму, насколько позволяют обводы кормового подзора и условия выемки гребного вала.

Дизель–генераторы и гребные двигатели устанавливают либо в одном, либо в разныхотсеках, а её элементы могут располагаться на различных палубах (см. рис. 11.26).

Рис. 11.26.Расположение компонентов двухвальной дизель–электрической ГЭУ»:

DECK – палуба; EngineControlRoom – центральный пост управления (ЦПУ); 6.6 kv (HV) switchboard– щит электродвижения напряжением 6,6 кВ; diesel–gensets – дизель–генератор; propulsionelectricmotors–гребной электродвигатель

Преимущества применения электродвижения с главной электрической перадачей следующие:

1. отсутствие длинных валопроводов, так как гребные электродвигатели размещают ся в корме судна;

2. возможность применения более простых нереверсивных быстроходных двигателей, число которых можно выбирать, независимо от числа гребных винтов;

3. высокие манёвренные качества и возможность работы на низких скоростях хода судна при неполном числе работающих первичных двигателей;

4. возможность использовать вырабатываемую главными генераторами энергию для работы судовых вспомогательных механизмов.

Однако СЭУ с электродвижением имеет и недостатки:

1. увеличенный вес;

2. более низкий КПД (на 8÷13% ниже, чем у зубчатой передачи);

3. более высокую стоимость.

Поэтому электродвижение применяют либо на специальных судах с повышенными маневренными качествами и частыми реверсами (буксиры, ледоколы, паромы) или в тех случаях, когда выгодно использовать мощность электрической СЭУ для обеспечения работы судовых механизмов (плавучие краны, земснаряды, рыбопромысловые суда, плавмастерские).

В последние годы на судах с электродвижением устанавливают гребные азиподные установки или, иначе, полноповоротные движители (слово AZIPOD– сокращение от двух слов: «AZIMTYTH» – азимут, направление, и «POD» – гондола, в свободном переводе – полноповоротный движитель с электроприводом).

Эта установка сочетает в себе перо руля, роль котороговыполняет корпус гондолы, и гребную электрическую установку (см. п. 7.1).Принципиальная схема установки типа AZIPOD показана на рис. 11.27.

Установку также называют «винторулевая поворотная колонка» (ВРПК).

В обтекаемой капсуле (гондоле) находится нереверсивный синхронный двигатель, поэтому вращающий винт –фиксированного шага. Скорость двигателя регулируется (см. рис. 11.28).

Рис.11.27.Азиподная установка с синхронным электродвигателем и винтом фиксированного шага

Рис. 11.28. Азиподная установка с синхронным двигателем мощностью 25000 кВт: а– внешний вид установки; б – установка в натуральную величину (морская выставка в Гамбурге, 2007 г.)

Рис. 11.29. Размеры МО на судне: а – с дизелем;б– с азиподной установкой в сравнении

Кроме синхронных двигателей, возможно применение асинхронных.

Мощность зависит от водоизмещения судна и достигает десятков тысяч киловатт.

Использование таких установок умень­шаетразмеры МО, а освободившийся объём можно использовать дляперевозки грузов (см. рис. 11.29).

Азиподные установки применяются на судах, где требуется повышенная манёвренность – буксирах, ледоколах и крупных пассажирских судах.