Вращение витка провода в магнитном поле вызывает появление тока. При соединении витка с двумя полукольцами, действующими как коммутатор, ток выпрямляется. Коммутатор или коллектор выполняется в виде пластин, с которыми соприкасаются неподвижные щетки. Для увеличения силы тока на выходе генератора увеличивают число витков провода в обмотке и применяют добавочное магнитное поле. При работе генератора между токосъемными щетками и коллектором появляется искрение, которое можно устранить, расположив щетки таким образом, чтобы они замыкали только соседние пластины коллектора. Широко распространен другой способ улучшения условий коммутации с помощью дополнительных полюсов: полярность дополнительного полюса должна быть такой же, как главного полюса, в сторону которого следовало бы смещать щетки для улучшения условий коммутации. Магнитное поле между полюсами создается обмоткой возбуждения. Сердечник катушки, изготавливаемый из электротехнической стали, сохраняет некоторый остаточный магнетизм, из-за которого может создаться напряжение на нагрузке. Характеристики генераторов постоянного тока зависят от числа и способа подключения обмоток возбуждения.
В зависимости от способа возбуждения различают: генераторы параллельного возбуждения; генераторы последовательного возбуждения; генераторы смешанного возбуждения.
Наибольшее применение нашли генераторы смешанного возбуждения, так как их работа обеспечивает лучшие энергетические характеристики. Генератор смешанного возбуждения имеет две обмотки возбуждения (рис. 14.1, а). Обмотка параллельного возбуждения изготовляется из провода относительно малого диаметра, имеет сравнительно большое число витков и большое сопротивление. В отличие от нее обмотка последовательного возбуждения изготавливается из провода относительно большего диаметра, имеет небольшое число витков и небольшое сопротивление. Применение обмотки параллельного возбуждения позволяет получить в режиме холостого хода на выходе полное напряжение, которое непрерывно снижается при- увеличении нагрузки потребителя. Применение последовательной обмотки позволяет увеличивать выходное напряжение с ростом нагрузки. Поэтому на выходе генератора можно получить небольшое изменение напряжения на всем диапазоне нагрузок (рис. 14.1, б).
Распределительная система постоянного тока. Выходное напряжение генератора для питания электрооборудования поступает на шины, расположенные позади главных распределительных щитов. Далее электроэнергия поступает через автоматический выключатель к вспомогательным механизмам или к распределительному щиту. Главный распределительный щит — это распределительное устройство, осуществляющее подачу питания к потребителям электроэнергии. Через распределительные щиты осуществляется питание маломощных потребителей, например таких, как освещение. Схема распределительной системы электроэнергии показана на рис. 14.2.
Двухпроводная система питания обеспечивает подачу электроэнергии к каждому отдельному потребителю. Заземляющий провод является единственным электрическим соединением с корпусом судна. В генераторах со смешанным возбуждением третья шина является уравнительным соединением между электрическими машинами.
Рис. 14.1. Генератор смешанного возбуждения:
а — схема соединения обмоток возбуждения; 1 — якорь; 2 — реостат; 3 — обмотка последовательного возбуждения; 4 — автоматический выключатель; 5 — обмотка параллельного возбуждения; б — вольт-амперные характеристики: 1 — напряжение от смешанного возбуждения; 2 — номинальное напряжение; 3— напряжение от обмотки параллельного возбуждения; 4 — напряжение от обмотки последовательного возбуждения; 5 — номинальный ток нагрузки
Рис. 14.2. Схема распределительной системы электроэнергии постоянного тока:
1 — цепи питания неответственных потребителей; 2 — распределительный щит; 3 — групповой распределительный щит; 4 — цепи питания вспомогательных механизмов; 5 — цепи питания грузового оборудования; 6 — шины питания; 7 — автоматический выключатель; 8 — цепи питания навигационного оборудования
Для предотвращения выхода из строя электрооборудования в случае появления больших токов применяются предохранители. После определения причины, вызвавшей перегрузку, для восстановления цепи необходимо заменить предохранитель или возвратить его в исходное состояние. На судах нашли применение предохранители трех типов. Предохранитель первого типа — это полузакрытый, или восстанавливаемый, предохранитель, который имеет набор запасных элементов на случай его выхода из строя. Правильный выбор плавкой вставки определяет нормальную работу электрической цепи. Предохранитель второго типа — это патронный предохранитель, представляющий собой керамический изолятор, внутри которого расположена плавкая вставка. Этот предохранитель не является взаимозаменяемым, и в случае выхода из строя его необходимо заменить новым. Использование таких предохранителей предпочтительнее, так как они имеют более точный диапазон срабатывания. Предохранитель третьего типа — это контакторный прерыватель, представляющий собой изолированный переключатель, который работает как предохранитель. Он имеет две рабочие характеристики: нормальный рабочий режим; перегрузочный рабочий режим.
Прерыватель срабатывает с выдержкой времени для того, чтобы не происходило отключение цепи питания при кратковременных перегрузках по току. Время срабатывания при перегрузке определяет уставка. Прерыватель срабатывает, если его характеристика выходит за пределы допустимых значений. Устройство имеет переключатель режимов автоматическое — ручное управление. Контакторный прерыватель обычно подсоединяется к источнику питания по двухпроводной схеме. Там, где может быть сильное магнитное поле, для уменьшения искажений входного сигнала используют трехпроводную схему с компенсационным проводом. Для поддержания заданной нагрузки в выходной цепи генератора используется приоритетная система, отключающая неответственные потребители при перегрузке. Цель этой системы — уменьшить нагрузку на генератор, чтобы обеспечить безаварийную работу ответственных потребителей, таких как рулевое устройство, навигационные огни и т. п.
Рис. 14.3. Схема соединения ламп с заземленной средней точкой:
1 — лампа; 2 — шины питания; 3 — земля
О состоянии изоляции шин можно судить по индикаторным лампам. Это две лампы, соединенные последовательно с заземленной средней точкой. Яркость свечения каждой из ламп характеризует напряжение на шине питания (рис. 14.3). Если система имеет хорошую изоляцию, то обе лампы горят в полнакала. Для удобства лампы располагают ря
дом, чтобы иметь возможность сравнивать яркость их свечения. Пробой изоляции определяют по разности в яркости свечения ламп. Если одна из шин замкнута на корпус, то соответствующая лампа погаснет, а другая будет гореть ярко. В той цепи, где есть замыкание на «землю», автоматический выключатель должен быть выключен. После этого необходимо подключать последовательно одну за другой исследуемые цепи через распределительную установку для нахождения и устранения неисправности.
Электрические системы постоянного тока. Питание распределительных систем осуществляется от двух и более параллельно работающих генераторов. Каждый генератор должен иметь устройство защиты от обратных токов, минимального напряжения и перегрузок. Система двух параллельно работающих генераторов показана на рис. 14.4.
Питание цепей нагрузки от шин осуществляется через автоматические выключатели. В случае протекания больших токов должно быть предусмотрено отключение каждой шины. Реле обратного тока предотвращает переход генератора в двигательный режим, например, при остановке первичного двигателя. Контроль за параллельно работающими генераторами обеспечивается с помощью приборов — амперметров и вольтметров.
Рис. 14.4. Схема параллельной работы двух генераторов постоянного тока:
1 — реостат; 2 — обмотка параллельного возбуждения; 3 — обмотка последовательного возбуждения; 4 — размыкающее реле обратного тока; 5 — максимальный расщепитель; 6 — автоматический выключатель; 7 — амперметр; 8 — реле минимального напряжения; 9 — шины питания; 10 — уравнительная шина; 11 — вольтметры; 12 — якоря
Если при работе одного генератора в цепи появляется перегрузка, то необходимо подключить к параллельно работающему генератору еще один генератор. С этой целью после запуска второго генератора возбуждают его до достижения равенства напряжений на обоих генераторах. Затем подключают второй генератор к шинам и, изменяя ток возбуждения, производят перераспределение нагрузки. Уравнительное соединение генераторов обеспечивает стабильную работу при изменении нагрузки сети.
Используемая литература: "Основы судовой техники" Автор: Д.А. Тейлор
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com