Меню

Что такое генератор отбора мощности

Генераторные установки отбора мощности

В ходовом режиме главная силовая установка обычно имеет резерв мощности, которого достаточно для обеспечения (после соответствующего преобразования) общесудовых потребителей электроэнергии.

Генераторные установки, использующие мощность главной силовой установки, называются генераторными установками отбора мощности.

На судах получили применение два способа отбора мощности: отбор мощности непосредственно с вала главного двигателя; использование тепловой энергии выхлопных газов главного дизеля или газовой турбины.

Генераторные установки, использующие первый способ, называют валогенераторами, а второй — утилизационными паротурбо-генераторами. Находят применение также комбинированные установки отбора мощности, сочетающие оба способа.

На рис. 2.9 представлена принципиальная схема судовой электростанции постоянного тока с валогенератором. Генератор постоянного тока 3 получает вращение от главного двигателя 1 через механический редуктор 2.

Важными вопросами системы электроснабжения с валогенерато­ром является обеспечение постоянной величины напряжения и частоты при изменениях частоты вращения вала главного двигателя.

У валогенераторов постоянного тока целесообразно применение генераторов с независимым возбуждением с использованием си­стемы автоматического регулирования напряжения. Регулирова­нием тока возбуждения генератора обеспечивается достаточная стабильность напряжения судовой сети при изменениях частоты Вращения главного двигателя, которые имеют место в ходовом режиме.

Бесперебойность питания потребителей при значительных Изменениях частоты Вращения главного двигателя или выходе его Из строя обеспечивается за счет автономного дизель-генератора 4, который должен быть всегда в полной готовности к быстрому пуску и приему нагрузки. Возникающий перерыв питания должен быть не более 5—10 с.

Сложнее решается задача поддержания требуемого качества напряжения в СЭЭС переменного тока с валогенератором. Действи­тельно, любые изменения частоты вращения главного двигателя будут обусловливать пропорциональные изменения частоты и амплитуды напряжения генератора переменного тока (синхронного генератора), жестко связанного с валом этого двигателя.

Если в СЭЭС не требуется высокая стабильность частоты пере­менного напряжения, допустимо подсоединение синхронного гене­ратора непосредственно к валу главного двигателя при достаточном постоянстве его частоты вращения. Постоянство амплитуды напря­жения при этом обеспечивается регулятором возбуждения. Прин­ципиальная схема такой СЭЭС аналогична схеме СЭЭС постоянного тока. Возможно также применение асинхронного генератора, возбуждаемого от дополнительного источника А реактивной мощности, использование которого усложняет схему СЭЭС.

Высокая точность стабилизации частоты напряжения может быть обеспечена в СЭЭС с валогенератором, представленной на рис. 2.10. От главного двигателя 1 через редуктор 2 получает вращение генератор постоянного тока 3, нагруженный на дви­гатель постоянного тока 4. За счет систем регулирования напря­жения генератора постоянного тока и регулирования частоты вра­щения двигателя постоянного тока обеспечивается стабилизация частоты вращения двигателя постоянного тока. Двигатель постоян­ного тока вращает синхронный генератор 6. Постоянство частоты вращения синхронного генератора обеспечивает постоянство ча­стоты напряжения. Синхронный генератор 6 может также вра­щаться дизелем 8. При снижении частоты вращения главного двигателя ниже некоторого допустимого уровня, например на стоянках, в маневренных режимах, а также при авариях главного двигателя, происходит переключение синхронного генератора на вращение от автономного дизеля 7. Переключение осуществляется с помощью электромагнитных фрикционных муфт 5. В рассматри­ваемой СЭЭС также предусмотрен автономный дизель-генератор 8.

Известны многие другие варианты СЭЭС с валогенераторами переменного тока.

В установках утилизации тепловой энергии выхлопных газов главного двигателя используются турбогенераторы, питающиеся паром от котлов, работающих на тепловой энергии выхлопных газов. Принципиальная схема СЭЭС с утилизационным паротурбо-генератором представлена на рис. 2.11. Паровой котел 2 работаю­щий на энергии выхлопных газов главной силовой установки 1дизель или газовая турбина), снабжает паром паровую тур­бину 3, которая приводит во вращение синхронный генера­тор 4. В системе используется также автономный генератор­ный агрегат 5.

Обеспечение бесперебойно­сти питания потребителей электроэнергией в СЭЭС с утили­зационными паротурбогенераторами решается проще, чем в СЭЭС с валогенераторами, благодаря тому, что аккумулированной в паровом котле 2 энергии оказывается достаточно для нескольких минут работы турбины 3 после остановки главного двигателя. Этого времени вполне достаточно для перевода нагрузки на автономный агрегат.

В целом установки отбора мощности обеспечивают экономию расхода топлива и моторесурса вспомогательных генераторных агрегатов, что и определяет перспективность их применения на судах.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Что такое ВОМ

В специализированной технической прессе либо на страницах, описывающих те или иные агрегаты (в основном, специальные машины самого разного предназначения), часто упоминается словосочетание «вал отбора мощности». Что это такое и для чего необходимо?

Что такое вал отбора мощности трактора

На огромных машинах (вроде самых больших и тяжёлых автокранов) установлено два двигателя. Один непосредственно приводит в движение автомобиль, другой же (как правило, меньшей мощности и рабочего объёма) используется только для привода оборудования (в данном конкретном примере – стрелы автокрана).
Но на менее крупной технике (как, например, на тракторах) ситуация обстоит совсем не так. Мотор – один для обеспечения всех операция – как для передвижения машины, так и для работы агрегатов.

Трактор сам по себе является очень универсальной вещью. Он может справляться с разнообразными задачами, при наличии необходимых навесных агрегатов. На тракторах ВОМ располагается сзади (пример – ЮМЗ), спереди или сбоку. Отбор мощности производится от коробки передач или непосредственно от двигателя (в обход коробки). На шасси Т16 вал установлен в корпусе главной передачи.

Расположение вала зависит от конкретных потребностей непосредственно того, кто будет эксплуатировать трактор, то есть, от задач, которые предстоит выполнять. Задняя часть – наиболее популярная в данном случае. Но есть оборудование, которое может находиться только впереди – так обеспечивается постоянный визуальный контроль со стороны водителя (оператора).

Устройство

Основные элементы следующие:

  • планетарный редуктор (это, по сути, и есть сам вал);
  • переключатель. Нужен для осуществления выбора типа привода;
  • редуктор. Он применяется, чтобы переключать скорости независимого привода (если говорить о тракторах МТЗ, то он двухступенчатый – 540/545 и 1000 оборотов в минуту). Данные значения являются общепринятыми и стандартизированными для всех – то есть, не бывает случаев, когда один производитель тракторов, например, выбирает 360 об/мин, другой 680, а третий 890. Такого нет.

Главная часть ВОМа – это планетарный редуктор (он же – хвостовик), из которого и выходят шлицы, нужные для подключения механизмов. Вал отбора мощности МТЗ и некоторых других тракторов находится сзади. Тогда редуктор расположен прямо в корпусе заднего моста. Если спереди – то это отдельный агрегат, имеющий привод, как и задний. В случае же, если ВОМ боковой, то планетарный редуктор в нём отсутствует. Это простая конструкция, которая устанавливается слева от коробки передач и имеет привод от неё же (точнее, от шестерён).

Переключатель, с помощью которого выбирается тип привода – это муфта кулачково-зубчатого типа, которая находится на ведущем валу планетарного механизма. Для управления в кабине имеется рычаг, у которого предусмотрено три положения:

  • независимый привод;
  • синхронный привод;
  • нейтраль.

Для того чтобы муфта могла находиться в нужном положении, предусмотрен специальный фиксатор.

Редуктор для переключения скоростей независимого привода устанавливается прямо в корпусе сцепления трактора. Он состоит из двух пар шестёрён и муфты, которая переключает скорости. На корпусе коробки передач установлен поводок, который перемещает данную муфту. В кабине органов управления для данного процесса не предусмотрено.

Принцип работы

В зависимости от типа, ВОМ работает по-разному. В частности, если речь идёт о зависимом узле, то он вращается одновременно с муфтой сцепления. Такой вал нужно включать и выключать отдельным рычагом, причём делать это только при полной остановке трактора. Бывает, что в механизмы попал мусор. Тогда трактор останавливают, а ВОМ не отключают. После того, как восстанавливается нормальная нагрузка, можно работать дальше.

Независимый вал с муфтой не связан. Поэтому дополнительные механизмы можно включать независимо от мотора, например, запустить косилку до того, как агрегат наберёт рабочие обороты, а затем подъехать к полю – и начинать покос травы.

Мотоблок с валом отбора мощности

На мотоблоках могут устанавливаться ВОМы любых видов – зависимые, независимые, синхронные, несинхронные. У каждого из них есть преимущества и недостатки.

Дополнительные возможности с ВОМ

Именно благодаря ВОМу, можно по-настоящему реализовать весь потенциал трактора, мотоблока или другой машины. Вот что такое ВОМ. Среди подключаемых устройств:

  • зернодробилка;
  • насос тех или иных агрегатов;
  • пилорама;
  • сак (сварочный агрегат колёсный);
  • компрессор;
  • генератор;
  • гранулятор

Заключение

Вал отбора мощности – вещь абсолютно незаменимая. Ведь он может превратить, по сути, заготовку (коей является мотоблок или же трактор) в универсального солдата. Но не только их. Среди машин, на которых устанавливается такой вал отбора мощности – Камаз и другие грузовики. Перед приобретением техники нужно уточнить, какой тип ВОМа на ней установлен. Сам вал имеет огромную прочность и, как правило, не нуждается в ремонте долгое время. Но иногда всё же приходится производить регулировку, устранять течи через сальники и проверять затяжку резьбовых соединений (они могут разболтаться). Из недостатков ВОМа – немалый вес и стоимость. Но чудес не бывает. Впрочем, современные устройства постоянно совершенствуются, это относится и к данным валам.

Механическая блокировка на МТЗ 80 своими руками

Устройство бортового редуктора

Трактор — это транспортное средство или самоходная машина

Источник

БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Студенческий блог для электромеханика. Обучение и практика, новости науки и техники. В помощь студентам и специалистам

07.08.2020

Что такое валогенератор? Генераторы отбора мощности

На судах морского, речного и особенно промыслового флота получили распространение электрогенерирующие установки, использующие энергию главного двигателя, которые разделяются на:

  • установки непосредственного отбора мощности (валогенераторы);
  • установки утилизации энергии выхлопных газов (утилизационные турбогенераторы);
  • комбинированные установки, включающие в себя утилизацию энергии выхлопных газов и непосредственный отбор мощности.

Наиболее характерными режимами эксплуатации большинства типов судов являются полные и средние ходы, при которых резерв мощности на гребном валу составляет 10—15% номинальной мощности главного двигателя. В то же время опыт эксплуатации показывает, что потребная мощность электростанции в ходовом режиме работы судна обычно не превышает 10% мощности главного двигателя. Поэтому имеется реальная возможность в ходовом режиме судна отказаться от работы основных генераторов с автономным приводом и установить генераторы с приводом от гребного вала.

Установка на судах валогенераторов с целью использования главного двигателя как единого источника энергии обусловлена целым рядом преимуществ, а именно:

  • облегчаются автоматизация, обслуживание и эксплуатация электростанции;
  • снижается шум в машинном отделении; повышается экономичность работы энергетической установки; увеличивается межремонтный период и т. д.

Использование валогенераторов приводит к снижению стоимости электроэнергии, вырабатываемой судовой электростанцией.

Валогенераторные установки можно классифицировать по роду тока, характеру соединения с гребным валом или главным двигателем, частоте вращения главного двигателя или гребного вала и по условиям работы в составе электростанции.

По роду тока они подразделяются на: валогенераторные установки постоянного тока; валогенераторные установки переменного тока; комбинированные валогенераторные установки постоянного и переменного тока.

По характеру соединения с гребным валом или главным двигателем на:

  • установки с жесткой связью (редукторная, цепная, тексропная и др.);
  • установки с гибкой связью (система генератор — двигатель, регулируемая электромагнитная муфта, гидравлическая передача и др.).

По частоте вращения главного двигателя или гребного вала на:

  • установки с постоянной частотой вращения;
  • установки с переменной частотой вращения.

Условия работы в составе судовой электрической станции могут быть:

  • раздельная (одиночная) работа валогенераторной установки на судовую цепь или для обеспечения электроэнергией отдельных потребителей;
  • параллельная работа валогенераторной установки с генераторами, имеющими автономный привод;
  • параллельная работа двух или большего числа валогенераторных установок, а также параллельная работа валогенераторной установки с генератором, использующим утилизацию энергии выхлопных газов, или с аккумуляторной батареей;
  • возможность использования валогенераторной установки в двигательном режиме для увеличения скорости хода судна.

При установке на судах валогенераторов весьма важным является выбор рациональной связи генератора с гребным валом.

Генераторы постоянного тока обычно жестко соединяются с гребным валом или валом (редуктором) главного двигателя. Напряжение валогенератора при изменении его частоты вращения поддерживается на заданном уровне, воздействием на возбуждение.

Валогенераторы переменного тока должны иметь гибкую регулируемую связь, например, в виде системы Г—Д или объемного гидропривода. Жесткая связь для валогенераторов переменного тока допускается при винте регулируемого шага, если от валогенератора получают питание второстепенные потребители.

Специфика работы валогенераторов (наличие двух соизмеримых возмущений — изменения нагрузки и частоты вращения) обусловливает особые требования к их системам регулирования напряжения и частоты.

Применение на судах в качестве главного двигателя мощных ДВС дало возможность использовать энергию выхлопных газов для производства электроэнергии.

Обследование многих теплоходов показало, что полезно используется только около 35—38% тепла, выделяющегося при сгорании топлива; остальные 65—62% составляют потери, 35% из них выбрасывается с газами после турбовоздуходувок.

Повышение экономичности работы главного двигателя достигается утилизацией энергии выхлопных газов. Турбогенератор при этом получает пар от утилизационного котла.

Утилизационный турбогенератор, также как и валогенератор, обеспечивает электроэнергией потребителей в ходовом режиме.

Рис. 1. Комбинированная энергетическая установка с утилизационным турбогенератором и валогенератором

Значительная аккумулирующая способность утилизационного котла обеспечивает работу турбогенератора в течение 10—15 мин с момента остановки главного двигателя при отсутствии ощутимого снижения напряжения и частоты.

Это дает возможность запустить резервный дизель-генератор и избежать обесточивания судна.

В процессе нормальной эксплуатации при длительном снижении частоты вращения главного двигателя температура выхлопных газов его также уменьшается, что приводит к уменьшению генерируемой мощности утилизационного турбогенератора. В этом случае целесообразно вводить в работу валогенератор. Поэтому в настоящее время получают распространение комбинированные установки, когда используются утилизационный турбогенератор и валогенератор. Такая схема (рис. 1) включает главный двигатель 1, утилизационный котел 6, бытовые потребители пара и подогрев топлива 2, турбогенератор 4, валогенератор с приводом по системе Г—Д 3, автоматический регулятор 5 распределения нагрузки между утилизационным турбогенератором и валогенератором, дизель-генераторы 7, 8.

В ходовом режиме при использовании этой установки потребность судна в электроэнергии полностью обеспечивается синхронным утилизационным турбогенератором и валогенератором.

Автоматический регулятор распределения нагрузки обеспечивает постоянный отбор максимальной мощности от утилизационного турбогенератора. При недостатке мощности турбогенератора загружается валогенератор. Если нагрузка уменьшается и появляется резерв мощности у турбогенератора, то максимально возможная загрузка его обеспечивается переводом синхронного генератора валогенераторной установки в двигательный режим.

При этом валогенераторная установка получает питание от утилизационного турбогенератора и, используя обратимость электрических машин, начинает работать на гребной вал.

Поскольку валогенераторы и утилизационные турбогенераторы в ходовом режиме являются основными источниками электроэнергии, то они должны обеспечивать качество электроэнергии не ниже вырабатываемой генераторами с автономным приводом.

Кроме того, должно быть предусмотрено автоматическое переключение ответственных потребителей (например, при остановке или реверсе главного двигателя) на независимый источник питания. Если перерыв в электроснабжении допустим по эксплуатационным характеристикам потребителей, то питание их не должно прерываться более чем на 7 с.

Основные положения эксплуатации генераторов отбора мощности аналогичны описанным при рассмотрении генераторных агрегатов.

Источник

Adblock
detector