Валерий Феодосиевич Белей, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой
кафедра энергетики
Калининград
Valeriy F. Beley, Doctor of Engineering, Professor, Head of the Department
Department of Power Engineering
Kaliningrad
Кирилл Викторович Коротких, аспирант
кафедра энергетики
Калининград
Kirill V. Korotkikh, PhD student
Department of Power Engineering
Kaliningrad
Показано, что использование в судовых энергетических установках энергосберегающих частотно-регулируемых асинхронных электроприводов вместо традиционных (контактор-асинхронный двигатель) позволяет снизить потребление электроэнергии в долевых режимах в разы, значительно расширить функциональные возможности оборудования. Однако при работе частотно-регулируемого электропривода имеет место эмиссия в питающую сеть высших гармоник тока, а к асинхронному электродвигателю наряду с основной гармоникой подаются гармоники напряжения. Гармоники тока, распространяясь по системе электроснабжения, приводят к снижению эффективности работы элементов судовых энергетических установок, в состав которых они входят. Установлено, что во всех режимах работы электропривода имеют место высокие значения потребляемой реактивной мощности. При большом числе частотно-регулируемых асинхронных электроприводов на судне будет невозможна полная загрузка дизель-генераторов по активной мощности. При работе частотно-регулируемого электропривода эмиссируются в питающую сеть гармоники тока, кратные трем. Эти гармоники являются токами нулевой последовательности. Так как судовая сеть не имеет нулевого провода, то ток третьей гармоники от одной фазы замыкается по проводам двух других фаз. Этот ток создает в электрических машинах поле нулевой последовательности с вытекающими последствиями. Наибольший интерес вызывают результаты экспериментальных исследований спектра вибраций при 10 %-й нагрузке на валу асинхронного двигателя: на частоте, близкой к 20 Гц, что может свидетельствовать о несимметрии полюсов исследуемого асинхронного двигателя; на частоте 300 Гц от взаимодействия моментов пятой (обратной последовательности) и седьмой (прямой последовательности) гармоник; на частоте 50 Гц, обусловленной воздействием основной гармоники.
The paper shows that the use of energy-saving frequency-controlled asynchronous electric drives in ship power plants instead of traditional ones (contactor-induction motor) makes it possible to reduce electricity consumption in fractional modes several times and significantly expand the functionality of the equipment. Ho-wever, during the operation of a frequency-controlled electric drive, higher current harmonics are emitted into the supply network, and voltage harmonics are supplied to the asynchronous electric motor along with the main harmonic. Current harmonics, propagating through the power supply system, lead to a decrease in the efficiency of the elements of ship power plants in which they are part of. It has been found that in all modes of operation of the electric drive, there are large values of the consumed reactive power. With a large number of frequency-controlled asynchronous electric drives on a ship, diesel generators will not be able to fully load them in terms of active power. During the operation of a frequency-controlled electric drive, current harmonics that are multiples of three are emitted into the supply network. These harmonics are zero sequence currents. Since the ship's network does not have a neutral wire, the third harmonic current from one phase is closed through the wires of the other two phases. This current creates a zero-sequence field in electrical machines with the ensuing consequences. Of greatest interest are the results of experimental studies of the vibration spectrum at 10 % load on the shaft of an asynchronous motor: at a frequency close to 20 Hz, which may indicate asymmetry of the poles of the asynchronous motor under study, at a frequency of 300 Hz from the interaction of moments of the fifth (reverse sequence) and seventh (positive sequence) harmonics, at a frequency of 50 Hz, due to the influence of the main harmonic.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.