Введение к работе
Актуальность темы.
Практика проектирования, строительства и эксплуатации электроходов, обобщенная в работах ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова, ЦНИПКИМФ. ГМА им. адм. СО. Макарова, других предприятий и научно-исследовательских организаций, показала, что гребная электрическая установка (ГЭУ) может эффективно использоваться на судах, эксплуатация которых связана с . тяжелыми маневренными условиями, переменными нагрузками на гребных валах, а также с режимами плавания, не требующими использования полной мощности энергетической установки (ЗУ).
Анализ основных тенденций применения ГЭУ за истекшее десятилетие свидетельствует, что совершенствование данных установок, дальнейшее повышение их мощности для ледоколов и ледоколыю-транспортных судов, связаны с развитием систем двойного и переменно-переменного родов тока.
В настоящее время в области электромашиностроения проводится интенсивный поиск новых технических решений на основе использования явления сверхпроводимости. Исследовательские работы во многих странах мира завершаются созданием первых опытно-промышленных образцов сверхпровоцниковых (СП) электрических машин, в том числе и для ГЗУ.
Следует отметить тот факт, что разработки сверхпроводниковых униполярных двигателей (СПУД) уже в период начальных стадий велись применительно к их использованию в гребных установках. Интерес к данному типу электрических машин вызван рядом причин. Механические характеристики униполярного двигателя (УД) подобны характеристикам двигателя постоянного тока (ДПТ) традиционного исполнения. При этом, сравнительными преимуществами УД являются высокий КПД, отсутствие потерь в стали, простота конструкции.
Являясь единственным типом электрических машин, где в цепи якоря существует постоянное направление электрического тока, униполярные
двигатели наилучшим образом подходят для сверхпроводникового исполнения Применение в ГЭУ униполярного двигателя со сверхпроводниковой обмотко! возбуждения (СНОВ) позволяет, дополнительно к известным преимуществам усилить позиции электрических передач мощности за счет возможное увеличения грузовместимости судна, улучшения виброакустически) характеристик движительно-двиі а тельного комплекса, повышения КПД т предела мощности ЗУ.
Наряду с вышеуказанными достоинствами, СПУД обладает специфическим* особенностями, не свойственными другим типам машин, в том числе к сверхпроводникового исполнения:
- низкое питающее напряжение;
- конструкция токосьема многовиткового ротора предусматривает большое
количество щеток, техническое использование которых сопряжено с известными
трудностями в обслуживании.
Учет особенностей СПУД в случае его применения в составе ГЭУ циктуеі необходимость разработки моделей для прогнозирования показателей надежности ее элементов, как важнейшего показателя качества функционирования судовой ЗУ.
В соответствии с целевой программой Госкомитета Российской федерации по науке и технике в ряде научно-исследовательских огранизаций выполняются работы по техническому проектированию и технико-экономическому анализу применения ГЗУ со сверхпровоцниковыми электрическими машинами на транспортных и лецокольно-транспортных судах различного назначения.
Таким образом исследования, направленные на повышение эффективности ГЭУ со СПУД за счет разработки новых технических решений с учетом результатов прогнозирования показателей надежности конструктивных элементов установки, являются актуальными.
