Оценка влияния частотно-регулируемых асинхронных электроприводов на функционирование судовых энергетических установок и их элементов

Abstract

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 гармони-кой подаются гармоники напряжения. Гармоники тока, распространяясь по си-стеме 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.