По роду тока в главной цепи разли­чают ГЭУ: постоянного, переменного, переменно-постоянного тока; перемен­ного тока с преобразователем частоты (ПЧ).
ГЭУ переменного тока со статическими преобразователями частоты по своим характеристикам не уступают ГЭУ постоянного и переменно-постоян­ного тока.

Они, однако, обладают боль­шей надежностью и живучестью в свя­зи с тем, что в них используются гребные электродвигатели переменно­го тока, которые отличаются относи­тельно более простой и надежной конструкцией — в сравнении с электродвигателями постоянного тока. Применение схемы Г-ПЧ-Д позволяет управлять частотой вращения ГЭД и его реверсом при неизменных параметрах

постоянного тока. В силовых цепях та­ких преобразователей используют, как правило, неуправляемый выпрямитель и инвертор с широтно-импульсной мо­дуляцией, соединенные между собой си­ловым LC-фильтром. Диапазон мощно­стей, охватываемый подобными системами, достаточно велик: от не­скольких сотен ватт до 8 МВт (фирма ABB Stromberg Drives, Финляндия).

Преобразователи частоты с непос­редственной связью (циклоконверторы) представляют собой устройства, обла­дающие непосредственной связью меж­ду питающей цепью и цепью нагрузки, минующей промежуточную цепь посто­янного тока. При относительно низкой их стоимости преобразователи облада­ют рядом таких достоинств как:

— простота изменения направления

— частоте и напряжении главных гене- потока энергии;


Генераторов, что создает принципиальную возможность отбора мощности для пи­тания потребителей общесудовой сети. В полной же мере преимущества ис­пользования переменного тока сказыва­ются в установках большой мощности с высокооборотными первичными дви­гателями.

Выделяют два типа статических пре­образователей частоты: преобразовате­ли со звеном постоянного тока и непос­редственные преобразователи частоты. В системах регулирования частоты вра­щения электродвигателей переменно­го тока широкое распространение полу­чили преобразователи со звеном

— простота системы управления;
— самоликвидация некоторых ава­рийных и аномальных режимов;
— коммутация тока в силовых це­пях без введения дополнительных эле­ментов;
— высокий КПД.

К недостаткам НПЧ с естественной коммутацией относят значительную разветвленность силовой схемы и огра­ничение верхнего предела рабочих час­тот по условиям коммутации.

Циклоконверторы находят примене­ние в составе мощных тихоходных элек­троприводов (10-20 МВт). Так, для ГЭУ прибрежного ледокола "Таймыр" фирмой Stromberg был разработан и приме­нен электропривод на основе 36-тирис-торного циклоконвертора и синхронно­го гребного электродвигателя мощностью 12 МВт.

Номинальные данные ГЭД ледоко­ла "Таймыр": мощность 12 МВт; напря­жение 8840/5100 В; ток 814 А; частота вращения 185 об/мин; частота тока 15,4 Гц; cos ф = 1; КПД — 96%. Номиналь­ные данные циклоконвертора: мощ­ность 19,4 МВА; напряжение 8000 В; ток 1400 А; частота на выходе 17,5 Гц; КПД — 99,5%. На рис. 1 приведена структурная схема электропривода ле­докола "Таймыр".

Характерной особенностью работы гребных установок ледоколов во льдах является частая смена направления вра­щения винта ("пуск-реверс"). Простота реализации двухстороннего обмена энергии в НПЧ существенно упрощает формирование реверсивной характери­стики гребного винта для формирова­ния генераторного режима в IV квадран­те (при сохранении вращения 1-го квадранта и неизменном токе возбужде­ния). Гребной электродвигатель начина­ет работать в режиме "вентильного" ге­нератора. Часть энергии при этом потребляется судовыми или другими потребителями (например, балластны­ми сопротивлениями), часть ее переда­ется главному генератору и от него — первичному тепловому двигателю. Цик-локонвертор в этом случае работает от­носительно ГЭД в выпрямительном ре­жиме, относительно генератора — в инверторном.

Известно, что при работе группы тиристоров в режиме выпрямителя ком­мутация тиристоров практически не может вызвать потери устойчивости работы. В инверторном режиме долж­но выполняться условие устойчивости работы инвертора:
Рт/п = у+80 , где рт,„ — минимальный угол опереже­ния; 80 — "угол запаса", учитывающий сдвиг точки пересечения фазных напря­жений при наличии тока нагрузки.