Читать книгу "Главный инженер. Жизнь и работа в СССР и в России. (Техника и политика. Радости и печали) - Лев Токарев"

Смонтировав машины физической модели на стенде, организаторы стали думать о том, что же с этими машинами делать. Регуляторы напряжения синхронных генераторов я сделал. Что дальше? А дальше надо было разрабатывать системы управления резервными источниками энергии.

2.21. Разработка первого в истории советского флота обратимого преобразователя

В данном случае идёт речь о преобразователе как части физической модели всей электроэнергетической системы на переменном токе. Технические подробности о разработке изложены под отдельной рубрикой. Здесь же только основные факты.

Самое основное в создании преобразователя не электрическая машина, а системы автоматического регулирования режимов его работы. Машины переменного тока Электросила к тому времени могла делать с любыми силовыми характеристиками, на любые мощности и обороты, на любые, практически, условия эксплуатации. А вот регуляторы завод делать тогда не умел. Надо сказать, и уметь не хотел. Директора завода исповедывали в те времена такую концепцию – надо специализироваться на собственно машинах, регуляторы пусть делают другие предприятия, в частности институт ИЭМ, занимавший помещения бывшего монастыря на Международном, (потом Сталинском, потом Московском) проспекте, дом 100.

Почему завод не делал регуляторы? По простой банальной причине. Для создания обратной связи принципиально необходимы усилители. Усилители существовали тогда только ламповые, то есть вакуумные. Ламповые приборы не выдерживали условий работы в энергетических корабельных установках. В связи с этим в корабельной электроэнергетике автоматических регуляторов вообще не было.

Поэтому, создав комплекс основных корабельных систем автоматического регулирования и управления в виде регуляторов напряжения, тока, частоты вращения и разности частот, углов между осями роторов, активных и реактивных токов синхронных генераторов и машин постоянного тока, валогенераторов, дизель и турбогенераторов, причём всех, освоенных серийным производством, я начал разработку резервного источника электроэнергии, необходимого как для физического пуска реактора, так и для расхолаживания в аварийной ситуации.

В то время (1957 год) создавать регуляторы для резервного источника питания ядерной установки можно было только на магнитных усилителях. Как раз я и подвернулся тогда со знанием теории автоматического регулирования, полученным в ЛЭТИ и знанием магнитных усилителей, полученным самостоятельно и применённым в дипломном проекте регулятора.

На базе этих знаний шаг за шагом решал я задачи регулирования режимов работы машин агрегата, состоящего из машины постоянного тока и синхронной. Один агрегат должен был питать потребители, обеспечивающие пуск реактора за счёт энергии батареи. Другой агрегат должен заряжать батарею в нормальном режиме ядерной установки. В процессе работы появилась идея объединить функции обоих агрегов в одном.

Идея это хорошо, на как её реализовать? В инверторном режиме синхронная машина должна работать в режиме генератора с автоматическим регулированием напряжения. В режиме заряда батареи синхронная машина должна вращать машину постоянного тока, то есть работать двигателем, получая питание от турбогенератора. Проблема здесь в том, как стабилизировать реактивный тока синхронного двигателя. В целом требовалось разработать комплекс систем автоматического управления, состоящий из 9 систем, обеспечивающих регулирование напряжения синхронной машины и автоматический пуск машины постоянного тока в аварийном режиме ЭЭС, подгонку частот и синхронизацию, четырёхступенчатый режим автоматического заряда и подзаряда аккумуляторных батарей, стабилизацию реактивного тока синхронной машины в двигательном режиме работы и напряжения машины постоянного тока в инверторном режиме преобразователя. Все системы могли быть созданы с использованием магнитных усилителей.

В результате почти годовой работы я решил все эти задачи, разработал все необходимы автоматические регуляторы, часть узлов отдал в конструкторский отдел и в опытное производство, часть изготовил собственными руками. Настроив всю систему физических моделей, сняв статические и динамические характеристики (осциллограммы), написав толстый технический отчёт, с интересом наблюдал разговоры начальников, своих и командированных в институт из в/ч, обсуждавших эти результаты.

На базе перечисленных разработок промышленность в лице «Электросилы» выбрала одну из готовых машин постоянного тока мощностью в несколько сотен киловатт и создала опытный и поставочный образцы штатного обратимого преобразователя.

2.22. Разработка систем автоматического управления судовыми электростанциями

Разъезжая с осциллографом по судам и кораблям, наблюдая за действиями строителей в самые ответственные периоды строительства, в периоды настройки и сдачи, я изучил все основные моменты работы и процессов ручного управления электростанций и электроэнергетической системы в целом. Поэтому, возвращаясь в институт на стенд к работе со своими регуляторами синхронных генераторов и обратимого преобразователя, постоянно думал о том, как решить задачу полной автоматизации управления станциями. О том, как пускать дизель, как подгонять частоты перед синхронизацией и включать автоматический выключатель в момент совпадеиия векторов напряжений, как автоматически воздействовать на регулятор дизеля для набора активной мощности, как контролировать активную составляющую нагрузки для выбора момента подачи сигнала на пуск резервного ДГ, как контролировать активную составляющую нагрузки для отключения части потребителей, чтобы не вызывать отключения генератора от сети при перегрузке, я уже знал.

К тому времени мне стали всё больше и больше давать прибывающих каждый год молодых специалистов ЛЭТИ и выпускников судостроительного техникума. Так очень большую помощь оказала молодой специалист из Политехнического Валя Лушникова, Володя Бабаев. Шаг за шагом решали эти задачи, используя новые элементы, транзисторы и стабилитроны. Для датчиков активного тока я решил использовать не трансформаторный вариант, как в системе распределения активной мощности, а мост с резисторами и стабилитроном. Для корректировки фазовых соотношений придумал расщепление фаз с организацией питания от разных фаз генератора (опыт заимствовал из ранее созданных регуляторов напряжения частотой 400 Гц для катеров). По пуску дизелей использовал данные разработки системы автоматического пуска, которой занимался буквально рядом со мной мой приятель, тоже выпускник ЛЭТИ Миша Белый. Автоматический синхронизатор разрабатывали мы вместе с молодым специалистом Мишей Фроловым.

После сдачи комиссии системы автоматизации, началась работа по её внедрению. Интересно, что первым из ЦКБ откликнулись не военные, как это обычно бывает, а рыбопромысловики, ЦКБ «Восток». Нашёлся там толковый главный конструктор по электрооборудованию Александр Николаевич Никитин. В тот момент в Хабаровске строился модернизированный рыболовный сейнер проекта 502А. На головном судне в 1962 году и установили первую систему автоматического управления электростанцией без обслуживания.