СУДОВАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2002 года по МПК B63H23/12 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судовым силовым установкам, и может быть использовано для привода гребных винтов, судов ледового плавания.

Известны судовые силовые установки, содержащие главный двигатель, соединенный с водилом планетарного редуктора, к эпициклу которого присоединен гребной винт фиксированного шага, а к солнечному колесу - маломощная регулирующая электрическая машина, получающая питание от второй электрической машины, соединенной с валом главного двигателя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является судовая силовая установка, содержащая главный двигатель, соединенный с водилом планетарного редуктора, к эпициклу которого присоединен гребной винт, а к солнечному колесу - маломощная регулирующая электрическая машина, получающая питание от второй электрической машины, соединенной с валом главного двигателя, при этом солнечное колесо и эпицикл планетарного редуктора жестко соединены с помощью блокировочной муфты [1] .

Недостатком прототипа является то, что скорость вращения гребного винта не зависит от момента сопротивления, что при резком изменении внешнего момента сопротивления может привести к поломке гребного винта.

Задачей изобретения является создание судовой силовой установки с повышенной надежностью за счет того, что скорость вращения гребного винта уменьшается при резком увеличении или уменьшении внешнего момента сопротивления.

Поставленная задача решается тем, что судовая электромеханическая силовая установка, содержит главный двигатель, соединенный с водилом планетарного редуктора, к эпициклу которого присоединен гребной винт фиксированного шага, а к солнечному колесу - маломощная регулирующая электрическая машина, якорная обмотка которой присоединена ко второй электрической машине, соединенной с валом главного двигателя, при этом солнечное колесо и эпицикл планетарного редуктора жестко соединены с помощью блокировочной муфты.

Новым по сравнению с прототипом является то, что судовая силовая установка содержит два датчика тока, соединенных последовательно и подключенных к якорной обмотке, к которым параллельно присоединены два потенциометра, причем выход первого потенциометра через первое регулируемое сопротивление присоединен ко входу дополнительной обмотки возбуждения второй электрической машины, а ее выход через второе регулируемое сопротивление к выходу второго потенциометра; вход и выход дополнительной обмотки возбуждения также присоединены через соответствующие источники постоянного напряжения ко входам диодов, выходы которых соединены с первыми из входов потенциометров; кроме того к гребному винту фиксированного шага присоединен тахогенератор, выход которого подключен к центральному регулятору, расположенному на главном двигателе.

Новая совокупность существенных признаков необходима и достаточна для достижения указанного технического результата, так как в случаях резкого увеличения или уменьшения внешнего момента сопротивления на гребном винте суммарный поток второй электрической машины уменьшается, следовательно, уменьшаются ее е. д. с. и напряжение, подаваемое на маломощную регулирующую электрическую машину, что приводит к уменьшению ее скорости, а следовательно, и скорости гребного винта фиксированного шага.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема судовой силовой установки.

Судовая силовая установка содержит главный двигатель 1, соединенный с водилом 2 планетарного редуктора 3. Водило 2 через разобщительную муфту 4 и первую ступень планетарного редуктора 2 связано с главным двигателем 1, эпицикл 5 планетарного редуктора 2 - с гребным винтом 6 фиксированного шага, а солнечное колесо 7 - с маломощной регулирующей электрической машиной 8, якорная обмотка которой соединена со второй электрической машиной 9, находящейся на валу главного двигателя 1. Солнечное колесо 7 и эпицикл 5 жестко соединены при помощи блокировочной муфты 10.

Электрическая машина 9 содержит основную 11 и дополнительную обмотки 12 возбуждения.

Устройство содержит датчики 13 и 14 тока, параллельно к которым присоединены потенциометры 15 и 16 соответственно. Выход потенциометра 15 через регулируемое сопротивление 17 присоединен ко входу дополнительной обмотки 12 возбуждения, а ее выход - к потенциометру 16 через регулируемое сопротивление 18. Вход и выход дополнительной обмотки 12 возбуждения присоединены через соответствующие источники 20 и 19 постоянного напряжения ко входам диодов 22 и 21, выходы которых соединены с первыми из входов потенциометров 16 и 15.

Установка также содержит тахогенератор 23, расположенный на гребном винте 6 фиксированного шага, соединенный с центральным регулятором 24, расположенном на главном двигателе 1.

Устройство работает следующим образом. При увеличении момента сопротивления на винте 6 увеличивается момент на валу регулирующей электрической машины 8, увеличивается ток в якорной цепи электрических машин 8 и 9. Когда напряжение на потенциометре 15 станет больше, чем напряжение источника постоянного напряжения 19, в цепи дополнительной обмотки 12 возбуждения появится ток. Поскольку поток дополнительной обмотки 12 возбуждения направлен навстречу основному потоку возбуждения электрической машины 9, то общий поток последней ослабится, что приведет к ослаблению тока в якорной цепи электрических машин 8 и 9, а следовательно, уменьшится скорость главного двигателя 1. Электрический контур, состоящий из элементов 16, 18, 20, 22 при этом не работает, так как диод 22 препятствует пропусканию тока.

Когда момент сопротивления на валу главного двигателя 1 уменьшается, уменьшится и ток в якорной цепи машин 8 и 9. При достижении на потенциометре 16 напряжения, меньшего, чем напряжение источника 17, в контуре, состоящем из элементов 16, 18, 20, 22, а следовательно и в цепи дополнительной обмотки 12 возбуждения, появляется ток. И в этом случае поток машины 9 обмена ослабевает, следовательно, уменьшается скорость гребного винта 6. Контур, состоящий из элементов 15, 17, 19, 21, не работает, так как е. д. с. источника 20 меньше, чем е. д. с. источника 19, последняя в этом случае препятствует появлению тока в этом контуре.

Для регулирования нагрузки на главном двигателе 1 сигнал, пропорциональный скорости гребного винта 6 с тахогенератора 23, поступает на центральный регулятор 24, который увеличивает или уменьшает подачу топлива.

Предлагаемое устройство может быть использовано в гребных установках для широкого класса судов, особенно судов ледового плавания.

Источник информации
1. Авторское свидетельство N 385826 на изобретение "Судовая силовая установка". Авторы: Руденко Е. П. , Айзенштадт Е. Б. , Куценко Б. Н. и др. М. Кл. В 63 H 23/12; Заявлено 24.05.71; Опубл. 14.06.79 в Бюл. N 26. - прототип.

Судовая силовая установка используется для привода судовых гребных винтов, работающих в условиях резко изменяющегося внешнего момента сопротивления. Судовая силовая установка содержит главный двигатель, соединенный с водилом планетарного редуктора, к эпициклу которого присоединен гребной винт, а к солнечному колесу - маломощная регулирующая электрическая машина, якорная обмотка которой присоединена ко второй электрической машине, соединенной с валом главного двигателя, при этом солнечное колесо и эпицикл планетарного редуктора жестко соединены с помощью блокировочной муфты. К якорной обмотке подключены два последовательно соединенных датчика тока, к которым параллельно присоединены два потенциометра. Выход первого потенциометра через первое регулируемое сопротивление присоединен ко входу дополнительной обмотки возбуждения второй электрической машины, а ее выход через второе регулируемое сопротивление - к выходу второго потенциометра. Вход и выход дополнительной обмотки возбуждения присоединены через соответствующие источники постоянного напряжения ко входам диодов, выходы которых соединены с первыми из входов потенциометров. К гребному винту фиксированного шага присоединен тахогенератор, выход которого подключен к центральному регулятору, расположенному на главном двигателе. Такое выполнение судовой силовой установки обеспечивает уменьшение скорости вращения гребного винта при резком увеличении или уменьшении внешнего момента сопротивления. 1 ил.

Судовая силовая установка, содержащая главный двигатель, соединенный с водилом планетарного редуктора, к эпициклу которого присоединен гребной винт фиксированного шага, а к солнечному колесу - маломощная регулирующая электрическая машина, якорная обмотка которой присоединена ко второй электрической машине, соединенной с валом главного двигателя, при этом солнечное колесо и эпицикл планетарного редуктора жестко соединены с помощью блокировочной муфты, отличающаяся тем, что она содержит два датчика тока, соединенных последовательно и подключенных к якорной обмотке, к которым параллельно присоединены два потенциометра, причем выход первого потенциометра через первое регулируемое сопротивление присоединен ко входу дополнительной обмотки возбуждения второй электрической машины, а ее выход через второе регулируемое сопротивление - к выходу второго потенциометра, вход и выход дополнительной обмотки возбуждения также присоединены через соответствующие источники постоянного напряжения ко входам диодов, выходы которых соединены с первым из входов потенциометров, кроме того, к гребному винту фиксированного шага присоединен тахогенератор, выход которого подключен к центральному регулятору, расположенному на главном двигателе.