ГРЕБНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА С УСТРОЙСТВОМ ВКЛЮЧЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК H02M5/45 

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств и электроприводу.

Аналогом является гребная электрическая установка с двухобмоточным гребным электродвигателем, преобразователем частоты и входными многообмоточными трансформаторами, которые совместно с выпрямительными модулями формируют многопульсные системы выпрямления (L.Bergh, Ulrika Hellden «Electrical systems in pod propulsion», Goteborg, Sweden, Department of Energy and Environment, 2007).

За прототип взята гребная электрическая установка с уменьшенным фактором искажения сети (патент № WO 02/100716), содержащая генераторные агрегаты, многообмоточные трансформаторы, выпрямительные модули, инверторы, гребные электродвигатели и коммутационную аппаратуру.

Недостатками установок являются значительные искажения кривой напряжения в сети, возникающие вследствие больших пусковых токов силовых трансформаторов, которые возникают в момент подключения трансформаторов к генераторным агрегатам.

Изобретение решает следующие задачи: снижение пусковых токов силовых трансформаторов при их подключении к источнику электроэнергии, снижение времени подготовки к запуску ГЭД, предварительный заряд конденсаторов промежуточного контура, возможность рекуперации энергии в сеть при реверсах и торможениях ГЭД и регулирование коэффициента мощности и качества электроэнергии на входе преобразователя частоты (ПЧ).

Сущность изобретения заключается в подключении 3-х фазного трансформатора малой мощности через выпрямитель и RL-цепь к звену постоянного тока преобразователя частоты (ПЧ), переводе активного выпрямителя в режим инвертора и синхронизации силового трансформатора и источника электроэнергии на стороне первичной обмотки силового трансформатора.

Техническим результатом является снижение искажения кривой напряжения в сети при подключении силового трансформатора к источнику электроэнергии, снижение времени подготовки к запуску ГЭД, предварительный заряд конденсаторов промежуточного контура, возможность рекуперации энергии в сеть при реверсах и торможениях ГЭД и регулирование коэффициента мощности и качества электроэнергии на входе преобразователя частоты (ПЧ).

Гребная электрическая установка, схема которой представлена на фиг.1, содержит: источник электроэнергии 1, устройство синхронизации 2, систему управления 3, выключатель 4, силовой трансформатор 5, активный выпрямитель 6, звено постоянного тока 7, инвертор 8, гребной электродвигатель 9, трансформатор малой мощности 10, выпрямитель 11, RL-цепь, состоящая из дросселя 12 и резистора 13.

Гребная электрическая установка работает следующим образом. В исходном состоянии выключатель 4 разомкнут. Трехфазное напряжение от источника электроэнергии 1 поступает на первичную обмотку трансформатора малой мощности 10. Напряжение сформированное на вторичной обмотке трансформатора малой мощности 10 поступает на вход выпрямителя 11, с выхода которого выпрямленное напряжение через RL-цепь 12, 13 поступает на звено постоянного тока, и происходит заряд конденсатора входящего в состав звена постоянного тока 7. Система управления 3 формирует сигнал запрета на работу инвертора 8 и переводит активный выпрямитель 6 в режим инвертора. С входа активного выпрямителя 6 трехфазное переменное напряжение поступает на вторичную обмотку силового трансформатора 5, в результате на первичной обмотки которого формируется трехфазное напряжение, близкое по амплитуде и частоте к напряжению на источнике электроэнергии 1. Устройство синхронизации 2 осуществляет сравнение двух напряжений, поступающих от источника электроэнергии 1, и первичной обмотки силового трансформатора 5 и выполняет синхронизацию. Сигнал об успешной синхронизации поступает от устройства синхронизации 2 на систему управления 3, которая осуществляет перевод активного выпрямителя 6 в выпрямительный режим и разрешает пуск инвертора 8, который соединен с гребным электродвигателем 9.

За счет синхронизации достигается минимизация пускового тока силового трансформатора 5. После включения выключателя 4 и перевода активного выпрямителя 6 в выпрямительный режим становится возможным запуск инвертора 8 и гребного электродвигателя 9.

Таким образом, предлагаемая гребная электрическая установка позволяет снизить искажения кривой напряжения в сети при подключении силового трансформатора к источнику электроэнергии, сократить время на подготовку к запуску ГЭД, осуществить предварительный заряд конденсаторов промежуточного контура.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств и электроприводу. Согласно изобретению в гребной электрической установке с устройством включения использован трансформатор малой мощности, который соединен с выпрямителем, который в свою очередь через RL-цепь соединен с выходом активного выпрямителя. Система управления изменяет режим работы активного выпрямителя, а также дает сигнал запрета на работу инвертора. Устройство синхронизации выполняет синхронизацию на стороне первичной обмотки силового трансформатора и источника электроэнергии. Техническим результатом является снижение искажения кривой напряжения в сети при подключении силового трансформатора к источнику электроэнергии, снижение времени подготовки к запуску ГЭД, предварительный заряд конденсаторов промежуточного контура, возможность рекуперации энергии в сеть при реверсах и торможениях ГЭД и регулирование коэффициента мощности и качества электроэнергии на входе преобразователя частоты (ПЧ). 1 ил.

Гребная электрическая установка с устройством включения, состоящая из источника электроэнергии, трансформатора силового, выпрямительного моста, инвертора напряжения, гребного электродвигателя, отличающаяся тем, что в схему добавляются трансформатор малой мощности, который через выпрямительный мост и RL-цепь соединяют с выходом активного выпрямителя, система управления, изменяющая режим работы активного выпрямителя и формирующая сигнал запрета на работу инвертора, устройство синхронизации, выполняющее синхронизацию напряжений на стороне первичной обмотки силового трансформатора и источника электроэнергии.