УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМОГО ГРЕБНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СТЕНДА Российский патент 2013 года по МПК G01R31/34 

Описание патента на изобретение RU2498334C1

Предложение относится к судовым системам электродвижения с частотно-управляемым гребным электродвигателем и может быть использовано при проведении приемо-сдаточных испытаний гребного электродвигателя (ГЭД) и системы электродвижения (СЭД) в условиях стенда.

Известно устройство для испытаний асинхронных электродвигателей с помощью нагрузочного генератора постоянного тока, сочлененного с ГЭД [1].

Для данного устройства снятие рабочих характеристик и определение зависимости развиваемого двигателем вращающего момента от частоты вращения или скольжения производится при большом диапазоне изменения частоты вращения нагрузочного генератора. Поэтому необходимо чтобы номинальная мощность нагрузочного генератора была значительно (в несколько раз) больше номинальной мощности испытываемого двигателя.

Испытания проводятся как с поглощением энергии нагрузочного генератора в сопротивлении, так и с возвратом энергии в сеть постоянного тока. В последнем случае необходимо, чтобы номинальное напряжение нагрузочного генератора было как можно больше номинального напряжения сети, на которую он работает.

Изменение момента генератора может осуществляться либо изменением его возбуждения при неизменной величине нагрузочного сопротивления, либо изменением нагрузочного сопротивления при неизменном возбуждении. Практически приходится применять оба способа в комбинации.

Однако такому устройству для испытаний асинхронных двигателей присущи недостатки, заключающиеся в необходимости иметь нагрузочный генератор постоянного тока превышающий мощность испытываемого двигателя в несколько раз и больших потерях энергии в нагрузочном генераторе, а также в необходимости создавать сеть постоянного тока, что влечет за собой дополнительное преобразование энергии и соответственно ее потери.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности испытаний СЭД с частотно-управляемым асинхронным ГЭД, а также возможности получения нагрузочной характеристики на валу ГЭД близкой к винтовой.

Поставленная цель достигается тем, что генератор постоянного тока с независимым возбуждением, сочлененный с ГЭД, подключен к полупроводниковому преобразователю электроэнергии (ППЭ), обеспечивающему рекуперацию энергии в сеть.

На фигуре 1 изображена принципиальная схема для испытаний частотно-управляемого гребного электропривода СЭД в условиях стенда, состоящая из щита электродвижения ЩЭД (1), трансформатора напряжения ТН (2), преобразователя частоты ПЧ (3), гребного асинхронного электродвигателя ГЭД (4), генератора постоянного тока ГПТ (5), обмотки возбуждения генератора постоянного тока ОВГПТ (6), полупроводникового преобразователя П (7) для питания ОВГПТ, полупроводникового преобразователя электроэнергии ППЭ (8), представленного преобразователем постоянного напряжения ППН (9) и инвертором И (10), щита сети ЩС (11).

При испытаниях ГЭД (4) тормозной момент создается системой ГПТ (5)-ППЭ (8). Система регулирования предлагаемого устройства обеспечивает изменение в широком диапазоне тормозного момента на валу ГЭД (4) в зависимости от частоты вращения ГЭД (4) - M=f(n) подобно характеристикам гребного винта судна.

Система регулирования имеет два канала управления: канал управления моментом на валу ГЭД (4) и канал управления напряжением ППЭ (8), что отображено на фигуре 1. Канал управления моментом на валу ГЭД (4) содержит: датчик момента ДМ (12), усилитель рассогласования по напряжению УР1 (13) с опорным напряжением Uоп1, логический блок управления ЛБУ1 (14), сигнал с которого управляет преобразователем П (7) обмотки возбуждения ОВГПТ (6).

Канал управления напряжения ППЭ (8) состоит из: датчика напряжения ДН (15), усилителя рассогласования по напряжению УР2 (16) с опорным напряжением Uоп2, логического блока управления ЛБУ2 (17), сигнал с которого воздействует на систему управления СУ (18) ППЭ (8), обеспечивая стабилизацию напряжения на входе и последующее преобразование напряжения постоянного тока в переменный с помощью инвертора И (10) и передачу энергии в сеть через щит сети ЩС (11).

Связанные между собой и управляемые задатчиком режима ЗР (19) логические блоки управления (14) и (17), управляют преобразователем (7) и системой управления (18) ППЭ (8).

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить эффективность испытаний СЭД с частотно управляемым асинхронным ГЭД за счет снижения потерь активной мощности путем рекуперации энергии в сеть и обеспечения винтовой нагрузочной характеристики на валу ГЭД.

Источники информации

1. Жерве Г.К. Промышленные испытания электрических машин. Часть 4, п.4-16 (аналог).

Похожие патенты RU2498334C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ИСПЫТАНИЙ ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМОГО ГРЕБНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СТЕНДА 2011
  • Алексеев Владимир Дмитриевич
  • Васютин Владимир Захарович
  • Токарев Лев Николаевич
RU2462728C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МОЩНОГО ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМОГО ГРЕБНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СТЕНДА 2014
  • Алексеев Владимир Дмитриевич
  • Васютин Владимир Захарович
RU2591213C1
Судовая электроэнергетическая система переменного напряжения с турбогенераторами двух различных частот 2017
  • Александров Валентин Петрович
  • Скворцов Борис Алексеевич
RU2661902C1
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ГРЕБНАЯ УСТАНОВКА (ВАРИАНТЫ) 2009
  • Свиридов Георгий Михайлович
  • Пашин Валентин Михайлович
  • Копченов Владимир Павлович
  • Павлов Александр Александрович
RU2392179C1
СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПОВЫШЕННОЙ ЧАСТОТЫ С СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ И МАТРИЧНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ЧАСТОТЫ 2012
  • Александров Валентин Петрович
  • Скворцов Борис Алексеевич
  • Хомяк Валентин Алексеевич
RU2510781C2
ГРЕБНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (ВАРИАНТЫ) 2009
  • Свиридов Георгий Михайлович
  • Пашин Валентин Михайлович
  • Копченов Владимир Павлович
  • Павлов Александр Александрович
RU2392180C1
СУДОВАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ С ДВУХВИНТОВЫМ ДВИГАТЕЛЬНО-ДВИЖИТЕЛЬНЫМ МОДУЛЕМ С ДВИГАТЕЛЯМИ КОЛЬЦЕВОЙ КОНСТРУКЦИИ 2012
  • Григорьев Андрей Владимирович
  • Глеклер Елена Алексеевна
  • Кулагин Юрий Александрович
  • Зайнуллин Руслан Ринатович
RU2522733C1
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА МНОГОВАЛЬНОГО СУДНА 2015
  • Быков Алексей Сергеевич
  • Фиясь Иван Павлович
  • Фиясь Павел Иванович
  • Осипенко Степан Константинович
RU2605449C1
СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2012
  • Григорьев Андрей Владимирович
  • Кулагин Юрий Александрович
  • Зайнуллин Руслан Ринатович
RU2503580C1
Гребная электрическая установка переменного тока 1982
  • Батоврин Александр Александрович
  • Свиридов Георгий Михайлович
  • Эйбшиц Арнольд Григорьевич
  • Мещеряков Пантелей Григорьевич
  • Душин Юрий Константинович
  • Раевский Сергей Евгеньевич
  • Омиров Владимир Сергеевич
SU1030910A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 498 334 C1

Реферат патента 2013 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМОГО ГРЕБНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СТЕНДА

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в судовых системах электродвижения с частотно-управляемым гребным электродвигателем при проведении приемосдаточных испытаний гребного электродвигателя (ГЭД) и системы электродвижения (СЭД) в условиях стенда. Техническим результатом является повышение эффективности испытаний СЭД с частотно-управляемым асинхронным ГЭД и возможность получения нагрузочной характеристики на валу ГЭД. В устройстве для испытаний генератор постоянного тока с независимым возбуждением (ГПТ), сочлененный с ГЭД, подключен к полупроводникому преобразователю электроэнергии (ППЭ), состоящему из преобразователя постоянного тока (ППН) и инвертора (И). ППЭ подключен к щиту сети (ЩС). Для обеспечения рекуперации энергии в сеть и получения винтовой нагрузочной характеристики ГЭД применена система регулирования по каналу управления момента на валу ГЭД и каналу управления напряжения ППЭ. В результате повышается эффективность испытаний СЭД с частотно-управляемым асинхронным ГЭД за счет снижения потерь активной мощности и обеспечения винтовой нагрузочной характеристики на валу ГЭД. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 498 334 C1

Устройство для испытаний частотно-управляемого гребного электропривода системы электродвижения (СЭД) в условиях стенда, содержащее щит электродвижения (ЩЭД), трансформатор напряжения (ТН), преобразователь частоты (ПЧ), асинхронный гребной электродвигатель (ГЭД), вал которого сочленен с генератором постоянного тока (ГПТ) с обмоткой независимого возбуждения (ОВГПТ), подключенной к полупроводниковому преобразователю (П), отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности испытаний СЭД и снижения потерь активной мощности в сети, а также получения нагрузочной характеристики на валу ГЭД, близкой к винтовой, ГПТ подключен к полупроводниковому преобразователю электроэнергии (ППЭ), состоящему из преобразователя постоянного напряжения (ППН) и инвертора (И) и обеспечивающему рекуперацию энергии в сеть через щит сети (ЩС), а датчик момента (ДМ) канала управления по моменту на валу ГЭД подключен к усилителю рассогласования по напряжению (УР1) с опорным напряжением (Uоп1), выход УР1 соединен с логическим блоком управления (ЛБУ1), по выходу соединенному с полупроводниковым преобразователем (П) питания обмотки возбуждения генератора постоянного тока ОВГПТ, а выход датчика напряжения (ДН) канала управления по напряжению ППЭ соединен с усилителем рассогласования по напряжению ППН (УР2) с опорным напряжением (Uоп2), в свою очередь, выход УР2 подключен к логическому блоку управления (ЛБУ2), выход которого соединен с системой управления (СУ) ППЭ, при этом логические блоки управления ЛБУ1 и ЛБУ2 связаны между собой и с задатчиком режима (ЗР), задающим параметры винтовой нагрузочной характеристики ГЭД.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2498334C1

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ МЕТОДОМ ИХ ВЗАИМНОЙ НАГРУЗКИ 2010
  • Авилов Валерий Дмитриевич
  • Володин Александр Иванович
  • Данковцев Вячеслав Тихонович
  • Лукьянченко Вячеслав Вячеславович
  • Панькин Евгений Владимирович
RU2433419C1
Устройство для испытания электрических машин 1974
  • Кропотин Леонтий Андреевич
  • Шарипов Азад Мухамеджанович
  • Кропотин Вениамин Андреевич
SU562899A1
JP 61062346 A, 31.03.1986
JP 4348289 A, 03.12.1992
US 56912000 B1, 08.07.2003
EP 1088237 B1, 06.04.2005
WO 1993996448 A1, 01.04.1993.

RU 2 498 334 C1

Авторы

Алексеев Владимир Дмитриевич

Калинин Игорь Михайлович

Васютин Владимир Захарович

Самсыгин Вадим Константинович

Даты

2013-11-10Публикация

2012-06-06Подача