Гребная электрическая установка Советский патент 1986 года по МПК B63H23/24 

Изобретение относится к управлению судами, в частности к гребным электрическим установкам переменного постоянного тока.

Цель изобретения - улучшение массо- габаритных показателей.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема силовой части гребной электрической установки; на фиг. 2 - схема управления гребной электрической установкой.

Силовая часть (фиг. 1) гребной электрической установки состоит из синхронного генератора 1, к выводам А, В и С которого подключены неуправляемый 2 и управляемые 3 и 4 выпрямители, разноименные выходные зажимы последних из которых

10

Выход задатчика 107 частоты вращения соединен с другими входами генераторов 101 -106 импульсов. Кроме того, схема управления содержит многопозиционный переключатель 108, через контакты а, б, в, г, д, ж, 3 которого катушки элементов 8, 61, 62 и 109 подключаются к синхронному генератору 1.

Пуск и плавное увеличение частоты вращения гребного электродвигателя до минимальной рабочей частоты вращения, равной половине номинальной частоты вращения пн, осуществляется следующим образом.

При переводе щеток многопозиционного переключателя 108 из положения а в положение б напряжение сети поступает на катушки элементов 8 и 61. Последние, срасвязаны между собой через разделитель- батывая, подключают к сети через неуправ- ный тиристор 5. К выходам управляемых ляемый выпрямитель обмотки возбуждения,

и

выпрямителей 3 и 4 подключены обмотки якорей 6 двухъякорного гребного электродвигателя, обмотки 7 возбуждения котороа также блок 42 синхронизации, от которого в момент времени, когда линейное напряжение АВ становится положительным.

го через реверсивный мост 8 связаны с 2о запускается генератор пилообразного напряжения - генератор 43. Пилообразное напряжение с выхода этого генератора поступает на вход компаратора 49. На второй вход последнего 49 с выхода усилителя 55 поступает постоянное напряжение, уровень котовыходом неуправляемого выпрямителя 2. К последнему подключены узлы искусственной коммутации, каждый из которых состоит из последовательно соединенных зарядных тиристоров 9, коммутирующего конденсатора 10 и реактора 11. Коммутирующие кон- 25 рого устанавливается задатчиком 75 частоты

денсаторы 10 через коммутирующие тиристоры 12-19 связаны с выводами синхронного генератора 1 и соответствующими выходными зажимами управляемых выпрямителей 3 и 4, выполненных на тиристорах 20-25

вращения. Как только напряжение на выходе генератора 43 сравняется с напряжением на выходе усилителя 55 компаратор 49 формирует импульс напряжения, поступающий на вход формирователя 68 импульсов.

и 26-31. Контакты 32-35 реверсивного мое- Последний генерирует импульс напряжения

та 8 зашунтированькдиодами 36-39.

Схема управления гребной электрической установкой (фиг. 2) состоит из двух независимых узлов 40 и 41, первый из них содержит блок 42 синхронизации, выходы которого соединены с входами .генераторов 43-48 пилообразного напряжения, выходы последних соединены с одними из входов компараторов 49-54, другие входы которых подключены к выходам усилителей 55- 60, а выходы через контакты контакторов 61 и 62 - с входами формирователей 63-74 импульсов, причем входы усилителей 55-60 подключены к выходу задатчика 75 частоты вращения.

Выходы формирователей 63-74 импульсов соединены с управляющими электродами тиристоров 20-31 и 5. Узел 41 содержит блок 76 синхронизации, выходы которого соединены с входами генераторов 77-

нужных параметров, который поступает на управляющие электроды тиристоров 22, 30 и 5 управляемых выпрямителей 3 и 4. При этом якори 6, соединенные последовательно, подключаются к фазам А, В генератора 1

через упомянутые тиристоры. Далее в момент времени /з, когда положительным становится линейное напряжение АС, блок синхронизации запускает генератор 44 пилообразного напряжения. Как только напряжение на

40 его выходе сравняется с напряжением на выходе усилителя 56, компаратор 50 вырабатывает импульс напряжения, поступающий на вход формирователя 67. Последний формирует импульс напряжения, поступающий на управляющие электроды тирис45 торов 22, 5 и 29.

Далее описанные электрические процессы повторяются.

Увеличение частоты вращения электро88 импульсов. Выходы генераторов 77-82 jo двигателя до минимальной рабочей величии 83-88 соединены соответственно с одними и другими входами триггеров 89-94, к выходам которых подключены входы генераторов 95-100, к выходам последних подключены одними из входов генераторы 101 - 106 импульсов и управляющие электроды 55 тиристоров. Выходы генераторов 101 -106 импульсов подключены к управляющим электродам тиристоров 12-19.

ны 0,5 п осуществляется уменьшением до нуля уровня напряжения, поступающего на входы компараторов 49-54 с помощью задатчика 75. В этом случае тиристоры 20-22 выпрямителя 3 и тиристоры 29-31 выпрямителя 4 работают с нулевым углом включения. Напряжение на каждом якоре равно половине от номинального значения и имеет слабо выраженные пульсации.

Выход задатчика 107 частоты вращения соединен с другими входами генераторов 101 -106 импульсов. Кроме того, схема управления содержит многопозиционный переключатель 108, через контакты а, б, в, г, д, ж, 3 которого катушки элементов 8, 61, 62 и 109 подключаются к синхронному генератору 1.

Пуск и плавное увеличение частоты вращения гребного электродвигателя до минимальной рабочей частоты вращения, равной половине номинальной частоты вращения пн, осуществляется следующим образом.

При переводе щеток многопозиционного переключателя 108 из положения а в положение б напряжение сети поступает на катушки элементов 8 и 61. Последние, срабатывая, подключают к сети через неуправ- ляемый выпрямитель обмотки возбуждения,

батывая, подключают к сети через неуправ- ляемый выпрямитель обмотки возбуждения,

а также блок 42 синхронизации, от которого в момент времени, когда линейное напряжение АВ становится положительным.

рого устанавливается задатчиком 75 частоты

вращения. Как только напряжение на выходе генератора 43 сравняется с напряжением на выходе усилителя 55 компаратор 49 формирует импульс напряжения, поступающий на вход формирователя 68 импульсов.

Последний генерирует импульс напряжения

нужных параметров, который поступает на управляющие электроды тиристоров 22, 30 и 5 управляемых выпрямителей 3 и 4. При этом якори 6, соединенные последовательно, подключаются к фазам А, В генератора 1

через упомянутые тиристоры. Далее в момент времени /з, когда положительным становится линейное напряжение АС, блок синхронизации запускает генератор 44 пилообразного напряжения. Как только напряжение на

его выходе сравняется с напряжением на выходе усилителя 56, компаратор 50 вырабатывает импульс напряжения, поступающий на вход формирователя 67. Последний формирует импульс напряжения, поступающий на управляющие электроды тиристоров 22, 5 и 29.

Далее описанные электрические процессы повторяются.

Увеличение частоты вращения электродвигателя до минимальной рабочей величидвигателя до минимальной рабочей величины 0,5 п осуществляется уменьшением до нуля уровня напряжения, поступающего на входы компараторов 49-54 с помощью задатчика 75. В этом случае тиристоры 20-22 выпрямителя 3 и тиристоры 29-31 выпрямителя 4 работают с нулевым углом включения. Напряжение на каждом якоре равно половине от номинального значения и имеет слабо выраженные пульсации.

Для осуществления возможности регули- . рования частоты вращения гребного электродвигателя в рабочем диапазоне Пнян 0,5«н ;п :пяакс /1н необходимо щетки многопозиционного переключателя 108 перевести из положения б в положение в. В этом положении щеток напряжение сети поступает на катущку контактора 109, который, срабатывая, подключает блок 76 синхронизации к сети переменного тока. Блок 76 синхронизации в момент времени, когда, например, линейное напряжение АВ становится положительным, запускает генераторы 77 и 83 импульсов, работающих в ждущем режиме. Генераторы 77 и 83 вырабатывают импульсы напряжения, поступающие на

процессы периодически повторяются. При этом, когда максимальным будет линейное напряжение АС, работают генераторы 78, 84, 96 и 102 (якори 6 подключаются к фазам АС, соединяясь параллельно и последова5 тельно через тиристоры 22, 23, 28, 29 и 22, 5, 29 соответственно), когда максимальным будет линейное напряжение ВС, работают генераторы 79, 85, 87, 103 и т. п. Регулирование среднего значения напряжения на яко1Q рях 6 и, как следствие этого, частоты вращения электродвигателя в этом режиме осуществляется с помощью задатчика 107, который, воздействуя на генераторы 101 -106, изменяет время их задержки.

Для обеспечения работы электродвигатевходы триггера 89. Длительность задержки 15 ля с частотой вращения, равной п, необ- генератора 77 соответствует 60°, а длитель- ходимо щетки переключателя 108 перевести

83

ность задержки быть меньще 120

генератора

должна

в положение г. В этом положении щеток напряжение сети поступает на катущку контактора 62, который подключает блок 42 синхронизации к генератору 1 и формирователи 69-74 импульсов - к выходам компараторов 49-54. В этом режиме управляемые выпрямители 3 и 4 работают каждый на свой якорь с нулевым углом регулирования, задатчик 75 установлен в положении, в котором напряжение на выходе усилителей 56-60 равно нулю, в результате напряжения на якорях 6 имеет слабовыраженные пульсации равны номинальному значению.

Триггер 89 срабатывает и подает питание

на генератор 95 импульсов. Последний, работающий в автоколебательном режиме, начинает генерировать периодическую последовательность импульсов, поступающих на управляющие электроды тиристоров 22, 24, 28, 30 и 9 и вход генератора 101 импульсов. При включении этих тиристоров якори 6 подключаются к выводам генератора 1, а конденсаторы начинают заряжаться через реакторы 11 со знаком «плюс на левой обкладке до напряжения, равного напряжению на выходе неуправляемого выпрями- зо та вращения электродвигателя изменяется теля 2. Генератор 101 импульсов, работаю- в диапазоне ,5пн до л«акс 1,0пн, щий в ждущем режиме, формирует импульсы напряжения , поступающие на управляющие электроды тиристоров 17, 14, 19, 15 и 5. При включении этих тиристоров конрегулирование среднего значения на якорных зажимах осуществляется не углом включения тиристоров управляемых выпрямителей, а периодическим переключением якорей с

денсаторы подключаются к тиристорам 24 35 параллельного включения на последовательи 28 обратной полярностью, выключая их. В результате чего якори 6 соединяются последовательно и подключаются к фазам АВ генератора I через тиристоры 22, 5 и 30.

ное с помощью тиристоров управляемых выпрямителей и изменением соотнощений времен, в течение которых якори соединены параллельно и последовательно. Такой

Эти процессы происходят до тех пор, покапринцип регулирования позволяет отказатьимпульс напряжения, сформированный ге-ся от применения компенсаторов реактивной

нератором 83, не вернет триггер 89 в исход-мощности устанавливаемых на входе управное состояние, при котором напряжениеляемых выпрямителей для увеличения cosff

питания снимается с генератора 95. В резуль-и одновременно с этим отказаться от истате этого якори 6 периодически подключа-пользования токосглаживающих реакторов, ются к фазам АВ либо соединяясь парал- 45 устанавливаемых последовательно в якорных

лельно, либо последовательно. Описанныецепях электродвигателей.

процессы периодически повторяются. При этом, когда максимальным будет линейное напряжение АС, работают генераторы 78, 84, 96 и 102 (якори 6 подключаются к фазам АС, соединяясь параллельно и последовательно через тиристоры 22, 23, 28, 29 и 22, 5, 29 соответственно), когда максимальным будет линейное напряжение ВС, работают генераторы 79, 85, 87, 103 и т. п. Регулирование среднего значения напряжения на якорях 6 и, как следствие этого, частоты вращения электродвигателя в этом режиме осуществляется с помощью задатчика 107, который, воздействуя на генераторы 101 -106, изменяет время их задержки.

Для обеспечения работы электродвигателя с частотой вращения, равной п, необ- ходимо щетки переключателя 108 перевести

ля с частотой вращения, равной п, необ- ходимо щетки переключателя 108 перевести

в положение г. В этом положении щеток напряжение сети поступает на катущку контактора 62, который подключает блок 42 синхронизации к генератору 1 и формирователи 69-74 импульсов - к выходам компараторов 49-54. В этом режиме управляемые выпрямители 3 и 4 работают каждый на свой якорь с нулевым углом регулирования, задатчик 75 установлен в положении, в котором напряжение на выходе усилителей 56-60 равно нулю, в результате напряжения на якорях 6 имеет слабовыраженные пульсации равны номинальному значению.

В рабочем режиме работы, когда частота вращения электродвигателя изменяется в диапазоне ,5пн до л«акс 1,0пн,

регулирование среднего значения на якорных зажимах осуществляется не углом включения тиристоров управляемых выпрямителей, а периодическим переключением якорей с

параллельного включения на последовательное с помощью тиристоров управляемых выпрямителей и изменением соотнощений времен, в течение которых якори соединены параллельно и последовательно. Такой

принцип регулирования позволяет отказать

C4J

nj

3 -&.

.

н

см

(С)

10

со

«л

ю IT

ri LrLELr-Li2J I

ю

«л

ю IT

ELr-Li2J

Составитель я. Гаврилов

РедакторМ. БланарТехред И. ВересКорректор О. Луговая

Заказ 2506/21Тираж 422Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4