Гребная электрическая установка Советский патент 1986 года по МПК H02P5/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в гребных электрических установках.

Целью изобретения является поддержание постоянства гребной мощности установки в неустановившихся режимах

На чертеже приведена функциональная схема гребной электрической уста новки.

: Гребная электрическая установка содержит последовательно соединенные генераторы 1 и электродвигатель 2 постоянного тока, регулятор 3 возбуж jDteHHH генераторов, к выходу которого подключены обмотки 4 возбуждения гег нераторов, регулятор 5 возбуждения электродвигателя, к выходу которого подключены обмотки 6 возбуждения электродвигателя, четыре ключа 7-10, последовательно соединенные устано- вочный потенциометр 11 тока якорей и регулятор 12 постоянства тока якорей, выход которого подключен к входу первого ключа 7, последовательно соединенные задатчик 13 интенсивност генераторов и первый регулятор 14 режимов генераторов, выход которогр/ подключен к входу второго ключа 8, установочньй потенциометр 15 тока воздуждення, соединенный с входом третьего ключа 9, последовательно соединенные задатчик 16 интенсивност двигателя и регулятор 17 режимов электродвигателя, вькод которого подключен к входу четвертого ключа 10, потенциометр 18 поста управления выходом соединенный с входами задат- чиков 13 и 16 интенсивности, датчик 19 тока якорей, датчик 20 тока возбуждения генераторов и датчик 21 тока возбуждения электродвигателя, выходы которых подключены к соответствующим входам регулятора 12 постоянства тока якорей, регулятора 3 возбуждения генераторов и регулятора 5 тотса возбуждения электродвигателя, датчик 22 частоты вращения электродвигателя, связанный с входами регуляторов 14 и 17 режимов. Выходы первого 7 и второго 8 ключей.соади-j нены с вторым входом регулятора 3 возбуждения генераторов, а выходы третьего 9 и четвертого 10 ключей - вторым входом регулятора 5 возбуждения электродвигателя. Управляющие входы первого 7 и четвертого 10 ключей соединены с первой шиной управления , а управляющие входы второго 8 и третьего 9 ключей - с второй шиной управления.

Установка также содержит два опт- рона 23 и 24, инвертор 25, компаратор 26, два диода 27 и 28, два ключа

29и 30, датчик 31 напряжения и датчик 32 мощности, входы которого соединены с выходами датчика 31 напряжения и датчика 19 тока якорей, а выход подключен к информационному входу первого оптрона 23 непосредственно и к информационному входу второго оптрона 24 через инвертор 25 входы пятого и шестого ключей 29 и

30соединены с датчиками 20 и 21 токов возбуяда(ения соответственно ге- гераторов 1 и электродвигателя 2, выходы подключены к входу компаратора 26, выходом соединенного с управляющим входом первого оптрона 23 через первый диод 27, включенньй в прямом направлении, и с управляющим входом второго оптрона 24 через второй диод 28, включенный в обратном направлении, а также позиционный переключатель 33, первый неподвижный контакт которого соединен с датчиком 22 частоты вращения, второй неподвижный контакт - с выходами оптронов 23 и 24, а подвижный контакт подключен к соответствующим рходам регулятора 14 режима генераторов и регулятора 17 режимов электродвигателя. Управляющие входы пятого и шестого ключей 29 и 30, соединены с управляющими входами соответственно второго и первого ключей

8 и 7.

Гребная электрическая установка работает следующим образом.

В зависимости от положения позиционного переключателя 33 гребная установка работает или в режиме стабилизации частоты вращения электродвигателя, или в режиме поддержания постоянства мощности первичных тепловых двигателей в неустано гошихся режимах, например при тралении в условиях волнения. При стабилизации частоты вращения электродвигателя 2 система управления устройством обеспечивает или режим стабилизации тока якорей (замкнуты первый 7 и четвертый 10 ключи, частота вращения регулируется за счет изменения возбуждения электродвигателя 2) или режим генератор-двигатель (замкнуты второй 8 и третий 9 ключи, возбуждение электродвигателя постоянно.), частота вращения регулируется за счет изменения возбуждения генераторов).

При работе установки в режиме постоянства мощности и неизменного тока якорей посредством штатного переключателя (не показан), находя- щегося в регуляторе 3 возбуждения генераторов, подается сигнал, замыкающий электронные ключи 7 и 10, а также ключ 30. Система управления генераторами, построенная по принципу системы подчиненного регулирования и состоящая в данном случае из внутреннего контура тока возбуждения, в который входят обмотки 4 возбуждения генераторов, датчик 20 тока возбуждения и регулятор 3 возбуждения генераторов 1, и из внешнего контура ток якорной цепи, состоящего из якорной цепи установки, датчика 19 тока якорей и регулятора 12 постоянства тока якорей, обеспечивает с высокой степенью точности поддержание заданного значения тока в якорной цепи установки, величина которого задается сигналом, поступающим на вход регулятора 12 постоянства тока якорей от установочного потенциометра 11. Система управления электродвигателем также построена по принципу системы подчиненного регулирования Сигнал заданного значения мощности от потенциометра 18 поста управления подается на задатчики 13, и 16 интенсивности. Далее этот сигнал, линейно возрастающий до заданного значения на выходе задатчиков интенсивности, поступает на регуляторы 14 и 17 режимов, работающие в данном случае в

качестве регуляторов мощности. С выхода регулятора 17 через ключ 10 сигнал подается в регулятор 5 возбуждения электродвигателя 2. В результате этого по обмоткам 6 возбуждения электродвигателя 2 начинает протекать ток возбудения и появляется сигнал на выходе датчика 21 тока возбуждения, который через ключ 30 поступает на вход компаратора 26. В зависимое- ти от полярности этого сигнала начиг нает протекать ток по цепи источника излучения или оптрона 23 через диод 27, или оптрона 24 через диод 28, открьшая тем самым путь для прохождения сигнала действительного значения .электромагнитной мощности с выхода датчика 32 этой мощности. Сигнал на

выходе датчика 32 электромагнитной мощности формируется их сигнала действительного значения тока якорной цепи, поступающего от датчика -19 тока якорей, и сигнала напряжения якоря, поступающего с выхода датчик 31 напряжения, путем вычитания из сигнала напряжения якоря сигнала, пропорционального падению напряжения в якорной цепи двигателя, и перемножения этой разности на сигнал действительного значения тока якоря. Если изменяются условия работы судна и увеличивается момент сопротивления на гребном винте (например, при работе с тралом), то происходит уменьшение частоты вращения гребного электродвигателя, что приводит в первоначальный момент к уменьшению противо- электродвижущей силы и электромагнитной мощности электродвигателя. На выходе регулятора 17 режимов появлят ется разность между заданным и действительным значением мощности, в результате чего в соответствии с нро- порционально-интегральньм законом регулирования, реализуемым в данном, случае регулятором 17 мощности, увеличивается сигнал на выходе регулятора мощности, увеличивается ток возбуждения двигателя и с высокой точностью и быстродействием восстанавливается заданное значение мощности электродвигателя. Аналогичные явления происходит и при уменьшении момента сопротивления на гребном винте. Если судно работает в условиях волнения, то изменение момента сопротивления происходит с частотой волнения, однако мощность, потребляемая гребным электродвигателем, остается на заданном уровне.

При работе установки в режиме генератор-двигатель с постоянством мснцности, сигнал на замыкание подается на затворы (полевых транзисторов) электронных ключей 8 и 9 и ключа 29. В этом случае.ток возбуждения гребного электродвигателя не изменяется и поддерживается регулятором 5 возбуждения электродвигателя 2 на уровне, заданном установочным потенциометром 15 тока возбуждения электродвигате.г1я 2. Сигнал с выхода регулятора 14 режимов генератора через ключ 8 подается на регулятор 3 возбуждения генератора 1, в в peavqbTaTe чего по обмоткам 4

возбуждения генераторов начинает протекать ток возбуждения и появляется сигнал на выходе датчика 20 тока возбзгждения, который через ключ 29 поступает на вход компаратора 26. Далее работа установки аналогична работе в режиме неизменного тока, за исключением того, что функции регулятора 17 режимов вьтолняет ре- гулятор 14 режимов.

Изобретение расширяет функции установки, обеспечивая ее работу в режимах генератор-двигатель и неизменного тока не только при простоян- стве частоты вращения, но и при постоянстве мощности, за счет чего исключаются колебания нагрузки на первичных тепловых двигателях и повьша- ется их моторесурс.

Формула изобретения

Гребная электрическая установка, содержащая последовательно соединен- ные генераторы и электродвигатель постоянного тока, регулятор возбуждения генераторов, к выходу которого подключены обмотки возбуждения генераторов, регулятор возбуждения элект родвигателя, к выходу которого подключены обмотки возбуждения электродвигателя, четыре ключа, последова- тельно соединенные, установочный потенциометр тока якорей и регулятор постоянства тока якорей, выход которого подключен к входу первого ключа последовательно соединенные задатчик интенсивности генераторов и регулятор режимов генераторов, выход кото- рого подключен к входу второго ключа установочный потенциометр тока возбуждения, соединенный с входом третьего ключа, последовательно соединенные задатчик интенсивности элект- родвигателя и регулятор режима электродвигателя, выход которого подключен к входу четвертого ключа, потен- циоментр поста управления, соединенный с входами задатчиков интенсив- ности, датчик тока якорей, датчик тока возбуждения генераторов и датчик тока возбуждения электродвигаВНИИПИ Заказ 4138/56

Тираж 631 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

теля, выходы которых подключены к соответствующим входам регулятора постоянства тока .якорей, регулятора возбуждения генераторов и регулятора возбуждения электродвигателя, а также датчик частоты вращения электродвигателя, связанней с входами регуляторов режимов, причем выходы .первого и второго ключей соединены с вторым входом регулятора возбуждения генераторов, выходы третьего и четвертого ключей - с вторым входом регулятора возбуждения электродвигате- ля, управлякяцие входы первого и четвертого ключей - с первой шиной управления, а управляющие входы второго и третьего ключей - с второй шиной управления, отличающая с я тем, что, с целью поддержания постоянства мощности гребной установки в неустановившихся режимах, в нее введены два оптрона, инвертор, компаратор, два диода, датчик напряжени и датчик мощности, входы которого соединены с датчиком напряжения и датчиком тока якорей, а выход подключен к информационному входу первого оптрона непосредственно и информационному входу второго оптрона через инвертор, пятый и Шестой ключи входы которых соединены с датчиками токов возбуждения соответственно генраторов и электродвигателя, выходы подключены к входу компаратора, выходом соединенного с управляющим входом первого оптрона через первый диод, включенньй в прямом направлени и с управляющим; (ВХОДОМ второго оптрона через втброй диод, включенный в обратном направлении, а также позиционный переключатель, первый неподвижный контакт которого соединен с датчиком частоты вращения, второй неподвижный контакт - с выходами опт ронов, а подвижный контакт подключен к соответствующим входам регулятора режима генераторов и регулятора режима электродвигателя, причем управляющие входа пятого и шестого ключей соединены с управляющими входами соответственно второго и первого ключей.

Тираж 631 Подписное

д, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к.электротехнике и может быть использовано в гребных электрических установках. Устройство расширяет функции гребной установки, обеспечивая ее работу в. режимах генератор-двигатель и неизменного тока не только при постоянстве частоты вращения , но и при постоянстве мощности за счет согласованного регулирования возбуждения генератора и двигателя гребной установки. В системе достигается исключение колебаний нагрузки на первичных тепловых двигателях и повьппается их моторесурс. 1 ил.. (Л IS9 4 СХ) о ю to