Электроэнергетическая силовая установка судна (ее варианты) Советский патент 1987 года по МПК B63H23/24 

Изобретение относится к судовой автоматике и может быть использовано в электроэнергетических силовых установках па- русно-моторных судов.

Цель изобретения - повышение КПД. На фиг. 1 представлена блок-схема электроэнергетических силовых установок судна по перЕюму варианту; на фиг. 2 - то же, но второму варианту; на фиг. 3-силовая схема циклоконвертора электроэнергетической силовой установки судна по второму варианту.

Электроэнергетическая силовая установка судна но первому варианту состоит из тенловых двигателей 1, соединенных разъединительными муфтами 2 с синхронными генераторами 3, снабженными датчиками 4 частоты и фазы и подключенными к распределительным шинам 5, ветрогенерато- ров 6, подключенных к входам управляемых выпрямителей 7, к выходам которых подключены аккумуляторные батареи 8 с блоками 9 для автоматической заря.аки и ведомые инверторы 10 с блоками 11 управления, гребной электродвигатель 12 с датчиками 13 частоты и фазы, причем якоря гребного электродвигателя 12 соединены с выходами ведомых инверторов 10 и механически связаны с гребным винтом 14, а выходы датчиков 4 и 13 подключены к входам соответствующих блоков 11 управления и автоматических выключателей 15-29.

В электроэнергетической силовой установке судна по второму варианту (фиг. 2) к распределительным 1нинам 5 подключены входы циклоконверторов 30 с блоками 31 управления. К дросселям 32 (фиг. 3) циклоконверторов 30 подключены блоки 9 для автоматической зарядки аккумуляторных батарей 8. Каждый циклоконвертор состоит из 1нести групп тиристоров 33-38, к одной (34) из четных групп которого подключен ветрогенератор 6.

Электроэнергетическая силовая установка судпа но первому варианту работает следуЮН1ИМ образом.

В основном режиме работы (при ходе судна под парусом) тепловые двигатели 1 не работают. Синхронпые генераторы 3 отсоединяются от тепловых двигателей 1 разъединительными муфтами 2. Электрическая энергия для питания общесудовых электропотребителей при ходе судна под парусами со скоростью, близкой к номинальной, поступает от гребного электродвигателя 12, работающего в режиме гидрогенераторов, или от ветрогенераторов 6, или от аккумуляторных батарей 8 (вне зависимости режима работы судна). При обеспечении электрической энергией общесудовых электронотребителей от гребного электродвигателя 12, работающего в режиме гидрогенераторов, включаются автоматические выключатели (АВ) 15, 18, 26, 21, 29

0

5

и 16 (остальные автоматические выключатели разомкнуты). Осуществляется плавный пуск двух синхронных генераторов 3, работающих в режиме вентильных двигателей, с помощью управляемых выпрямителей 7, ведомых инверторов 10 и датчиков 4 частоты и фазы. При достижении синхронными генераторами 3 номинальной частоты вращения и установке заданных величин напряжения и частоты на распределительных щинах 5 к щинам подключаются общесудовые электропотребители. Напряжение и частота на распределительных щинах 5 поддерживаются постоянными (номинальными) при изменяющейся

5 частоте вращения гребного электродвигателя 12 с помощью блоков управления 11 ведомых инверторов 10, датчиков 4 частоты и фазы синхронных генераторов 3 и системы возбуждения гребного электродвигателя 12.

0 В случае обеспечения электрической энергией общесудовых электропотребителей от ветрогенераторов 6 или аккумуляторных батарей 8 включаются автоматические выключатели 23, 21, 16 и 22, 18, 15 или 25, 21, 16 и 24, 18, 15. Осуществляется плавный пуск синхронных генераторов 3 (одного или двух) от ветрогенераторов 6 или аккумуляторных батарей 8, соответственно, через управляемые выпрямители 7 и ведомые инверторы 10 или только ведоQ мые инверторы 10. Стабилизация параметров (напряжения и частоты) на распределительных щинах 5 и подключение общесудовых электропотребителей аналогично их питанию от гребного электродвигателя 12.

При избытке энергии ветрогенераторов

г 6 для питания общесудовых электропотребителей энергия одного из ветрогенераторов 6 может использоваться для движения судна. При замкнутых автоматических вы ключателях 22 и 27 или 23 и 28 энергия от ветрогенераторов 6 поступает через

0 управляемые выпрямители 7 и ведомые инверторы 10 к одному из якорей гребного электродвигателя 12. Для аккумулирования избыточной энергии ветра при работе гребного электродвигателя 12 в режиме гидрогенератора или ветрогенераторов 6 .между управляемыми вынрямителя.ми 7 и ведомы.ми инверторами 10 включены аккумуляторные батареи 8 с блоками 9 для автоматической зарядки. Энергия аккумуляторных батарей 8 может использоваться как

Q для питания общесудовых электропотребителей, так и для питания гребного электродвигателя 12. В этом случае включаются автоматические выключатели 25, 28 или 24, 27 и осуществляется запуск гребного электродвигателя 12 и последующее регулирование ча5 стоты вращения.

При отсутствии ветра, неисправности парусов, ходе судна в узкостях и т. д. общесудовые электропотребители и гребной

электродвигатель 12 получают питание от распределительных шин 5, к которым подключаются синхронные генераторы 3, приводимые во вращение тепловыми двигателями 1 (разъединительные муфты 2 соединены)

Якоря гребного электродвигателя 12 получают питание от распределительных шин 5 через управляемые выпрямители 7 и ведомые инверторы 10 при замкнутых автоматических выключателях 19, 27 и 20, 28.

Электроэнергетическая силовая установка судна по второму варианту (фиг. 2) работает следуюш.им образом.

В основном режиме работы (при ходе судна под парусом) тепловые двигатели 1 не работают. Синхронные генераторы 3 отсоединены от тепловых двигателей 1 разъединительными муфтами 2. Электрическая энергия для питания общесудовых электропотребителей при ходе судна под парусами со скоростью, близкой к номинальной, поступает от гребного электродвигателя 12, работающего в режиме гидрогенератора, или от ветрогенераторов 6, или от аккумуляторных батарей 8 (вне зависимости от режима работы судна).

При обеспечении электрической энергией общесудовых электропотребителей от гребного электродвигателя 12, работающего в режиме гидрогенератора, включаются, как и в первом варианте, автоматические выключатели 29, 21, 16 и 26, 18, 15 (остальные автоматические выключатели разомкнуты). Осуществляется пуск двух (или одного) синхронных генераторов 3, работающих в режиме вентильных двигателей, с помощью циклоконверторов 30. Коммутация тока тиристоров циклоконверторов 30 при низких частотах осуществляется напряжением гребного электродвигателя 12, а при высоких частотах - напряжением синхронных генераторов 3. Стабилизация параметров (напряжения и частоты) на распределительных щинах 5 и подключение общесудовых электропотребителей аналогично, как и в первом варианте.

При питании общесудовых электропотребителей от ветрогенераторов 6 включаются автоматические выключатели 23, 20, 16 и 22, 19, 15. Как показано на фиг. 3, ветрогене- ратор 6 автоматическим выключателем 22 подключается к- группе 34 тиристоров цик- локонвертора 30, которая работает в данном случае в выпрямительном режи.ме, а группа 33 тиристоров - в инвертор- ном режиме, при этом автоматический выключатель 39 разомкнут. Группы 35-38 тиристоров циклоконверторов 30 не работают. Осуществляется запуск синхронного генератора 3 (фиг. 2) с помощью датчика 4 частоты и фазы и части силовой схемы циклоконверторов 30 по схеме; управляемый выпрямитель - ведомый инвертор. При достижении синхронным генератором 3, работающим в режиме вентильного двигателя, номинальной частоты вращения и стабилизации напряжения и час- тоты на распределительных щинах 5 подключаются общесудовые электропотребителц

Общесудовые электропотребители могут получать питание и от аккумуляторных

Q батарей 8. В этом случае включаются автоматические выключатели 24, 19, 15 и 25, 20, 16. Аккумуляторные батареи 8 (фиг. 3) подключаются к дросселям 32 циклоконверторов 30 (группа 33 тиристоров работает в режиме ведомого инвертора) и

5 осуществляется пуск синхронного генератора 3 (фиг. 2). После стабилизации напряжения и частоты на распределительных шинах 5 подключаются общесудовые электропотребители.

При избытке энергии ветрогенераторов 6 для питания общесудовых электропотребителей, энергия одного из ветрогенераторов 6, как и в первом варианте, может использоваться для движения судна.

5 При замкнутых автоматических выключателях 22 и 26 или 23 и 29 энергия от ветрогенератора 6 поступает на группу 33 тиристоров циклоконвертора 30 (фиг. 2,3), работающую в режиме ведомого инвертора, и на один из якорей гребного электро0 двигателя 12.

Для аккумулирования избыточной энергии ветра при работе гребного электродвигателя 12 в режиме гидрогенератора или ветрогенераторов 6 аккумуляторные ба5 тареи 8 с блоком 9 автоматической зарядки подключаются к дросселям циклоконвертора 30. Энергия аккумуляторных батарей 8, помимо питания общесудовых электропот- ребителей, в данном варианте, также может

д использоваться для питания гребного электродвигателя 12. В этом случае включаются автоматические выключатели 25, 29 или 24, 26 и осуществляется запуск гребного электродвигателя 12 и последующее регулирование частоты вращения.

5

При отсутствии ветра, неисправности парусов, ходе судна в узкостях и т. д. общесудовые электронотребители и гребной электродвигатель 12 по-лучают питание от распределительных шин 5, к которьЕМ под ключаются синхронные генераторы 3, приводимые во вращение тепловыми двигателями 1. Якоря гребных электродвигателей 12 получают питание от распределительных шин 5 через циклоконверторы 30 при замкнутых

С автоматических выключателях 19, 27 и 20, 28. Независимо от режима работы силовой установки судна синхронные генераторы 3 (не- задействоваипые в схеме) могут использоваться как синхронные компенсаторы для

повышения коэффициента мощности судовой сети.

Формула изобретения 1. Электроэнергетическая силовая уставов ка судна, содержащая тепловые двигатели, соединенные разъединительными муфтами с синхронными генераторами, с которыми связаны тиристорные преобразователи с блоками управления и общесудовые электропотребители, двухякорный гребной синхронный электродвигатель, ветрогенераторы и аккумуляторные батареи с блоками для автоматической зарядки, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, она снабжена подключенными к синхронным генераторам и двухякорному гребному синхронному.

10

2. Электроэнергетическая силовая уста новка судна, содержащая тепловые двигатели, соединенные разъединительными муфтами с синхронными генераторами, с которыми связаны тиристорные преобразователи с блоками управления и общесудовые электропотребители, двухякорный гребной синхронный электродвигатель, ветрогенераторы и аккумуляторные батареи с блоками для автоматической зарядки, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД она снабжена подключенными к синхронным генераторам и двухякорному гребному синхронному электродвигателю датчиками частоты ,и фазы, а тиристорные преобразователи выполнены в виде-циклоконверторов.

электродвигателю датчиками частоты .и 15 блоки управления которыми соединены с фазы, а тиристорные преобразователи соответствующими датчиками частоты и фа- вы по л не вы вательно

в виде соединенных последо- управляемых выпрямителей и ведомых инверторов, причем блоки управ- левия ведомых инверторов соединены с соответствующими датчиками частоты и фазы.

20

зы, причем аккумуляторные батареи подключены к средним выводам дросселей циклоконверторов, а ветрогенераторы - к одним из групп тиристоров циклоконверторов.

0

2. Электроэнергетическая силовая уста новка судна, содержащая тепловые двигатели, соединенные разъединительными муфтами с синхронными генераторами, с которыми связаны тиристорные преобразователи с блоками управления и общесудовые электропотребители, двухякорный гребной синхронный электродвигатель, ветрогенераторы и аккумуляторные батареи с блоками для автоматической зарядки, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД она снабжена подключенными к синхронным генераторам и двухякорному гребному синхронному электродвигателю датчиками частоты ,и фазы, а тиристорные преобразователи выполнены в виде-циклоконверторов.

5 блоки управления которыми соединены с соответствующими датчиками частоты и фа-

блоки управления которыми соединены с соответствующими датчиками частоты и фа-

зы, причем аккумуляторные батареи подключены к средним выводам дросселей циклоконверторов, а ветрогенераторы - к одним из групп тиристоров циклоконверторов.

/

Ч ОбщщдоВые

зпектропотреВи- твли

Фиг.2

fll

///Аб

Изобретение относится к судовой автоматике и предназначено для повышения КПД. Электроэнергетическая силовая установка судна по варианту I состоит из тепловых двигателей I, связанных с синхронными генераторами 3, снабженными датчиками 4 частоты и фазы, ветрогенерато- ров 6, подключенных к входам управляемых выпрямителей 7, к выходам которых подключены аккумуляторные батареи 8 и ведомые инверторы 10 с блоками II управления, гребной электродвигатель 12 с датчиками 13 частоты и фазы, причем якоря гребного электродвигателя 12 соединены с выходами ведомых инверторов Ю и механически связаны с гребным винтом 14, а выходы датчиков 4 и 13 подключены к входам блоков 11 управления. В электроэнергетической силовой установке судна по варианту II к распределительным шинам 5 подключены входы циклоконверторов с блоками управления. I з. п. ф-лы, 3 ил. сл со ю N:) о

гб

Фиг.Ь