Электропривод гребного винта Советский патент 1988 года по МПК H02P5/06 

I

DO CD Х

эо

4::

гение относится к электротехнике и может найти применение в гребных электрических устройствах с полупроводниковыми преобразователями ледоколов и судов левого плавания, которые значительную часть эксплуатационного времени работают в маневренных режимах и при изменяющемся моменте сопротивления на гребном винте.

Целью изобретения является повьппе- ние належности и КПД устройства.

На чертеже изображена схема электропривода гребного винта.

Электропривод гребного винта содержит гребной электродвигатель 1, подключенный через полупроводниковый преобразователь 2 к генератору 3, установленному на валу дизеля 4, последовательно соединенные вращающийся трансформатор 5, преобразователь 6 угла, линейный задатчик 7 интенсивности, последовательно соединенные ре гулятор 8, избиратель 9 максимального значения и систему 10 импульсно- фазового управления, выход которой подключен к управляющему выходу полупроводникового преобразователя 2. К второму входу избирателя 9 максимального момента подключен выход датчика 11 частоты вращения дизеля А.

Электропривод содержит также систему 12 измерения момента генератора

3,блок 13 дифференцирования, согласующий усилитель 14, сумматор 15, функциональный преобразователь 16 с характеристикой в виде кубической параболы и коммутационный узел 17.

Один вход сумматора 15 соединен через согласующий усилитель 14 и блок 13 дифференцирования с выходом датчика 11 частоты вращения дизеля

4,а другой - с выходом системы 12 из мерения момента генератора 3. Выход сумматора 15 соединен с вторьпи входом регулятора 8.

Выход линейного задатчика 7 интенсивности соединен с первым входом ком мутзционного узла 17 и входом функционального преобразователя 16, выход которого соединен с вторым входом коммутационного узла 17, соединенного своим выходом с первым входом регулятора 8.

Введение и электропривод сумматора, блока дифференцирования, согласующего усплитепя, системы измерения момента геи(: (1атора позволяет стнлять определение коспекным путем

вращающегося момента дизеля в соответствии с уравнением движения

М.

1 -in dt

0

5

0

5

0

5

0

где М, ген

вращающий момент дизеля; момент генератора (момент сопротивления для дизеля),

I - момент инерции дизель- генератора; п - частота вращения дизеля.

Использование сигнала, пропорционального моменту дизеля, в качестве обратной связи в системе автоматического регулирования позволяет осуществить стабилизацию нагрузки дизеля при изменяющемся моменте сопротивления в процессе взаимодействия гребного винта со льдом.

Стабилизация нагрузки дизеля приводит к уменьшению удельного расхода топлива, к уменьщению износа цилиндре- поршневой группы, т.е. повьппает КПД и надежность устройства.

Введение функционального преобразователя с коммутирующим узлом дает возможность реализовать нелинейный задатчик интенсивности, позволяя при пуске гребного электродвигателя обеспечивать равномерное приращение частоты вращения гребного электродвигателя во времени т.е. реализуется линейное задание частоты вращения гребного электродвигателя. Характеристика, реализующаяся функциональным преобразователем, имеет при этом вид кубической параболы. Она определяется из следующих соображений: при линейном задатчике интенсивности частоты вращения гребного электродвигателя - в относительных единицах:

45

.гел t

где п.. - заданное значение частоты гед

вращения гребного электродвигателя j t - текущее время, при установившемся режиме работы ГЭУ:

М Р М -п - п п п АИЛ - ret, гедПгеА Г«.А

где - мощность гребного электродвигателя;

гед, момент гребного электродвигателя .

Из этих выряжений следует, что должно быть

М

Ли-

t .

где М - заданное значение момента

АИ 7

дизеля.

Неравномерный наброс нагрузки (меньшая скорость наброса в начале пуска и большая - в конце пуска) создает лучшие условия сгорания топлива, что повышает надежность работы дизеля, а также надежность процесса реверсирования гребного электродвига теля при маневрировании вследствие Исключения возможного отключения дизеля из-за перегрузки.

Устройство работает следующим образом.

Задание вращающегося момента дизеля 4 производится вращающим трансформатором 5, связанным с рукояткой поста управления и преобразователем угла 6, Лалее сигнал поступает на линейный задатчик 7 интенсивности, определяющий скорость нарастания (спадания) управляющего сигнала, что позволяет не ограничивать скорость перекладки рукоятки поста управления После линейного задатчика 7 интенсивности сигнал проходит через замкнуты контакт коммутационного узла 17 (при установившейся работе) и поступает на регулятор 8, на второй вход кото- рого подается сигнал, соответствующий действительному значению момента дизеля. Этот сигнал поступает из сумматора 15, в котором суммируются сигналы обратных связей по моменту генератора и динамическому моменту дизеля. Канал обратной связи по моменту генератора образуется с помощью системы 12 измерения момента генератора. Канал обратной связи по динамическому моменту дизеля образуется цепью: датчик 11 частоты вращения дизеля, блок 13 дифференцирования, согласующий усилитель 14. В равновесном состоянии схемы сигналы на входах регулятора 8 равны по абсолютной величине (в случае ПН - регулятора) и противоположны по знаку. С выхода регулятора 8 управляющий сигнал поступает на избиратель 9 максимального значения. Кроме того, на его второй вход поступает сигнал от датчика 11 частоты вращения. Избиратель 9 пропускает наибольший

сигнал, который становится задающим и поступает на вход системы 10 им- пульсно-фазового управления. Во время работы судна во льдах момент сопротивления на гребном винте изменяется. При этом происходит соответствующее изменение нагрузки гребного электродвигателя, а следовательно, и дизеля. На первый вход регулятора подается постоянный сигнал, равный заданному значению момента дизеля, а на второй вход - сигнал, пропорциональный действительной нагрузке дизеля. Выходной сигнал регулятора 8, поступая в систему 10 импульсно-фа- зового управления, изменяет частоту вращения гребного электродвигателя таким образом, что нагрузка (момент) дизеля поддерживается неизменной.

При маневренных режимах судна осуществляются частые пуски, реверсы гребного злектродвигателя с частотой повторения 60 и более раз в 1 ч. В этом случае с помощью коммутационного узла 17 выход линейного задатчика 7 интенсивности отключаетс от первого входа регулятора 8, к второму входу которого подключается выход функционального преобразователя 16. Во время пуска гребного электродвигателя на выходе врашающего трансформатора 5 появляется изменяющий во времени сигнал, поступающий через преобразователь угла 6 на вход линейного задатчика 7 интенсивности. На его выходе появляется равнмерно возрастающий во времени сигнал Этот сигнал поступает в функциональный преобразователь 16, на выходе которого появляется сигнал, изменяющийся во времени в функции кубическо параболы. Сигнал функционального преобразователя через регулятор 8, избиратель 9 максимального значения поступает в систему 10 импульсно-фазово го управления, и осуществляется пуск гребного электродригателя. Сигнал обратной связи по моменту дизеля, поступающий на второй вход регулятора 8, обеспечивает и:зменение нагрузки дизеля в соответсшии со значение выходного сигнала функционального преобразователя 16.

Таким образом, в предлагаемом электроприводе гребного винта обеспечивается стабилизация нагрузки дизеля при изменяк Щемсп моменте сопротивления в процессе рэботы гребного электродвигателя, нелинейный закон изменения момента дизеля во время пуска и реверса, что приводит к повышению КГШ и надежности устройства

Формула изобретения

Электропривод гребного винта, содержащий гребной электродвигатель, подключенный через полупроводниковый преобразователь к генератору, установленному на. валу дизеля, последовательно соединенные вращающийся транс

личающийся тем, что, с целью повьшения надежности и КПП, он снабжен системой измерения момента генератора блоком дифференцирования, согласующим усилителем, сумматором, функциональньм преобразователем с характеристикой в виде кубической параболы и коммутационным узлом, при этом один вход сумматора соединен через последовательно включенные согласующий усилитель и блок дифференцирования с выходом датчика частоты вращения дизеля, а другой - с выходом

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в электрических установках с полупроводниковыми преобразователями ледо- i колов и судов левого плавания. Целью изобретения является повышение надежности и КПД устройства. Устройство содержит сумматор 15, входы которого подключены к усилителю 14 и системе 12 измерения момента генератора 3. Выход сумматора 15 подключен к входу регулятора 8. Вход функционального преобразователя 16 соединен с выходом задатчика интенсивности 7, а выход - с регулятором 8. В данном электроприводе обеспечивается стабилизация нагрузки дизеля при изменяющемся моменте сопротивления в процессе работы гребного электродвигателя. 1 ил. г (Л

форматор, преобразователь угла, линей-15 системы измерения момента генератора, ный задатчик интенсивности, последовательно соединенные регулятор, избиратель максимального значения, систему импульсно-фазового управления, выход которой подключен к управляющему вхо- 20 и входом функтшонального преобразова- ду полупроводникового преобразовате- теля, выход которого соединен с втовыход сумматора соединен с вторым входом регулятора, а выход линейного задатчика интенсивности соединен с первым входом коммутационного узла

ля, датчик частоты вращения дизеля, подключенный к второму входу избирателя максимального значения, о т Составитель В.Поспелов Редактор Е.Копча Техред М.Ходанич Корректор Н.Король

Заказ 2676/55

Тираж 583

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

системы измерения момента генератора, и входом функтшонального преобразова- теля, выход которого соединен с втовыход сумматора соединен с вторым входом регулятора, а выход линейного задатчика интенсивности соединен с первым входом коммутационного узла

рым входом коммутатшонного узла, соединенного выходом с первым входом регулятора.

Подписное