Гребная электрическая установка судна Советский патент 1989 года по МПК B63H23/24 

1

(21)4353933/40-11

(22)02.11.87

(46) 30.07.89, Бюл. № 28

(71)Ленинградское высшее инженерное морское училище им. адм. С. О. Макарова

(72)В. С. Иванов

(53)621.316.718.5.077.2-83(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 889534. кл. В 63 Н 23/24, 1981.

(54)ГРЕБНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА СУДНА

(57)Изобретение относится к судостроению, в частности к гребным электрическим установкам (РЭУ) переменно-постоянного тока с полупроводниковыми преобразователями электроэнергии двухвальных судов. Цель изобретения - повышение надежности первичных двигателей при работе РЭУ двухвального судна в режиме демпфирования крутильных колебаний в валопро- водах. РЭУ содержит первичные двигатели 1-3, сочлененные с синхронными генераторами 4-6, соединенными с распределительными шинами 7 и 11, подключенные к последним через сооветствуюш,ие полупроводниковые преобразователи 8 и 11 электроэнергии с системами 9 и 10 управления, кормовой 10 и носовой 13 гребные электродвигатели (РЭД) системы автоматического

регулирования РЭД в составе датчиков напряжения 14 и 15 и тока 16 и 17 гребного электродвигателя, соединенных с входами датчиков 18 и 19 мощности, выходы которых соединены с вторыми входами регуляторов 20 и 21 мощности, первые входы которых через суммирующие элементы 32 и 33 соединены с постами 30 и 31 управления, а выходы - с первыми входами суммирующих элементов 22 и 23, к вторым входам которых подключена цепь из последовательно соединенных усилителей 28 и 29, фазовращателей 26 и 27, узкополосных фильтров 24 и 25, входы которых соединены с выходами датчиков 16 и 17 тока, выходы суммирующих усилителей 22 и 23 усилителей 22 и 23 соединены с входами систем 9 и 12 управления и полупроводниковыми преобразователями 8 и 11 электроэнергии. В режиме демпфирования крутильных колебаний в валопроводе одного и РЭД подключается выход соответствующем) суммирующего элемента 36 или 37 чере, коммутационное устройство 38 или 39 к входу суммирующего элемента 32 или 33, при этом к входу суммирующего элемента 36 или 37 подключен выход поста 30 или 31 управления и через инвертор 34 или 35, выход датчиков 18 или 19 мощности. 1 ил.

(Л

с:

4

со

Изобретение относится к судостроению, в частности, к гребным электрическим установкам /ГЭУ/ переменно-постоянного тока с полупроводниковыми преобразователями электроэнергии двухвальных судов. Цель изобретения - повышение надежности первичных двигателей при работе ГЭУ двухвального судна в режиме демпфирования крутильных колебаний в валопроводах. ГЭУ содержит первичные двигатели 1-3, сочлененные с синхронными генераторами 4-6, соединенными с распределительными шинами 7 и подключенные к последним через соответствующие полупроводниковые преобразователи 8 и 11 электроэнергии с системами 9 и 12 управления, кормовой 10 и носовой 13 гребные электродвигатели /ГЭД/ системы автоматического регулирования ГЭД в составе датчиков напряжения 14 и 15 и тока 16 и 17 гребного электродвигателя, соединенных с входами датчиков 18 и 19 мощности, выходы которых соединены с вторыми входами регуляторов 20 и 21 мощности, первые входы которых через суммирующие элементы 32 и 33 соединены с постами 30 и 31 управления, а выходы - с первыми входами суммирующих элементов 22 и 23, к вторым входам которых подключена цепь из последовательно соединенных усилителей 28 и 29, фазовращателей 26 и 27, узкополосных фильтров 24 и 25, входы которых соединены с выходами датчиков 16 и 17 тока, выходы суммирующих усилителей 22 и 23 соединены с входами систем 9 и 12 управления полупроводниковыми преобразователями 8 и 11 электроэнергии. В режиме демпфирования крутильных колебаний в валопроводе одного из ГЭД подключается выход соответствующего суммирующего элемента 36 или 37 через коммутационное устройство 38 или 39 к входу суммирующего элемента 32 или 33, при этом к входу суммирующего элемента 36 или 37 подключен выход поста 30 или 31 управления и через инверторы 34 или 35 выход датчиков 18 или 19 мощности. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к гребным электрическим установкам (ГЭУ) переменно-постоянного тока с полупроводниковыми преобразователями электроэнергии двухвальных судов.

Цель изобретения - повышение надежности первичных двигателей при работе ГЭУ двухвального судна в режиме демпфирования крутильных колебаний в вало- проводах.

На чертеже изображена функциональная схема гребной электрической установки судна.

ГЭУ содержит первичные двигатели 1-3, сочлененные с синхронными генераторами 4-6, подключенные к распредели- тельным шинам 7, с которыми через полупроводниковый преобразователь 3 электроэнергии с системой 9 управления соединен кормовой гребной электродвигатель 10 и через полупроводниковый преобразователь 1 1 электроэнергии с системой 12 управле- ния - носовой гребной электродвигатель 13, системы автоматического регулирования кормового и носового гребных электродвигателей в составе соответствующих датчиков 14 и 15 напряжения и датчиков 16 и 17 тока, подключенных своими входами к якорным обмоткам кормового и носового электродвигателей, а выходами - к входам соответствующих датчиков 18 и 19 мощности, выходы которых соединены с вторыми входами соответствуюп1их регуляторов 20 и 21 мощности. Выходы регуляторов 20 и 21 мощности соединены с соответствующими первыми входами суммирую щих элементов 22 и 23, выходы которых соединены с входами соответствующих систем 9 и 12 управления полупроводниковых преобразователей 8 и 11 электроэнергии. Выходы датчиков 16 и 17 тока соединены через соответствующие последовательно соединенные узкополосные фильтры 24 и 25, фазовращатели 26 и 27, усили ели 28 и 29, с вторыми входами соответствующих суммирующих элементов 22 и 23. Выходы постов 30 и 31 управления соответственно кормового 10 и носового 13 гребных электродвигателей соединены с первыми входами соответствующих суммирующих элементов 32 и 33, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих регуляторов 20 и 21 мощности. Выходы датчиков 18 и 19 мощности соединены через соответствующие инверторы 34 и 35 с одними из входов соответствующих суммирующих элементов 36 и 37, другие входы которых соединены с соответствующими постами 30 и 31 управления, а их выходы через соответствующие коммутационные устройства 38 и 39 подключены к входам не соответствующим им суммирующих элементов 32 и 33.

ГЭУ судна работает следующим образом.

При изменяющемся моменте сопротивления на гребных винтах и отсутствии крутильных колебаний в гребных валопроводах поддерживается режим постоянства мощности кормового 10 и носового 13 гребных электродвигателей, а следовательно, и первичных двигателей 1-3.

Действительное значение мощности гребных электродвигателей 10 и 13 формируется в датчиках 18 и 19 мощности, на входы которых поступают сигналы соответственно с датчиков напряжения и тока 14, 16 и 15, 17. С выходов датчиков 18 и 19 мощности сигналы, прямо пропорциональные действительному значению мощности кормового 10 и носового 13 гребных электродвигателей, поступают в соответствующие регуляторы 20 и 21 мощности, где сравниваются с заданным значением мощности, задаваемым сигналами с выхода соответствующих постов 30 и 31. При их несоответствии сигнал рассогласования через соответствующие суммирующие элементы 22 и 23 поступает в системы 9 и. 12 управления соответственно полупроводниковых преобразователей 8 и 10 электроэнергии, на выходах которых соответствующим образом изменяется напряжение так, что мощность установки поддерживается постоянной. При взаимодействии гребного винта со льдом в электромеханической системе: якорь гребного электродвигателя - гребной вал - гребной винт возникают крутильные колебания приводящие к значительным колебаниям момента сопротивления на валах гребных электродвигателей 10 и 13. В этом случае переменная составляющая выходных сигналов датчиков 16 и 17 тока проходит через соответствующие узкополосные фильтры. 24 и 25, настроенные на частоту крутильных колебаний валопроводов, на вход фазовращателей 26 и 27. Усилители 28 и 29 обеспечивают согласование по мощности, напряжению и току соответствующих сигналов фазовращателей 26 и 27 и входных сигналов суммирующих элементов 22 и 23. Переменная составляющая выходных сигналов соответствующих суммирующих элементов 22 и 23 вызывает изменение с частотой крутильных колебаний сигналов систем 9 и 12 управления и выходных напряжений полупроводниковых преобразователей 8 и 16 электроэнергии. Фазовые углы поворота фазовращателей 26 и 27 установлены такими, чтобы колебания токов (а следовательно, и электромагнитных моментов электродвигателей 10 и 13 при постоянном токе возбуждения) отставали по фазе от колебаний упругого момента на угол, равный я/2, что обеспечивает максимальное демпфирование. Таким образом, в режиме демпфирования крутильных колебаний происходят колебания нагрузки генераторов 4-6 (первичных двигателей 1 - 3). При одинаковом заданном режиме кормового и носового гребных электродвигателей крутильные колебания возникают в одном из

гребных валопроводов вследствие различия значений резонансных частот вращения кормового 10 и носового 13 гребных электродвигателей. При работе кормового гребного электродвигателя 10 в режиме демпфирования крутильных колебаний и при отсутствии таковых в носовом гребном вало- проводе замыкают коммутационное устройство 38 (коммутационное устройство 39 разомкнуто) и выход суммирующего элемента 36 подключается к входу суммирующего элемента 33.

На входы суммирующего элемента 36 поступают сигналы с выхода поста 30 управления (задающий) и инвертированный сигнал с выхода датчика 18 мощности. Разностный сигнал с выхода суммирующего элемента 36 поступает в суммирующее устройство 33, где суммируется с сигналом поста 31 управления. В режиме демпфирования крутильных колебаний мощность кормового гребного электродвигателя 10 изменяется с частотой крутильных колебаний. При ее увеличении выше заданной на выходе суммирующего элемента 36 появляется отрицательный сигнал, который приводит к уменьщению выходного сигнала суммирующего элемента 33 по сравнению с первоначальным значением сигнала поста 31 управления носового гребного электродвигателя. Значение задающего сигнала на входе регулятора 21 мощности уменьщается и соответственно уменьшается мощность носового гребного электродвигателя 13 прямо пропорционально увеличению мощности кормового гребного электродвигателя 10. Суммарная потребляемая мощность гребными электродвигателями 10 и 13 остается неизменной, следовательно, поддерживается стабильной нагрузка первичных двигателей 1-3. При уменьшении мощности кормового гребного электродвигателя 10 в режиме демпфирования крутильных колебаний меньше заданной, определяемой сигналом поста 30 управления, на выходе суммирующего элемента 36 появляется положительный сигнал, поступающий в суммирующий элемент 33 и приводящий к увеличению задающего сигнала регулятора 21 мощности носового гребного электродвигателя 13, при этом мощность носового гребного электродвигателя 13 увеличивается прямо пропорционально уменьщению мощности кормового гребного электродвигателя 10, что приводит к стабилизации первичных двигателей 1-3. В случае работы носового гребного электродвигателя 13 в режиме демпфирования крутильных колебаний размыкают коммутационное устройство 38 и замыкают коммутационное устройство 39. Работа установки в этрм случае аналогична описанному выще случаю.

0

Формула изобретения Гребная электрическая установка судна, содержащая первичные двигатели, связанные с синхронными генераторами, э.пектрически соединенными с распределительными щинами, подключенные к пос. 1елним через соответствующие полупроводниковые преобразователи электроэнергии с системами управления, кормовой и носовой гребные электродвигатели с постами управления, системы автоматического регулирования гребных электродвигателей, каждая из которых включает в себя датчики напряжения и тока гребного электродвигателя, соединенные с входами датчика мощности, выход

5 которого соединен с вторым входом регулятора мощности, первый вход которого соединен с постом управления электродвигателем, а выход - с первым входом суммирующего элемента, к второму входу которого подключена цепь из последова0 тельно соединенных усилителя, фазовращателя, узкополосного фильтра, вход которого соединен с выходом датчика тока, при этом выход суммирующего элемента соединен с входом системы управления полупровод5 никовым преобразователем электроэнергии, отличающаяся тем, что, с целью повьине- ния надежности первичных двигателей в режиме демпфирования крутильных колебаний, возникающих в валопроводах, она снабжена дополнительными четырьмя сум0 мирующими элементами, двумя инверторами, двумя коммутационными устройствами, при этом выход поста управления кормовым гребным электродвигателем соединен с первыми входами первого и второго дополнительных суммирующих элементов, выход

5 поста управления носовым гребным электродвигателем соединен с первыми входами третьего и четвертого дополнительных суммирующих элементов, выходы первого и третьего дополнительных сумми-рующих элементов соединены соответстпонш (.

0

входами регуляторов мощности KopMoiioro i:

носового гребных электродви -аго,leii. .i датчика мощности кормового грооног.) -,:ок- тродвигателя соединен через первый нино; ТОр с вторым входом второго допил ни 10 1Ь5 ного суммирующего элемента, выход датчяка мощности носового гребного э.чектродви- гателя соединен через второй инвертор с вторым входом четвертого дополнительного суммирующего элемента, выход второго дополнительного суммирующего эле0 мента через первое коммутационное устройство соединен с вторым в.ходом третьего дополнительного суммирующего элемента, а выход четвертого дополнительного суммирующего элемента через второе коммутационное устройство соединен с вторым

входом первого дополните;1ьного суммирующего элемента.