Электрический двигательно-движительный комплекс Советский патент 1991 года по МПК B63H1/16 

Изобретение относится к судостроению, в частности к движительным системам, преимущественно используемым в глубоководных технических комплексах малой единичной мощности.

Цель изобретения - повышение надежности, улучшение массогабаритных показателей и гидродинамических характеристик и снижение влияния электромагнитных наводок.

На фиг. 1 изображен предлагаемый комплекс, разрез; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема элементов электропитания и управления электродвигателем комплекса.

Электрический двигательно-движи- тельный комплекс (фиг. 1) состоит из насадки 1. внутри которой расположен гребной винт 2, закрепленный на обечайке3. Внутри кольцевой полости 4 в средней части 5 насадки 1 размещен статор б электродвигателя. В другой полости 7 средней части 5 насадки 1 размещен ротор 8 электрического двигателя, конструктивно совмещенный с гребным винтом 2. Внутри кольцевой полости 9 в носовой части 10 насадки 1 соосно статору 6 расположен в диэлектрическом кожухе 11 тороидальный трансформатор 12 с обмотками 13, соединенными с обмотками статора 6 электродвигателя. Внутри полости 14 в кормовой части 15 насадки 1 размещены элементы 16 полупроводникового, например тиристорного; преобразователя,, которые установлены с помощью диэлектрических прокладок 17 на стенке насадки 1, обращенной к оси винта 2.

Кольцевые зазоры 18 между статором 6 и ротором 8 электродвигателя закрыты защитными кольцами 19.

Электрическая схема электропитания и управления электродвигателем комплекса включает в себя источник 20 питания, силовой инвертор 21, трансформатор 12, коммутирующее устройство 22, электрический двигатель 23, гидродинамический движитель 24 и систему 25 управления. В качестве системы 25 управления может быть использована бортовая ЭВМ, в которую закладывается программа связи между мощностью комплекса (соответственно, скоростью вращения винта и скоростью движения подвод- ного судна) и величиной импульсов (скважностью), меняющих выходную частоту на обмотке электродвигателя. В качестве источника 20 питания может быть использована стандартная погружная аккумуляторная батарея типа БАМ-3.

Комплекс работает следующим образом.

При включенном электрическом двигателе 23 происходит вращение гребного винта 2. Последний начинает перемещать массу воды, создавая при этом тяговую силу судна. При передвижении судна набегающий поток воды с наибольшим градиентом с абсолютной величиной скорости омывает носовую и кормовую 15 (после винта скорость потока воды увеличивается) части насадки 1.

0 При работе электрического двигателя 23 и элементов схемы его электропитания и управления, размещенных в насадке 1, происходит выделение тепла, которое интенсивно отводится с поверхности насадки 1 убегаю5 щими потоками воды. Расположение элементов схемы электропитания в зонах наибольших скоростей потока обеспечивает максимальный теплоотвод, что позволяет повысить надежность и улучшить массога0 баритные показатели устройства. Поскольку эти зоны совмещены с зонами наибольшего градиента изменения скорости потока, то это оказывает положительное влияние на гидродинамические характери5 стики устройства, так как за счет нагревания пограничного слоя воды происходит локальное изменение его вязкости, что позволяет уменьшить в этих местах коэффициент трения, увеличить скорость потока и обеспе0 чить затягивание к корме точки отрыва потока. Таким образом, увеличивается тянущая сила насадки 1 (т. е. качество крыла).

Указанное расположение электродвигателя и элементов системы его электропита5 ния в предлагаемом электрическом двигательно-движительном комплексе позволяет также повысить надежность и улучшить массогабаритные показатели за счет сокращения числа электрических разъемов

0 и уменьшения длины электрических проводов соответственно,

Кроме того, вынос силового трансформатора за борт судна позволяет существенно снизить влияние его электромагнитных

5 наводок на электронные системы судна. Формула изобретения Электрический двигательно-движитель- ный комплекс, содержащий гребной винт с насадкой, электрический двигатель, статор

0 и конструктивно совмещенный с гребным винтом ротор, установленный в кольцевых полостях средней-части насадки, и систему электропитания и управления электрическим двигателем, включающую трэнсфор5 маторсполупроводниковым

преобразователем, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, улучшения массогабаритных показателей и гидродинамических характеристик и снижения влияния электромагнитных наводок, трансформатор выполнен тороидальным и установлен внутри кольцевой полости носовой части насадки соосно со статором электродвигателя, а элементы полупроводникового

преобразователя размещены внутри полости в кормовой части насадки и закреплены через диэлектрическую прокладку на ее стенке, обращенной к оси винта.

Изобретение относится к судостроению, в частности к глубоководным техническим комплексам малой мощности. Целью изобретения является повышение надежности, улучшение массогабаритных показателей и гидродинамических характеристик и снижение влияния электромагнитных наводок. Устройство содержит насадку 1 с гребным винтом 2. Внутри кольцевых полостей 4 и 7 в средней части 5 насадки 1 размещены статор 6 и конструктивно сопряженный с гребным винтом 2 ротор 8 электрического двигателя соответственно. В кольцевой полости 9 в носовой части 10 насадки 1 соосно статору 6 расположен тороидальный трансформатор 12, обмотки которого соединены с обмотками статора 6. Внутри полости 14 в кормовой части 15 насадки 1 размещены на диэлектрических прокладках 17 элементы 16 полупроводникового преобразователя. Расположение элементов схемы электропитания (трансформатора и полупроводникового преобразователя) в зонах наибольших скоростей потока (носовая и кормовая части насадки) обеспечивает максимальный теплоотвод от этих элементов, что позволяет повысить надежность и улучшить массогабаритные показатели устройства. Поскольку эти зоны совмещены с зонами наибольшего градиента изменения скорости потока, то это оказывает положительное влияние на гидродинамические характеристики предложенного комплекса т.к. за счет нагревания пограничного слоя воды происходит локальное изменение его вязкости, снижается коэффициент трения и увеличивается тянущая сила насадки. Надежность устройства и массогабаритные показатели повышаются за счет сокращения числа электрических разъемов и уменьшения длины электрических проводов. 2 ил. Ё О ел го о S +

2/

Фиг.1

25