Судовая валогенераторная система Советский патент 1991 года по МПК B63H23/12 B63J3/02 

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым валогенератор- ным системам, и может быть использовано также на объектах наземного и воздушного транспорта, в гидро- и ветроэнергетике.

Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение массогабаритных характеристик и расширение функциональных возможностей системы путем обеспечения режима длительной параллельной ее работы с генераторами автономной судовой электростанции.

На чертеже представлена схема судовой валогенераторной системы (ВГС).

В состав ВГС входят валогенератор 1 (BQ переменного тока, выполненный в виде асинхронной машины с внутренним быстроходным ротором, имеющим короткозамкну- тую обмотку и кинематически сочлененным

через механическую передачу 2 с главным двигателем 3, основная мощность которого передается на привод гребного винта. Наружный тихоходный ротор ВГ содержит трехфазную обмотку, подключенную через токопереходкые кольца 4 и выключатель 5 к шинам 6 электропотребителей. Этот ротор через передачу 7, имеющую фиксированное число, соединен с регулирующей машиной 8 постоянного тока, имеющей обмотку 9 независимого возбуждения. Якорь регулирующей машины через переключатель 10 на два положения соединен с якорем машины 11 постоянного тока электромашинного преобразователя, имеющей обмотку 12 независимого возбуждения. В состав преобразователя входит также синхронная машина 13 с самовозбуждением и регулятором постоянства напряжения переменноО

ю

io ю со

го тока на клеммах трехфазной обмотки, подключенной через выключатель 14 к трехфазной обмотке В Г.

Обмотки возбуждения машин постоянного тока - регулирующей и преобразова- теля - получают питание соответственно через управляемые нереверсивный 15 и реверсивный 16 выпрямители, подключенные стороной переменного тока к трехфазной обмотке синхронной машины и к шинам электропотребителей,

Вход управления реверсивного выпрямителя подключен к выходу блока 17 управления, вход которого соединен с выходами датчика 18 отклонения Лп.чзстоты вращения пл главного двигателя от некоторого среднего значения П0 рабочего диапазона ,П датчика19 отклонения Апрчастоты вращения Прпре- образователя от номинального значениям датчика 20 нагрузки В ГС и датчиков 21 и 22 нагрузки генераторов автономной электростанции, составленной из генераторных агрегатов с собственными приводными двигателями 23 и 24 и синхронными генераторами 25 и 26, имеющими регуляторы постоянства напряжения переменного тока и подключенными к шинам электропотребителей через выключатели 27 и 28. К трехфаз- ной обмотке ВГ подключен источник 29 реактивной мощности для самовозбуждения ВГ, выполненный в виде конденсаторной батареи. При левом положении упомянутого переключателя якорь регули- рующей машины подключен к закорачивающей цепи 30, а якорь машины постоянного тока преобразователя через пусковой выпрямитель 31 - к шинам электропотребителей,

Для ВГС характерны три основных режима работы: режим пуска, режим одиночной работы и режим длительной параллельной работы.

Режим пуска ВГС отрабатывается при установлении переключателя 10 в левое положение и достижении внутренним ротором ВГ частоты вращения Пд п„, при которой в случае заторможенного наружного ротора частота напряжения на клеммах трехфаз- ной обмотки В Г становится равной номинальной. Заторможенное состояние наружного ротора ВГ обеспечивается за счет установления близкого к номинальному тока в обмотке 9 возбуждения посредст- вом нереверсивного выпрямителя 15, подключенного в этом режиме к шинам 6, а также подключения якоря регулирующей машины 8 к закорачивающей цепи 30. Одновременно с процессом самовозбуждения ВГ осуществляется плавный пуск электро- машмнного преобразователя его машиной постоянного тока за счет установления вручную или автоматически близкого к номинальному тока в обмотке 12 возбуждения посредством реверсивного выпрямителя 16 с блоком 17 управления (при отключенных внутри блока связях с датчиками 18..,.22) и увеличения напряжения на выходе пускового выпрямителя 31, подключенного в этом режиме, как и реверсивный выпрямитель 16, к шинам 6. По достижению близкой к номинальной частоты вращения преобразователя осуществляется синхронизация машины 13 с ВГ и их включение на параллельную работу замыканием выключателя 14, Процесс пуска заканчивается установлением переключателя 10 в правое положение и включения внутри блока 17 связей с датчиками 18 и 19.

Режим одиночной работы ВГС отрабатывается автоматически изменением напряжения на выходе выпрямителей нереверсивного 15 (напряжение изменяется в ограниченном диапазоне - ориентировочно 0,5,..1,0 номинального) и реверсивного 16 (напряжение изменяется в широком диапазоне - ориентировочно + 1,0 номинального) сигналами подключенных в этом режиме датчиков 18 и 19. При этом напряжение переменного тока на клеммах параллельно включенных трехфазных обмоток ВГ и синхронной машины 13 поддерживается постоянным за счет действия штатного регулятора напряжения синхронной машины 13, а частота напряжения - за счет действия элементов 8, 9, 11, 12, 15-19,

Загрузка ВГС при обычно предварительно работающем одном или обоих генераторных агрегатах осуществляется синхронизацией последних с ВГС, замыканием выключателя 5 и переводом нагрузки электропотребителей на ВГС. По окончании этого процесса выключатели 27 и 28 генераторных агрегатов отключаются. В дальнейшем ВГС генерирует электроэнергию переменного тока с постоянными напряжением и частотой на шинах 6 электропотребителей при изменении частоты вращения главного двигателя ориентировочно от 0,7 до 1,0 наибольшего значения, составляющих рабочий диапазон.

Режим параллельной работы ВГС с одним из генераторных агрегатов 24, 26 отрабатывается путем их синхронизации, включения соответствующего выключателя (27 или 28), отключения внутри блока 17 управления связи с датчиком 19 и включением

связей с датчиками 20 и 21 (или 22). Оставшаяся включенной связь блока 17 управления реверсивного выпрямителя 16 с датчиком 18, как и связь с этим датчиком входа управления нереверсивного выпрямителя 15, обеспечивают требуемое двух- зонное изменение частоты вращения наружного ротора В Г. Зэ счет включившихся связей с датчиками 20 и 21 (или 22) указанное изменение корректируется с целью обеспечения скольжения S, определяющего необходимую мощность Рр на выходе В Г. При этом машина 13 вращается синхронно с генератором 25 или 26.

Формула изобретения Судовая валогеиераторная система, содержащая биротативный валогенератор трехфазного переменного тока, внутренний быстроходный ротор которого кинематически соединен с главным судовым двигателем, а наружный тихоходный ротор, содержащий трехфазную обмотку, подключенную через токопереходные кольца к шинам электропотребителей, кинематически соединен с регулирующей машиной постоянного тока, обмотка воз&уждения которой через нереверсивный выпрямитель подключена к трехфазной обмотке валоге- нератора, а обмотка якоря - к источнику регулируемого напряжения постоянного тока, отличающаяся тем, что, с целью

упрощения конструкции, уменьшения мас- согабаритных характеристик и расширения функциональных возможностей системы путем обеспечения режима длительной параллельной ее работы с генераторами автономной судовой электростанции, биротативный валогенератор выполнен в виде асинхронной машины с короткозамкнутой обмоткой на внутреннем роторе, а источник

регулируемого напряжения постоянного тока - в виде электромашинного преобразователя переменно-постоянного тока, включающего в себя синхронную машину с самовозбуждением и регулятором постоянства напряжения переменного тока, трехфазная обмотка которой подключена к трехфазной обмотке валогенератора, и машину постоянного тока, якорная обмотка которой подключена к якорной обмотке

регулирующей машины, а обмотка возбуждения -к регулятору постоянства частоты переменного тока, выполненному в виде управляемого реверсивного выпрямителя, к входу блока

управления которого подключены выходы датчика отклонения частоты вращения главного двигателя, датчика отклонения частоты вращения преобразователя, датчика нагрузки валогенераторной системы и датчиков нагрузки генераторов автономной судовой электростанции.

Изобретение относится у судостроению, в частности к судовым валогенератор- ным системам, может быть использовано на объектах наземного и воздушного транспорта, в гидро- и ветроэнергетике. Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение массогабаритных характеристик и расширение функциональных возможностей системы путем обеспечения режима длительной параллельной ее работы с генераторами автономной судовой электростанции. Судовая валогенераторная система содержит биротативный валогене- ратор трехфазного переменного тока, причем от выполнен в виде асинхронной машины с короткозамкнутой обмоткой, расположенной на внутреннем роторе, а источник регулируемого напряжения постоянного тока - в виде электромашинного преобразователя переменно-постоянного тока, содержащего синхронную машину с самовозбуждением и регулятором постоянства напряжения переменного тока. 1 ил. ё

t,

&«

-п

tot O-raJ

II- .г. - И.Ц „. - - -

S3 ±

k

-:--э

дг

й

о