Судовая энергетическая установка Советский патент 1991 года по МПК B63H23/24 

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым гребным энергетическим установкам, преимущественно к дизельным гребным с ва- логенераторами.

Известны судовые энергетические установки, содержащие главный дизель, приводящий во вращение гребной винт и валогенератор,, связанный с шинами судовой электростанции через преобразователь частоты, вспомогательные дизели с синхронными генераторами, регуляторы возбуждения синхронных генераторов, синхронный компенсатор.

Недостатком данных установок яв- ляется пониженная надежность, обусловленная значительными крутильными колебаниями при резонансных частотах вращения, связанными с неравномерностью вращающего момента главного дизеля и большой длиной валопровода.

Известна судовая энергетическая установка, состоящая из главного дизеля, приводящего во вращение гребной винт, механического демпфера крутильных колебаний, связанного с главным дизелем, вспомогательных дизель- генераторов.

Недостатком данной установки является пониженная надежность, обусловленная пониженной степенью демпфирования колебаний из-за ограниченной вязкости жидкости, используемой для заполнения демпфера.

Известна судовая энергетическая- установка, содержащая главный дизель соединенный валопроводом с гребным винтом и приводящий во вращение ва- логенератора, подключенный к шинам судовой электростанции через преобразователь частоты. С шинами также соединен синхронный генератор, приводящийся во вращение через разъединительную муфту вспомогательным дизелем. Генераторы снабжены системами возбуждения, а преобразователь - системой управления.

Недостатком данной установки является пониженная надежность, обусловленная значительными крутильными колебаниями при резонансных частотах вращения, связанными с неравномерностью вращающего момента главного дизеля и большой длиной валопровода .

Цель изобретения - повышение надежности установки. /

10

15

20

25

998624

Указанная цель достигается тем, что в судовую энергетическую установку, содержащую главный дизель, соединенный валопроводом с гребным винтом, валогенератор с системой возбуждения, сочлененный с главным дизелем и соединенный через преобразователь частоты с шинами судовой электростанции, систему управления преобразователя частоты,выход которой подключен к управляющему входу преобразователя, вход через датчик напряжения - к выходу преобразователя, вспомогательный дизель, сочлененный через разъединительную муфту с синхронным генератором, снабженным системой возбуждения и соединенным с шинами электростанции, дополнительно введены преобразователь тока с системой управления, аккумулятор электрической энергии, последовательная цепь, состоящая из датчика упругих колебаний валогенератора, фазовращателя и усилителя, регулятор тока, датчик тока, причем силовой вход преобразователя тока соединен с шинами электростанции, выход - с аккумулятором электрической энергии через датчик тока, выход регулятора тока подключен к входу системы управления преобразователя, первый вход - к выходу датчика тока, второй - к выходу усилителя.

На чертеже представлена схема предлагаемой энергетической установки.

Энергетическая установка содержит главный дизель 1, который соединен через валопровод 2 с гребным винтом 3. С главным дизелем 1 также кинематически связан валогенератор , снабженный системой 5 возбуждения , вход которой подключен к выходу валогенератора 4, а выход - к его обмотке возбуждения. Валогенератор k соединен через преобразователь 6 частоты с шинами 7 судовой электростанции. Управляющий вход преобразователя 6 подключен через систему 8 управления и датчик 9 напряжения к выходу преобразователя 6.

30

35

40

45

50

С шинами 7 также соединен синхронный генератор 10, механически сочлененный через разъединительную муфту 11 со вспомогательным дизелем 12. Генератор 10 снабжен системой 13 возбуждения, вход и выход которой

подключены соответственно к выходу и обмотке возбуждения генератора 10.

С шинами 7 соединен также силовой вход преобразователя И тока, выход .которого подключен через датчик 15 тока к аккумулятору 16 энергии, а управляющий вход - через вторую систему 17 управления к выходу регулятора 18 тока. Первый вход регулятора 18 тока соединен с выходом датчика 1 тока, второй - с выходом последовательной цепи, состоящей из датчика Т9 колебаний, фазовращателя 20 и усилителя 21. Датчик 19 колебаний соедине с валопроводом 2 или с дизелем 1.

Установка работает следующим образом .

В установившемся ходовом режиме работы шины 7 судовой электростанции получают от валогенератора k через преобразователь 6 частоты, Система. 5 возбуждения валогенератора обеспечивает поддержание напряжения на зажимах валогенератора А при изме- нении нагрузки потребителей. Система 8 управления преобразователя 6 частоты обеспечивает поддержание напряжения на его выходе. При питании шин 7 от валогенератора разъ- единительная муфта 11 разомкнута, а синхронный генератор 10 работает в режиме компенсатора, обеспечивая выработку реактивной мощности, необходимой для работы преобразовате- ля 6 частоты.

При стоянке главного дизеля 1 разъединительная муфта 11 замыкается, а вспомогательный двигатель 12 обеспечивает вращение генератора 10, снабженного системой 13 возбуждения, и питание через шины 7 судовых потребителей. При появлении крутильных колебаний в системе главный двигатель 1 - валопровод 2 - винт 3 на выходе-датчика 19 колебаний появляются колебания напряжения относительно нулевого уровня. Эти колебани проходя через фазовращатель 20 и усилитель 21, псотупают на вход регу лятора 18 тока, что приводит к появлению колебаний выходных напряжений регулятора и системы 17 управления преобразователя И тока.

Изменения сигнала управления вызы вают колебания тока в силовой цепи преобразователя 1 тока относительно нулевого уровня, причем одной полярности выходного сигнала усилителя 21 соответствует отбор энергии от шин 7 и ее передачи на аккумулятор 16 энергии, а другой возврат энергии от аккумулятора 16 к шинам 7.

Настройка фазовращателя 20 выполняется так, чтобы колебания электромагнитного момента валогенератора , обусловленные колебаниями тока преобразователя 1 тока находились в противофазе относительно колебаний частоты вращения главного дви- гателя 1, что обуславливает демпфирование крутильных колебаний валогене ратором 1. Степень демфирования определяется . коэффициентом передачи усилителя 21.

Обратная связь по току преобразователя И тока, реализованная на датчике 15 тока, обеспечивает синфазные колебания тока силовой цепи преобразователя И и выходного сигнала усилителя 21.

Демпфирование крутильных колебаний валопровода и маховых масс энергетической установки уменьшает коли/

чество отказов от усталостных: явле-1

ний в 1, раза.

Формула и -з обретения

Судовая энергетическая установка, содержащая главный дизель, соединенный валопроводом с гребным винтом, валогенератор с системой возбуждения, кинематически соединенный с главным дизелем и электрически связанный через преобразователь частоты с шинами судовой электростанции, систему управления преобразователя частоты, выход которой подключен к управляющему входу преобразователя, а вход через датчик напряжения - к выходу преобразователя , и вспомогательный дизель кинематически соединенный через разъединительную муфту с синхронным генератором, снабженным системой возбуждения и электрически соединенным с шинами судовой электростанции, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения надежности установки, она снабжена преобразователем тока с системой управления, аккумулятором электрической энергии, соединенными последовательно датчиком упругих колебаний валогенератора, фазовращателем и усилителем, регулятором тока и датчиком тока, причем силовой вход преобразователя тока соединен с шинами судовой электростанции, а выход через датчик тока - с аккумулятором

716998628

электрической энергии, при этом выходтока, первый вход - к выходу датчика

регулятора тока подключен к входуупругих колебаний валопровода, а втосистемы управления преобразователярой вход - к выходу усилителя.

- 1

,

Изобретение относится к судостроению, в частности, к судовым гребным энергетическим установкам, преимущественно к дизельным с валоге- нераторами. Цель изобретения - повышение надежности установки. Энергетическая установка содержит главный дизель 1, соединенный валопроводом 2 с гребным винтом 3, валогенератор 4 с системой 5 возбуждения, кинематически соединенный с главным дизелем 1 и электрически связанный через преобразователь 6 частоты с шинами 7 судовой электростанции, систему 8 управления преобразователя 6 частоты, выход которой подключен к управляющему входу преобразователя 6, а вход через датчик 9 напряжения - к выходу преобразователя 6, вспомогательный дизель 12, соединенный через разъединительную муфту 11 с синхронным генератором 10, снабженным системой 13 возбуждения и электрически связанным с шинами 7 судовой электростанции, преобразователь 14 тока с системой 17 управления, соединенный с аккумулятором 16 энергии через датчик 15 токаt последовательную цепь, состоящую из датчика 19 колебаний, фазовращателя 20 и усилителя 21, выход которой соединен с одним из входов регулятора 18 тока. Другой вход регулятора 18 подключен к выходу датчика 15, а выход - к входу системы 17 управления. Механические колебания валопровода 2 воспринимаются датчиком 19, выходной сигнал которого через фазовращатель 20 и усилитель 21 поступает на вход регулятора 18, что приводит к появлению колебаний тока в силовой цепи преобразователя 14 относительно нулевого уровня, причем одной полярности выходного сигнала усилителя 21 соответствует отбор энергии от шин 7 и ее передача.на аккумулятор 16, а другой - возврат энергии от аккумулятороа 16 к шинам 7. 1 ил. (Л сэ со со 00 о to