Судовая валогенераторная установка Советский патент 1992 года по МПК B63H23/12 B63H23/24 

I

дифференциального механизма соединен с синхронным генератором 7, а третий (регулирующий) вал 8 через вспомогательную передачу 9 - с. первой электромашиной 10 постоянного тока, имеющей обмотку 11 возбуждения. К другому концу вала синхронного генератора кинематически присоединена вторая электромашина 13 постоянного тока с обмоткой 14 возбуждения, Якорные обмотки обеих электромашин постоянного тока через переключатель 15 режимов соединены в цепь, содержащую выход постоянного тока тиристорного преобразователя 16 переменно-постоянного тока. Обмотка возбуждения первой электромашины- постоянного тока подключена к выходу первого регулятора 17, а обмотка возбуж-4

дения второй электромашины постоянного тока - к выходу второго регулятора 18. С валами согласующей передачи и дифференциального механизма связаны датчики 22-24 частот их вращения. Выходы а, б. в указанных датчиков соединены с соответствующими входами тиристорного преобразователя переменно-постоянного тока и обоих регуляторов. К входу тиристорного преобразователя переменно-постоянного тока подключен задатчик 25 частоты вращения второго вала дифференциального механизма. К судовой сети 19 трехфазного переменного тока через выключатели 26 подключены синхронные генераторы 27 автономных агрегатов. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности, к судовым электроэнергетическим системам с валогенераторами. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик судовой валогене- раторной установки. В состав судовой ваяогенераторной установки входят согласующая передача 1, входной вал которой соединен с главным двигателем, а выходной вал 2 через разобщительную муфту 3-е первым (входным) валом 4 дифференциального механизма 5. Второй (выходной) вал 6

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым электроэнергетическим системам (ЭЭС) с валогенераторами.

Известна судовая валогенераторная установка (ВГУ), содержащая синхронный генератор, соединенный с гребным валом через эластичную муфту и двухступенчатую зубчатую передачу.

Недостатками этой ВГУ является ее применимость только в составе электроэнергетической установки с винтом регулируемого тока, позволяющим устанавливать направление и изменять скорость движения судна при постоянной частоте вращения главного двигателя.Известна судовая ВГУ, содержащая главный двигатель, синхронный генератор, подключенный к сети трехфазного переменного тока, содержащей синхронные генераторы автономных агрегатов, дифференциальный механизм, разобщительную муфту, первую электромашину постоянного тока, первый регулятор, датчик частоты вращения первого вала дифференциального механизма, средство регулирования, причем первый вал дифференциального механизма кинематически соединен с главным двигателем через разобщительную муфту и согласующую передачу, второй вал - с синхронным генератором, третий вал - с первой электромашиной постоянного тока через вспомогательную передачу, оснащенную тормозом, обмотка возбуждения которого электрически подключена к выходу первого регулятора, вход которого подключен к датчику частоты вращения первого вала дифференциального механизма, а обмотка якоря - к средству регулирования. Недостатками этой установки являются неблагоприятные эксплуатационные характеристики, обусловленные нереализуемостью

режима пуска ВГУ при работающем (вращающемся) главном двигателе и отключенной разобщительной муфте. Для отработки этого режима необходимо предварительное снижение частоты вращения главного

двигателя, включение разобщительной муфты, последующий пуск и увеличение частоты вращения главного двигателя до значений рабочего диапазона. Необходимость, указанных манипуляций существенно ухудшает эксплуатационные характеристики ВГУ и, следовательно, энергетической установки судна в целом.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик судовой валогенераторной установки.

Поставленная цель достигается тем, что валогенераторная установка снабжена второй электромашиной постоянного тока, вто- рым регулятором, тиристорным

преобразователем постоянно-переменного тока, переключателем режимов, датчиком частоты вращения выходного вала согласующей передачи, датчиком частоты вращения синхронного генератора, задатчиком

частоты вращения синхронного генератора, при этом вторая электромашина постоянного тока соединена со свободным концом вала синхронного генератора, причем тиристорный преобразователь постояннопеременного тока выходом переменного тока подключен к судовой сети трехфазного переменного тока, а выходом постоянного тока через переключатель режимов подключен в режиме Пуек в цепь якорной обмотки второй электромашины постоянного ка, а в режиме Работа в цепь последовательно соединенных якорных обмоток первой и второй электромашин постоянного тока, при этом входтиристорного преобразователя постоянно-переменного тока соединен с датчиками частот вращения выходного вала согласующей передачи, первого вала дифференциального механизма и синхронного генератора, а также с за- датчиком частоты вращения синхронного генератора, а обмотка возбуждения первой электромашины постоянного тока подключена к выходу первого регулятора, соединенного с судовой сетью трехфазного переменного тока, вход которого соединен с датчиком частоты вращения первого вала дифференциального механизма, причем обмотка возбуждения второй электромашины постоянного тока подключена к выходу второго регулятора, соединенного с судовой сетью трехфазного переменного тока, вход которого соединен с датчиком частоты вращения первого вала дифференциального механизма.

На чертеже представлена схема судовой валогенераторной установки.

В состав В ГУ входят согласующая передача 1, входной вал которой соединен с главным двигателем, приводящим во вращение винт фиксированного шага, а выходной вал 2 через разобщительную муфту 3 -- с первым (входным) валом 4 дифференциального механизма 5. Второй (выходной) вал 6 последнего соединен с синхронным генератором 7, а третий (регулирующий) вал 8 через вспомогательную передачу 9 - с первой электромашиной 10 постоянного тока, имеющей обмотку 11 возбуждения. На выходном валу вспомогательной передачи, соединенном с первой электромашиной постоянного тока, установлен тормоз 12. К свободному концу вала синхронного генератора присоединена вторая электромашина 13 постоянного тока с обмоткой 14 возбуждения. Якорные обмотки обеих электромашин постоянного тока через переключатель 15 режимов соединены в цепь, содержащую также выход постоянного тока тиристорного преобразователя 16 переменно-постоянного тока. Обмотка возбуждения первой электромашины постоянного тока подключена к выходу первого регулятора 17, а обмотка возбуждения второй электромашины постоянного тока - к выходу второго регулятора 18. Оба регулятора получают питание от судовой сети 19 трехфазного переменного тока, к которой через выключатель 20 подключен синхронный генератор и

от которой получают питание судовые элек- 0 тропотребители 21. С выходным валом согласующей передачи, а также с первым и вторым валами дифференциального меха низма связаны соответственно датчики 22 24 частот вращения соответствующих

5 валов. Выход а первого из указанных датчиков соединен с входом тиристорного преобразователя, выход второго б - с входами тиристорного преобразователя и обоих регуляторов, выход третьего в - с входом ти0 ристорного преобразователя. К входу тиристорного преобразователя подключен задатчик 25 частоты вращения второго (выходного) вала дифференциального ме- ханизма и, следовательно, частоты

5 вращения синхронного генератора. К судовой сети трехфазного переменного тока через выключатели 26 подключены также синхронные генераторы 27 автономных агрегатов.

Установка работает следующим образом..

Перед пуском ВГУ лри работающем главном двигателе судовые электропотребители 21 получают питание от одного или 5 обоих синхронных генераторов 27 автономных агрегатов через выключатели 26. В начале пуска переключатель 15 режимов устанавливается в положение Пуск, тормоз 12 вводится во включенное состояние.

0 при-котором вал первой электромашины постоянного тока 10 и, следовательно, третий вал 8 дифференциального механизма 5 заторможены. Тиристорный преобразователь 16 постоянно-переменного тока и второй

5 регулятор 18 собственными коммутационными элементами подключаются к судовой сети 19 трехфазного переменного тока, устанавливается определенный по величине и полярности ток в обмотке 14 возбуждения

0 второй электромашины 13 постоянного тока.

Процесс пуска ВГУ разрешается по сигналу датчика 22 частоты вращения выходного вала 2 согласующей передачи 1,

5 пропорциональной частоте вращения главного Двигателя, о достижении последним ориентировочно среднего значения рабочего диапазона частоты вращения и отрабатывается плавным увеличением частоты

0 вращения второй электромашины 13 постоянного тока и синхронного генератора 7 до значения, при котором частоты вращения обеих полумуфт разобщительной муфты 3 уравниваются. По сигналам упомянутых

5 датчика 22 и датчика 23 частоты вращения первого (входного) вала дифференциального механизма при равенстве этих сигналов (т.е. при синхронизации муфты 3)

подается и отрабатывается команда на включение разобщительной муфты 3. После включения муфты первый регулятор 17 собственными коммутационными элементами подключается к судовой сети 19 трехфазно- го переменного тока, в результате чего ток в обмотке 11 возбуждения первой электромашины постоянного тока 10 устанавливается в функции сигнала датчика 23, переключатель 15 режимов устанавливает- ся в положение Работа, тормоз 12 переводится в отключенное состояние. На этом процесс пуска заканчивается. В результате ВГУ оказывается введенной в режим работы на холостом ходу со стабилизацией час- тоты вращения и. следовательно, частоты напряжения на клеммах синхронного генератора 7 при переменной частоте вращения главного двигателя путем регулирования частоты вращения первой электромашины 10 постоянного тока, что осуществляется за счет изменения результирующего напряжения, подводимого к якорю этой электромашины со стороны второй электромашины 13 постоянного тока и со стороны выхода по- стоянного тока тиристорного преобразователя 16 переменно-постоянного тока. Указанное изменение результирующего напряжения осуществляется за счет сигналов б и в от датчиков 23, 24 и от задатчика 25.

Процесс перевода ВГУ в рабочий режим с подачей питания на электропотребители отрабатывается путем синхронизации и синфазирования синхронного генератора 7с судовой сетью 19 трехфазного переменного тока за счет воздействия на вход тиристорного преобразователя переменно-постоянного тока сигналов по частотам и фазам напряжений синхронного генератора 7 и судовой сети 19 трехфазного переменного тока, включения выключателя 20, перевода нагрузки электропотребителей 21 на синхронный генератор 7 и отключения синхронных генераторов 27 выключателями 26. Перевод нагрузки так же, как и длительная параллельная работа синхронных генераторов 7 и 27 при переменной частоте вращения главного двигателя, обеспечивается за счет воздействия сигналов по частоте вращения первого (входного) вала дифференциального механизма и сигналов по активным нагрузкам синхронных генераторов.

Формула изобретения

Судовая валогенераторная установка, содержащая главный двигатель, синхронный генератор, дифференциальный механизм, разобщительную муфту, первую . электромашину постоянного тока, первый

регулятор, датчик частоты вращения первого вала дифференциального механизма; средство регулирования, причем первый вал дифференциального механизма кинематически соединен с главным двигателем через разобщительную муфту, второй вал - с синхронным генератором, третий вал - с первой электромашиной постоянного тока, обмотка возбуждения которой электрически подключена к выходу первого регулятора, вход которого подключен к датчику частоты вращения первого вала дифференциального механизма, а обмотка якоря - к средству регулирования, отличающаяся тем, что. с целью улучшения эксплуатационных характеристик судовой валогенераторной установки, последняя снабжена согласующей передачей, вспомогательной передачей, оснащенной тормозом, второй электромашиной постоянного тока, вторым регулятором, тиристорным преобразователем постоянно-переменного тока, переключателем режимов, датчиком частоты вращения выходного вала согласующей передачи, датчиком частоты вращения синхронного генератора, задатчиком частоты вращения синхронного генератора, синхронными генераторами автономных агрегатов, причем согласующая передача смонтирована между главным двигателем и разобщительной муфтой, а третий вал через вспомогательную передачу, оснащенную тормозом, соединен с первой электромашиной постоянного тока, при этом вторая электромашина постоянного тока соединена со свободным концом вала синхронного генератора, а синхронный генератор электрически подключен к судовой сети трехфазного переменного тока, причем тиристорный преобразователь постоянно-переменного тока выходом переменного тока подключен к судовой сети трехфазного переменного тока, а выходом постоянного тока через переключатель режимов подключен в режиме Пуск в цепь якорной обмотки второй электромашины постоянного тока, а в режиме Работа - в цепь последовательно соединенных якорных обмоток первой и второй электромашин постоянного тока, при этом вход тиристорного преобразователя постоянно-переменного тока соединен с датчиками частот вращения выходного вала согласующей передачи, первого вала дифференциального механизма и синхронного генератора, а также с задатмиком частоты вращения синхронного генератора, а обмотка возбуждения первой электромашины постоянного тока подключена к выходу первого регулятора, соединенного с судовой сетью трехфазного переменного тока, вход

которого соединен с датчиком частоты вра-переменного токи, вход которого соединен щения первого вала дифференциальногос датчиком частоты вращения первого вала механизма, причем обмотка возбуждениядифференциального механизма, а синхрон- второй электромашины постоянного токаные генераторы автономных агрегатов под- подключена к выходу второго регулятора.5 ключены к судовой сети трехфазного соединенного с судовой сетью трехфазногопеременного тока.