Электропривод гребной установки Советский патент 1981 года по МПК H02P5/22 

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ГРЕБНОЙ УСТАПОВКИ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования мощности гребных установок ледоколов и судов ледового плавления. По основному авт. св. № 570176 известен электропривод гребной установки, выполненный по схеме генератор-двигатель с возбудителями генератора и двигателя с задающими обмотками, жесткой отрицательной обратной связью по току главной цепи, подключенной на вход возбудителя генератора, и обратной связью по прямому и обратному напряжению возбудителя генератора, подключенной на вход возбудителя двигателя и используемой в качестве регулятора нагрузки и регулятора рекуперации, элемент И с двумя входами, цепи питания которого подключень к датчику тока главной цепи привода, один из входов через стабилизатор-ограничитель подключен к тахогенератору двигателя, а другой через свой стабилизатор-ограничитель - к задающей обмотке возбудителя двигателя, а выход элемента И через регулятор уставки подключен на вход пропорционального регулирующего элемента, включенного последовательно с задающей обмоткой возбуд теля генератора 1. Недостатком данного устройства является то, что электропривод не обеспечивает постоянства мощцости гребного двигателя при изменении нагрузки на его валу. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик электропривода. Поставленная цель достигается тем, что в него дополнительно введены добавочный резистор, включенный последовательно с задающей обмоткой возбудителя двигателя и последовательно соединенные пропорциональный элемент, фильтр низких частот, блок гальванической развязки, усилитель мощности, устройство коррекции динамики и второй регулятор уставки, при этом второй регулятор уставки подключен к возбудителю генератора, а выходы пропорционального элемента подключены к зажимам дополнительного резистора. На чертеже представлена схема устройства. Электропривод состоит из генератора 1 и гребного электродвигателя 2, вращающего гребной винт. Обмотка 3 возбуждения генератора и обмотка 4 возбуждения двигателя получают питание от электромашинных усилителей 5 и 6, например электромашинных усилителей продольного поля. Задающая обмотка 7 электромашинного усилителя 6 получает питание от эталонного источника Уэт через контакты 8--11 реверсивного контактора, связанного с постом управления. Обмотка 12 управления электромашинного усилителя б через разделительные диоды 13 и 14, контакты 15 и 16 или 17 и 18 реверсивного контактора включена на разность напряжения возбудителя генератора 1 и части эталонного напряжения, выделенного на сопротивлении 19, и играет роль регулятора нагрузки греоного двигателя. Эта же обмотка 12 через разделительные диоды 20 и 21, контакты 15 и 16 или 17 и 18 реверсивного контактора включена на обратное напряжение электромащинного усилителя 5, минуя эталонный источник тока, и выполняет функцию регулятора рекуперации. Обмотка 22 электромашинного усилителя 5 включена на падение напряжения в компенсационной обмотке и в обмотке 23 дополнительных полюсов гребного двигателя и выполняет функцию жесткой обратной связи но главному току. Задающая обмотка 24 электромашинного усилителя 5 получает питание от сельсина 25 поста управления через выпрямительный мост 26 и через включенный в рассечку между выпрямителем и выводом обмотки пропорциональный регулирую-щий элемент 27, например переход эмиттер-коллектор транзистора, на вход которого подан сигнал с регулятора уставки 28. Последний включен на выходе элемента И 29, например, реверсивного полупроводникового ключа на двух транзисторах типа р-п-р и п-р-п в каждом плече. На два входа этого элемента И 29 через стабилизаторы - ограничители напряжения 30 и 31, например полупроводниковые, подано напряжение от тахогенератора гребного электродвигателя 32 и от задающей обмотки 7 электромашинного усилителя 6. Полярность сигналов подобрана так, что в нормальном ходовом режиме элемент И 29 закрыт, и сигнал на его выходе отсутствует. Элемент И 29 открывается лищь при тех сочетаниях полярности входных сигналов, которые соответствуют тем участкам реверса, на которых ЭДС генератора и двигателя включены согласно и когда ЭДС двигателя больше ЭДС генератора. Питание элемента И 29 осуществляется от датчика 33 тока главной цепи, например, измерительного трансформатора постоянного тока через нелинейный элемент 34, например стабилитрон, отсекающий напряжение помехи. Последовательно с задающей обмоткой 7 возбудителя двигателя включен резистор 35, параллельно рсоторому включен выход пропорционального элемен та 36, например переход эмиттер-коллектор транзистора. Вход пропорционального элемента 36 через фильтр 37 низких частот подключен к блоку 38 гальванической развязки, выполненному, например, в виде двухполупериодного модулятора на транзнсторах и демодуляторах на выходе этого блока. Вход блока 38 гальванической развязки включен на выход усилителя 39 мощности, выполненного на одном или нескольких транзисторах с соответствующими устройствами термостабилизации. Вход усилителя 39 мощности включен на выход устройства 40 коррекции динамики, выполненного в виде, например, трехкаскадного усилителя на интегральных схемах с соответствующими корректирующими цепочками, обеспечивающими необходимое качество и стабилизацию переходных процессов. Вход устройства 40 коррекции динамики через-второй регулятор уставки 41, выполненного, например, в виде потенциометра и цепочки стабилитронов, подключен на выход воз5удителя генератора электромашинного уси лжгеля 5. Устройство работает следующим образом. В швартовом режиме работы гребной установки, который принимается за номинальный, регулятор уставки 41 настраивается таким образом, чтобы сигнал управления на входе элемента 40 был равен или близок к нулю. При этом за счет начального смещепия пропорциональный элемент 36 полностью открыт и шунтирует добавочный резистор 35, и ток в задающей обмотке 7 возбудителя двигателя электромашинного усиштеля 6 равен или близок к номинальному, что и обеспечивает номинальный ток возбуждения гребного двигателя. При уменьшении нагрузки ток в главной цепи уменьшается, что приводит к увеличению напряжения на выходе возбудителя генератора электромашинного усилителя. 5. При превышении напряжения уставки на вход пропорционального элемента 36 через последовательно включенные элементы 40, 39, 38 и 37 поступает сигнал, в зависимости от величины которого пропорциональный элемент 36 частично или полностью закрывается. Ток в задающей обмотке возбудителя двигателя уменьшается, что и обеспечивает требуемое ослабление возбуждения гребного двигателя при уменьшении нагрузки на его валу. Коэффициент передачи этого канала подбирается так, чтобы при переходе со швартовного режима на свободную воду и увеличении напряжения возбудителя генератора 5 на несколько вольт ( что определяется допускаемой погрешностью регулирования) обеспечивался необходимый диапазон регулирования тока возбуждения гребного двигателя. Одновременно с уменьщением тока в задающей обмотке электромашинного усилителя 6 обеспечивается стабилизация переходных процессов за счет подбора корректирующих цепочек