Судовая энергетическая установка Советский патент 1982 года по МПК B63H21/20 B63J3/02 

(54) СУДОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

1

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым энергетическим установкам.:.

Известна судовая энергетическая установка, содержащая по крайней мере, два дизеля, соединенные с гребным валом через 5 редуктор и электромагнитные муфты скольжения с фазными якорными обмотками, и электрически связанные между собой тиристорный преобразователь частоты, согласующий трансформатор и электро-энерге- ю тическую систему 1.

Недостатки известной -судовой энергетической установки - наличие отдельного генератора, сложность его размещения, .усложнение конструкции редуктора, нестабильность параметров электроэнергии при из менении режимов работы энергетической установки.

Цель изобретения - упрощение энергетической установки и непрерывное обеспечение судна электроэнергией во всех режимах 20 и во всем диапазоне регулирования частоты вращения гребного вала.

Поставленная цель достигается тем, что судовая энергетическая установка дополнительно снабжена управляемыми разобщительными муфтами, установленными между упомянутыми редуктором и электромагнитными муфтами скольжения, а выходы фазных якорных обмоток последних электрически связаны с упомянутым тиристорным преобразователем частоты.

На чертеже изображена принципиальная схема судовой энергетической установки.

Судовая энергетическая установка содержит, по меньщей мере, два дизеля 1, соединенные с гребным валом 2 через редуктор 3, управляемые разобщительные муфты 4 и электромагнитные муфты 5 скольжения с фазными якорными обмотками 6 и вращающимися кольцами 7, тиристорный преобразователь 8, согласующий трансформатор 9, судовую электроэнергетическую систему, включающую дизель-генератрр 10, электрическую сеть и потребители электроэнергии (не показаны).-Для стабилизации частоты напряжения электрической сети применяется регулятор 11 частоты, воздействующий на угол отпирания тиристоров, преобразователь 8 частоты через систему 12 управления или на ток возбуждения индуктора электромагнитных муфт 5. скольжения через регулятор 13 возбуждения. На гребном валу 2 установлен гребной винт 14.

Судовая энергетическая установка работает следующим образом.

В ходовом режиме судна работают дизели 1. При вращении ведущего вала электромагнитной муфты 5 скольжения относительно ведомого в фазной якорной обмотке 6 генерируется электроэнергия, частота тока на выходе фазной якорной обмотки 6 электромагнитной муфты 5 скольжени.я зависит от числа пар полюсов индуктора и величины скольжения и в общем случае не равна частоте напряжения в судовой электрической сети. То же самое можно сказать и о напряжениях на кольцах фазной якорной обмотки 6 электромагнитной муфты 5 скольжения и в судовой сети. Поэтому для согласования указанных параметров необходимо применить тиристорный преобразователь 8 частоты и согласующий трансформатор 9. Для обеспечения естественной коммутации вентилей тиристорного преобразователя 8 частоты с частотой 50 Гц к электрической сети должен быть подключен источник коммутирующей электродвижущей силы - синхронный компенсатор. В качестве последнего может быть использован синхронный генератор дизель-генератора 10.

Стабилизация напряжения в судовой электрической сети производится за счет регулирования тока возбуждения синхронного компенсатора, а частоты - путем изменения тока возбуждения индуктора электромагнитных муфт 5 скольжения или добавочной электродвижущей частоты будет протекать следующим образом.

Допустим на шины электрической сети включается дополнительный потребитель. До вступления в работу регулятора 11 частоты мощность, развиваемая электромагнитной муфтой 5 скольжения, сохраняется на прежнем уровне. Поэтому восстановление баланса активных мощностей в электроэнергетической системе возможно лищь путем снижения мощности, потребляемой электроприводами, т. е. уменьщением частоты их вращения, в том числе и синхронного компенсатора. С уменьщением частоть; вращения синхронного компенсатора снижается частота тока в электрической сети. На отклонение частоты тока в электрической сети реагирует регулятор 11 частоты, который, изменяя ток -возбуждения индуктора электромагнитной муфты 5 скольжения или угол отпирания тиристоров преобразователя частоты 8, увеличивает скольжение валов муфт. Благодаря этому через тиристорный преобразователь 8 частоты отдается в электрическую сеть больщая активная мощность, восстанавливается частота вращения электродвигателей и синхронного ком пенсатора, а следовательно, и частота напряжения в электрической сети.

В отличие от известных судовых энергетических установок в предлагаемом устройстве питание электрической сети от дизелей 1 осуществляется во всем диапазоне изменения частоты вращения последних. Величина отбираемой мощности при этом либо сохраняется неизменной (в основных ходовых режимах), либо может быть увеличена (в специальных ходовых режимах, например,-у траулеров). Это достигается соответственно сохранением постоянства скольжения электромагнитной муфты 5 скольжения при переменной частоте вращения дизелей 1 (на судах с винтом фиксированного щага) или увеличением-скольжения муфты 5 при неизменной частоте вращения Дизелей 1.

В предлагаемой установке представляется возможным обеспечить бесперебойное питание потребителей электроэнергии при внезапном реверсе дизелей 1 (для судов с винтом фиксированного щага). Б последнем случае в алгоритм управления (ручного или автоматизированного) должно быть заложено поочередное реверсирование дизелей 1. Например, первым реверсируется правый-дизель 1. Левый при этом разобщительной муфтой 4 отключается от редуктора 3 и сохраняет прежнее направление вращения, обеспечивая бесперебойное питание электрической сети от своей электромагнитной муфты 5 скольжения. После изменения знака скольжения электромагнитной муфты 5 скольжения реверсируемого дизеля 1 последняя снова способна отдавать энер.гию скольжения в электрическую сеть. С этого момента в случае необходимости можно приступить к реверсированию левого дизеля 1. Именно такое поочередное изменение направления вращения дизелей I применяется в практике эксплуатации судовых энергетических установок.

Перерыв питания электрической сети, В1 1звайный внезапной остановкой дизелей (например, при срабатывании аварийной защиты), практически исключается, потому что возникновение аварийных ситуаций в обоих дизелях 1 одновременно маловероятно. Однако, если это и произойдет, то вынужденный перерыв питания до подачи его от автоматически запускае.мого дизель-генератора 10 не опасен. Действительно опасность перерыва питания ответственных механизмов, обслуживающих главные дизели, существует только тогда, когда последние продолжают работать. Если же они оба останавливаются, то необходимость в работе обслуживающих механизмов также отпадает.

Предлагаемое изобретение позволяет существенно снизить установленную мощность автономного дизель-генератора, повысить эффективность использования главной силойой установки, уменьшить разрезы машинного отделения, снизить первоначальные

и эксплуатационные затраты на энергетическую установку в целом.

Формула изобретения

Судовая энергетическая установка, содержащая, по крайней мере, два дизеля, соединенные с гребным валом через редуктор и электромагнитные муфты скольжения с фазными якорными обмотками, и электрически связанные между собой тиристорный преобразователь частоты, согласующий трансформатор и электро-энергетическую систему, отличающаяся тем, что, с целью упрощения энергетической установки и непрерывного обеспечения судна электроэнергией во всех режимах и во всем диапазоне регулирования частоты вращения гребного вала, она дополнительно снабжена управляемыми разобщительными муфтами, установленными между упомянутыми редуктором и электромагнитными муфтами скольжения, а выходы , фазных якорных обмоток последних электрически связаны с упомянутым тиристорным преобразователем частоты.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

стабильной частоты, ММФ, ЦБНТИ, сер.

«ТЭФ, М., 1974, с, 4 (прототип).