Гребная электрическая установка
ГРЕБНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая синхронный генератор с первичным двигателем на его валу , двухъякориый гребной электродвигатель постоянного тока с двумя независимыми обмотками возбуждения, якорные обмотки ко .торого через управляемые выпрямительные мосты, а обмотки возбуждения через другие выпрямительные мосты связаны с вЫхоДными зажимами синхронного генератора, и. системы управления выпрямительными мос тами якорных обмоток гребного электродвигателя постоянного тока, отличающаяся тем; что, с целью улучшения массогабаритных по казателей, выпрямительный мост одной и обмоток возбуждения гребного электродвигателя постоянного тока выполнен управляемым и введены дополнительная система управления , выходом подключениая к управляющему входу последнего из указанных выпрямительных мостов, блок задания, датчики тока, каждый из которых включен в uent соответствующей якорной обмотки гребногЬ электродвигателя, фазосдвигающнЙ блок и узел сравнения, причем выход блока задания подключен к входу одной системы управления и входу фазосдвигающего блока, выходом соединенного с входом другой системы управления, выходы датчиков тока подключены к соответствующим входам узла сравнения, выход которого связан с вхо Ьом .дополнительной системы управлеиия.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
ИЦ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVO
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
321) 3346735/24-07 (22) 06;10.81 (46) 30.12.83. Бюл. № 48 (72) Е. Б. Айзенштадт, .В. И. Вершинин, В. А. Косенков, Л. Е. Кузнецов, Г. М. Сироткин, В. С. Соколов, Е. И. Малы шко
-и А. Л. Аверкиев (53) 62! .316.174 (088.8) (56) Айзенштадт Е. Б. и др. Гребные элек-. трические установки ЛуСудостроенне», 1975, с. 262, рис. 8.2,1.
2. Там же, с. 299, рис. 9.1.4. (54) (57) ГРЕБНАЯ . ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ
УСТАНОВКА, содержащая синхронный генератор с первичным двигателем на его валу, двухъякорный гребной электродвигатель постоянного тока с двумя независимыми обмотками возбуждения, якорные обмотки ко.торого через управляемые выпрямительные мосты, а обмотки возбуждения через другие выпрямительные мосты связаны с вЫходиыми зажимами синхронного генератора, и
„SU„„1064370
Oi 1 390 системы управления выпрямительними мос тами якорных обмоток гребного электродвигателя постоянного тока, отличающаяся тем; что, с целью улучшения массогабаритных по. казателей, выпрямительный мост одной и) обмоток возбуждения гребного электродвигателя постоянного тока выполнен управляемым и введены дополнительная система управления, выходом подключенная к управляющему входу последнего нз указанных выпрямительных мостов, блок заданйя, датчики тока, каждый нз которых включен в цеп соответствующей якорной обмотки гребного электродвигателя, фазосдвигающий блок и узел сравнения, причем выход блока задания подключен к входу одной системы управ. ления н входу фазосдвнгающего блока, выходом соединенного с входом другой снс- ф темы управления, выходы- датчиков тока подключены к соответствующим входам узла сравнения, выход которого связан с вхо дом,дополнительной системы управления.
4370
Гребная электрическая установка содер-
З5 жит синхронный генератор (фиг, 1) с первичным двигателем 2 на его валу, греб-, ной электродвигатель постоянного тока с двумя якорными обмотками 3 и 4 и двумя независимыми обмотками 5 и б возбужде4р ния. Якорные обмотки через управляемые выпрямительные мосты 7 и 8. а обмотки возбуждения через другие выпрямительные мосты 9 и 10 сцязаны с выходными зажимами А, В и С синхронного генератора. Выпрямительные мосты 7 и 8 управляются сис45 темами управления 11 и 12..Выпрямительный мост 10 обмотки б возбуждения выполнен управляемым. В гребную установку введены датчики 13 и 14 тока, включенные в цепи якорных обмоток 3 и 4 соответственно, узел. 15 сравнения, дополнительная система 16 управления, блок 17 задания и фазосдвигающий блок 18. Выход блока 17 задания подключен к входу системы управления 11 и входу фаэосдвигающего блока 18,, выходом соединенного с входом другой сис55 темы 12 управления. Выходы датчиков 13
: и !4 тока подключены к соответствующим входам узла 15 сравнения, выход которого связан с входом дополнительной системы упiO6
Изобретение относится к электротехник
H может быть использовано при создании; систем электродвижения с единой судовой электростанцией, например, для исследовательских и океанографических судов для обеспечения малошумных ходовых режимов.
Известна гребная электрическая установка, содержащая сиьхрониый генератор, к выходным зажимам которого через управляемый выпрямитель. подключен требной электродвигатель постоянного тока !1).
Недостаток указанной установки зашлю, чается в том, что при питании потребителей
:удовой сети от синхронного генератора греб ной электродвигатель постоянного тока . худшает качество электроэнергии судовой ,.ети и виброакустические и энергетические характеристики установки. Указанные не- остатки обусловлены тем, что управляемый выпрямитель, входящий в состав гребного электродвигателя постоянного тока как существенно нелинейное звено, потребляет иэ сети несинусоидальный ток, протекание когорого по обмоткам статора синхронного генератора является причиной его неудовлет ворительных виброакустических и энергетических пеказателей, вызванных появлением высших гармонических составляющих тока и напряжения.
Наиболее близкой к предлагаемой является гребная электрическая установка, содержащая синхронный генератор и двухьякорный электродвигатель, постоянного тока с двумя неэависимымн обмотками возбуждения. Якорные обмотки гребного электродвигателя связаны с выходными зажимами синхронного генератора через соответствующие специальные трансформаторы с несколькими комплектами вторичных обмоток.- Управляемые выпрямители выполнены по двенадцатифаэной схеме выпрямления. Обмотки возбуждения гребного электродвигателя постоянного тока связаны с выходными зажимами синхронного генератора через другие мостовые выпрямители !2).
Такая гребная установка обеспечивает достаточно высокое качество электроэнергии питающей сети. Однако известная гребная установка характеризуется значительными, массогабаритными показателями, возникающими в.связи с тем, что для обеспечения. требуемого качества электрической энергии в состав гребной электрической установки введены громоздкие и тяжелые специальные; трехобмоточные трансформаторы, рассчитанные на полную мощность гребной электри-. ческой установки, Выполнение управляемых выпрямителей по двенадцатифазной схеме также приводит к увеличению массы и габаритов установки и созданию более сложных схем управления.
Цель изобретения — улучшение массо: габаритных показателей гребной электричес. кой установки. 2
Указанная цель достигается тем, что в гребной электрической установке, содержащей синхронный генератор с первичным двигателем на его валу, двухъякорный греб5 иой электродвигатель постоянного тока с двумя независимыми обмотками возбуждения, якорные обмотки которого через управляемые выпрямительные мосты, а обмотки возбуждения через другие выпрямительные мосты связаны с выходными зажимами синlî хронного генератора, и системы управления выпрямительными мостами якорных обмоток гребного электродвигателя постоянного тока, выпрямительный мост одной из обмоток возбуждения гребного электродвигателя
t5 постоянного тока выполнен управляемым и введены дополнительная система управления, выходом подключенная к управляющему входу последнего иэ указанных выпрямительных мостов, блок задания, датчики тока, каждый из которых включен в цепь
zo соответствующей якорной обмотки гребного электродвигателя постоянного тока, фазосдвигающий блок и узел-сравнения, причем выход блока задания подключен к входу одной системы управления и входу фазосдвигающего блока, выходом соединенного с входом другой системы управления, выходы датчиков тока подключены к соответствующим входам узла сравнения, выход которого связан с входом дополнительной системы управления.
На фиг. 1 представлена принципиальная блок-схема гребной электрической установки; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие работу гребной электрической установки.! 1064370
Урам
I, I
11 I о
1 I Åèl г
i I I I I I
I I
1ампр РРрн д
1 анпр
Фюьi l
ВНИИПИ! Заказ 10352/54 I Тираж 617 Подпнсное
Фнлнал ПЙП «Патент», х. Ужгород, ул. Проектная, 4
3 Давления, выходом подключенной к управляющему входу выпрямительного моста 101
Устройство работает следующим образоь4
Момент подачи управляющего импульса иа выпрямительный мост 7 соответствует вреени 411 (фиг. 2), При этом среднее значе. ие выпрямленного напряжения, подводимое к якорю электродвигателя 3, равна . 2,34U cos «„(пропорционально заштрнхован, иой площади на фиг. 2б), а ток 1внар,, потребляемый. выпрямителем из фазы А, изо- 10 бражен на фиг. 2г (где (ар — напряжение1 соответствующей фазы (Ыр„, (Лр 3ф ) ис- точника питания.
Момент подачи управляющего импульса на выпрямитель 8 задержан на 30 и соот-; ветствует времени 111х. При этом среднее зна15 чение выпрямленного напряжения, подводимого к якорю электродвигателя 4, равно
2, 34 Ир cos аа (пропорционально заштрихованной площади, фнг. 2в).
В связи с тем, что напряжение, подводи. мое к якорю электродвигателя 4, меньше. напряжения, подводимого к якорю электродвигателя 4, т,е. 2,34 icos 482,34Uч,cоs4,, амплитуда тока (1а„„р ), потребляемого выпрямителем 8 из фазы А (пунктирные линии на фиг. 2д), должна быть меньше амплитуды тока, потребляемого выпрямителем 7.
Чтобы выравнять амплитуды токов, потребляемых обоими выпрямителями, в гребную электрическую установку введены дат- чики тока 13 и 14 и сравнивающий узел 15, который, воздействуя через систему 16 управления выпрямителем 10 на обмотку воз- буждерия 6 электродвигателя 4, уменьшает магнитный поток электродвигателя 4 на-. ..столько, что ток электродвигателя 4 стано- З вится равным току электродвигателя 3. Ток
И мю а
4 потребляемый выпрямителем 8 от фазы А-, представлен иа фиг. 2д сплошной линией
В связи с этим ток (i o6 ),.потреб ляемый от фазы А одновременно обоими вы прямителями, имеет ступенчатую форм)
1(фнг. 2е). Коэффициент нелинейных иска. жений этой формы тока, потребляемого из сети, почти в 2 раза меньше, чем коэффициент нелинейных искажений формы тока, потребляемого из сети одиночно работающим выпрямителем.
Ступенчатая форма кривой потребляемо,го тока, изображенная на фиг. 2е, аналогич:на форме кривой потребляемого тока при двенадцатнфазной схеме выпрямления. Но двенадцатифазная схема выпрямления реализуется с применением трехобмоточных трансформаторов, выбранных на полную мощность гребной установки.
Таким образом, подключение блока задания к системе управления одним выпрямителем напрямую, а к системе управления другим выпрямителем через фазосдвигаюшнй блок при одновременном выравнивании токов якорей электродвигателей воздействием на выпрямительный мост обмотки воз-. буждения одного из электродвигателей, выполненным управляемым, приводит к значительному улучшению формы кривой потребляемого выпрямителями из сети тока без применения громоздких трехобмоточных трансформаторов и, следовательно, к улучшению массогабаритных показателей гребной электрической установки. Кроме того, в гребной установке возможно выполнять мостовые выпрямители в якорных цепях и в цепях обмотки возбуждения по шестифаз ной мостовой схеме, что также приводит 14 улучшению массогабаритных показателей вследствие упрощения их схем управления4
