Валогенераторная установка

 

Изобретение относится к судостроению, а именно к судовым энергетическим установкам. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей, повышение КПД и надежности валогенераторной установки. Валогенераторная установка подключена к главной энергетической установке, содержащей главный двигатель 1, гребной вал 2 и гребной винт 3. Двухрядный планетарный механизм 4 первым промежуточным звеном (входным валом) 5 присоединен к гребному валу 2, вторым промежуточным звеном (выходным валом) 6 через соединительную муфту 7 - к валогенератору 8, первым свободным валом 9 через первую согласующую передачу 10 и первую разобщительную 11 - к регулируемой машине 12 вторым свободным валом 13 через вторую согласующую передачу 14 и вторую разобщительную муфту 15 - также к регулируемой машине 12. Последняя электрически подключена через преобразователь 16 к валогенератору 8, который через выключатель 19 электрически подключен к шинам 20 электростанции. Первое промежуточное звено (входной вал) 5 двухрядного дифференциального механизма 4 представляет собой соединенные друг с другом водила, содержащие сателлиты 2 первого и сателлита 4 второго планетарных рядов. Первые из сателлитов находятся в зацеплении с солнечной шестерней и эпициклом, а вторые - с солнечной шестерней и эпициклом 8. Эпицикл представляет собой первый свободный вал, соединенный через первую согласующую передачу 10 и первую разобщительную муфту 11 с регулируемой машиной 12, а эпицикл 8 - второй свободный вал, соединенный через вторую согласующую передачу 14 и вторую разобщительную муфту 15 с регулируемой машиной 12. 1 з.п.ф-лы. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1481144 (5D 4 В 63 Н 23/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4-ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3940654/40-11; 3955611/40-11 (22) 07.08.85 (46) 23.05.89. Вюл. Р 19 (72) Е.П.Руденко (53) 629.12.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 471247, кл.В 63 Н 23/06, 1972. (54) ВАЛОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к судостроению, а именно к судовым энергетическим установкам. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей, повышение КПД и на.дежности валогенераторной установки.

Валогенераторная установка подключена к главной энергетической установке, содержащей главный двигатель 1, гребной вал 2 и.гребной винт 3. Двухрядный планетарный механизм 4 первым промежуточным звеном (входным валом)

5 присоединен к гребнему.валу 2, вторым промежуточным звеном (выходным валом) 6 через соединительную муфту 7. — к вапогенератору 8, первым свободным валом 9 через первую согласующую передачу 10 и первую разобщительную 11 — к регулируемой машине 12 вторым свободным валом 13 через вторую согласующую передачу 14 и вторую разобщительную муфту 15 также к регулируемой машине 12. Iloследняя электрически подключена через преобразователь 16 к валогенератору 8, который через выключатель 19 электрически подключен к шинам 20 электростанции. Первое промежуточное звено (входной вал) 5 двухрядного дифференциального механизма 4 представляет собой соединенные друг с другом водила, содержащие сателлиты 2 первого и сателлиты 4 второго планетарных рядов. Первые из сателлитов находятся в зацеплении с солнечной шестерней и эпипиклом, а вторые — с солнечной шестерней и эпициклом 28. Эпицикл представляет собой первый свободный вал, соединенный через первую согласующую передачу 10 и первую разобщительную муфту 11 с регулируемой машиной 12, а эпицикл 28 — второй свободный вал, соединенный через вторую согласующую передачу 14 и вторую разобщительную фту 15 с регулируемой машиной 12. 1 з.п. A-лы, 6 ил.

1481144

Изобретение относится к судостроен гго, а именно к судовым энергетическнм установкам, Цель изобретения — улучшение мас5 согабаритных показателей, повышение

КПД и надежности валогенераторной

y ñòàHîâêH.

На йиг. 1 представлена структурная схема валогенераторной установки 1О с встроенными в линию гребного вала ухрядным планетарным механизмом и валогенератором; на фиг. 2 — кинемат ческая схема механической части установки; на фиг. 3 и 4 — структурные

1 схемы валогенераторной установки с араплепьным расположением вапогенератора соответственно с преобразователем и с регулируемой машиной; на диг. 5 — кинематическая схема механи- 20 еской части устаногзки при распопожегии первой и второй согласующих переач соответственно по обе стороны от двухрядного планетарного механизма; г1а фиг. 6 — то же, с расположением по 25

1 одну стороггы от планетарного меха-г1изгга.

Вяло.генераторная установка подключена к главной энергетической устаНовке, содержащей главный двигатель

i, гребной вап (вап отбора мощности) и гребной винт 3, через двухрядный тгланетарггый механизм 4, который своим г1ервым промежуточным звеном (входным

Йалэм) 5 присоединен к гребному ва- 35 лу 2, вторым промежуточным звеном (выходным валом) 6 через соединительную муфту 7 — к вапогенератору 8, первым свободным звеном — налом 9 через первуго согласующую передачу 10 40 и первуго разобщитепьную муфту 11 — к регулируемой машине 12, вторым cBQ бодным звеном — валом 13 через вторую согласующую переда-гу 14 и вторуго раэобщитепьную муфту 15 — к регупируе- 45 мой машине 12. Пос«педняя электрически подкпгочена через преобразователь 16 к вапогенератору 8 (фиг.1 и 3) ипи «IBIIocðåäcòâåaíî к второй машине 17 (фиг, 4), присоединенной к валу о òбора главного двигате.гя через передачу 18. Балогенератор 8 через выклгочатель 19 электрически г1одключен к шинам 20 электростанции. Па валу регулируемой машины установлен тор

33 моз 21.

Промежуточное звено (входной вал)

5 двухрядного дифференциального меха- низма представляет собой соединенные друг с другом водила 22, содержащие сателлиты 23 первого (I) и сателлиты

24 второго (II) планетарных рядов (количество сателлитов в каждом из планетарных рядов — минимум три).

Первые из сателлитов находятся в зацеплении с солнечной шестерней 25 и эпициклом 26, а вторые — с солнечной шестерней 27 и эпициклом 28. Эпицикл 26 первого (I) ряда представляет собой первый свободный вал, соединенный через первую согласующую передачу 10, включающую зубчатые колеса 29-32, и через первую разобщительную муфту 11 с регулируемой машиной 12. Эпицикл 28 второго (1Т) ряда представляет собой второй свободный вал, соединенный через вторую согласующую передачу 14, включающую зубчатые колеса 33-36 (фиг. 2), с дополнительным колесом 37 (фиг. 5 и 6), служащим дпя изменения направления вращения выходного вала второй согласующей передачи 14 по отношению к выходному валу первой передачи 10 и через вторую разобщитепьную муфту 15 с регулируемой машиной 12.

Работа вапогенераторной установки заключается в следующем.

Пусковой режим работы установки осуществляется при запуске главного двигателя 1. В процессе запуска разобщитепьная муфта 11 первого (I) ряда дгкЬференциального механизма 4 и тормоз 21 включены, разобщитепьная ггуфта 15 второго (II) ряда отключена, в результате чего все звенья этого ряда вращаются на холостом ходу. По мере увеличения частоты вращения главного двигателя частота вращения валогенератора 3 пропорционально увеличивается за счет фиксированного передаточного числа их механической связи через зубчатую передачу, включающую входной вал 5, сдвоенное водило 22 (принадлежащее обоим планетарным рядам), солнечную шестерню 25 первого (Х) планетарного ряда, выходнои вап 6 с соединительной муфтой 7.

При частоте вращения главного двигателя, близкой к минимальному з:ачению его рабочего диапазона, при котором обеспечивается стабилизация частоты вращения валогенератора, достигается близкая к номинальной частота вращения синхронного валогенератора 8, последний возбуждается, преобразователь 16 и регулируемая машина

1481144

12 включаются в работу при их питании от валогенератора, тормоз 21 отключается. В результате выполнения этих манипуляций процесс пуска вало-5 ганераторной установки заканчивается.

К валогенераторной установке может быть подключена нагрузка через выключатель 19.

Регулируемый режим работы установ- 10 ки со стабилизацией частоты вращения валогенератора осуществляется следующим образом.

Изменение частоты вращения в первом поддиапазоне (по мере увеличения 15 частоты вращения главного двигателя) компенсируется знакопеременным с переходом через нуль изменением частоты вращения свободного вала, работающего с нагрузкой первого (I) планетарного 20 ряда. При этом на части указанного поддиапазона преобразователь 16 работает в выпрямительном (при его исполнении в виде тиристорного блока) или в генераторном (при его исполне- 25 нии в виде электромашинного агрегата) режиме, а регулируемая машина 12 — в двигательном режиме. На другой части первого поддиапазона режимы работы преобразователя 16 и машины 12 проти- 30 воположны указанным.

Первое обращение режимов работы преобразователя 16 и машины 12 по мере увеличения частоты вращения входного вала 5 планетарного механизма от минимальной до максимальной осуществляется на границе между укаэанными частями первого поддиапазона и происходит вследствие реверса частоты вращения машины 12 постоянного тока, имеющей независимый постоянный по величине поток возбуждения при знакопостоянном моменте на ее валу, пропорциональном мощности .(нагрузке) электропотребителей, питающихся от 45 валогенераторной установки. Реверс частоты вращения машины 12 происходит за счет реверса напряжения на ее якоре, подводимого от преобразователя 16 или от второй машины 17 (ток якоря

50 машины 12 знакопостоянен и пропорционален моменту на валу машины 12).

Второе обращение режимов работы преобразователя 16 и машины 12 осуществляется на границе между указанным

55 первым и следующим за ним вторым под- диапазоном изменения частоты вращения входного вала. Обращение происходит за счет включения второй муфты 15, сопровождающегося уменьшением тока якоря машины 12 до нуля, и последующего отключения первой муфты 11, сопровождающегося изменением полярности тока якоря машипы 12. После у:сазанного переключения мулт уcòÿíîâêë вводится во второй поддиапазон изменения частогы вращения входного вала. В этом поддиапазоне работа установки осуществляется при нагруженном втором (II) планетарном ряде и переводе на холостой ход первого (I) ряда. Второй поддия".àçîí также разделяется на две части: на первой части преобразователь 16 работает выпрямителем (в случае использования второй машины 17 последняя работает генератором), а машина 12 — двигателем, на второй части преобразователь 16 работает инвертором (машина 17 — двигателем, а машина 12 — генератором).

Третье обращение режимов работы преобразователя 16 (второй машины 17) и машины 12 осуществляется на границе между указанными частями второго подпиапазона и имеет место вследствие реверса частоты вращения машины 12, работающей совместно с вторым (II) планетарным рядом, за счет соответствующегo изменения напряжения на якоре машины 12. Ток якоря машины 12 знакопостоянен и при неизменном направлении ее потока возбуждения противоположен по направлению току якоря в случае работы установки в первом поддиапазоне.

Из изложенного следует, что первое и третье обращения имеют кинематический характер и осуществляются при знакопостоянном (неизменном в случае постоянной нагрузки установки) моменте на валу регулируемой машины, а второе обращение имеет силовой характер и осуществляется при неизменной частоте вращения регулируемой машины. При всех обращениях могут быть полностью исключены динамические перегрузки путем соответствующего регулирования частоты вращения (первое и третье обращения) илп тока (второе обращение) регулируемой машины 12 преобразователем 16 (второй машиной 17).

Нерегулируемый режим работы установки может обрабатываться при трех фиксированных значениях передаточного числа механической связи валогенепа1481144 тора с валом отбора или гребным ва-лом.

При первом фиксированном значении передаточного числа нерегулируемый режим совпадает с заключительной стадией пускового режима, предшествующей возбуждению синхронного валогенератора 8, и имеет место при вклю : ченных первой разобщительной муфте 11 тормозе 21 и при обесточенных регуруемой машине 12 и преобразователе

16 (машине 17). Этот режим в отличие от пускового может быть длительным.

При втором фиксированном значении п редаточного числа нерегулируемый р жпм имеет место при включении первой 11 и второй 15 разобщительных фт. При таком состоянии муфт мощость от входного вала на валогенера1 ор передается двумя потоками: первым — непосредственно через первый (I) планетарный ряд (от сдвоенного водила 22 на солнечную шестерЙо 25), вторым — через эпицикл 26

Первого (I) планетарного ряда, согласующие передачи 10 и 14 с замкнутыми азобщительными муфтами 11, 15 и втоой (Il) планетарный ряд (от, эпицика 28 на солнечную шестерню 27).

IIpH третьем фиксированном значении передаточного числа нерегулируе-мый режим отрабатывается при включенных второй разобщительной муфте 15 я тормозе 21. формул а изобретения

1. Валогенераторная установка, содержащая синхронный валогенератор, 5 присоединенный к валу отбора мощности главного двигателя через дифференциальный планетарный механизм, опорный вал которого сочленен с валом одной регулируемой машиной, подключенной к другой регулируемой машине, вал которой кинематически сочленен с валом отбора мощности или через преобразователь электроэнергии с валом синхронного валогенератора, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, повышения КПД и надежности, дифференциальный планетарный механизм выполнен двухрядным с промежуточными и свободными звеньями, каждое из которых кинематически соединено с валом соответствующего планетарного ряда, при этом одно из промежуточных звеньев соединено с валом отбора мощности, другое — с валогенератором, а свободные звенья через согласующие передачи и разобщительные муфты, которыми снабжена установка, связаны с валом регулируемой машины, оборудованной тормозом.

2. Установка по и. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что согласующие передачи выполнены с противоположными по знаку передаточными отно шениями.

1481144

1481144

Составитель Е.Игнатьев

Редактор А.Мотыль Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 2628/19 Тираж 374 Подписное

ВНЯЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101