Гребная электрическая установка судна

 

Изобретение относится к судостроению, в частности, к гребным электрическим установкам /ГЭУ/ переменно-постоянного тока с полупроводниковыми преобразователями электроэнергии двухвальных судов. Цель изобретения - повышение надежности первичных двигателей при работе ГЭУ двухвального судна в режиме демпфирования крутильных колебаний в валопроводах. ГЭУ содержит первичные двигатели 1-3, сочлененные с синхронными генераторами 4-6, соединенными с распределительными шинами 7 и подключенные к последним через соответствующие полупроводниковые преобразователи 8 и 11 электроэнергии с системами 9 и 12 управления, кормовой 10 и носовой 13 гребные электродвигатели /ГЭД/ системы автоматического регулирования ГЭД в составе датчиков напряжения 14 и 15 и тока 16 и 17 гребного электродвигателя, соединенных с входами датчиков 18 и 19 мощности, выходы которых соединены с вторыми входами регуляторов 20 и 21 мощности, первые входы которых через суммирующие элементы 32 и 33 соединены с постами 30 и 31 управления, а выходы - с первыми входами суммирующих элементов 22 и 23, к вторым входам которых подключена цепь из последовательно соединенных усилителей 28 и 29, фазовращателей 26 и 27, узкополосных фильтров 24 и 25, входы которых соединены с выходами датчиков 16 и 17 тока, выходы суммирующих усилителей 22 и 23 соединены с входами систем 9 и 12 управления полупроводниковыми преобразователями 8 и 11 электроэнергии. В режиме демпфирования крутильных колебаний в валопроводе одного из ГЭД подключается выход соответствующего суммирующего элемента 36 или 37 через коммутационное устройство 38 или 39 к входу суммирующего элемента 32 или 33, при этом к входу суммирующего элемента 36 или 37 подключен выход поста 30 или 31 управления и через инверторы 34 или 35 выход датчиков 18 или 19 мощности. 1 ил.

союз советских социАлистичесних

РЕСПУБЛИК! 8(Е И93Н3

Ы» - ;», L =,;»ЧЬ1!Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГосудАРственный Комитет

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4353933/40-11 (22) 02.11.87 (46) 30.07.89. Бюл. № 28 (71) Ленинградское высшее инженерное морское училище им. адм. С. О. Макарова (72) В. С. Иванов (53) 621.3! 6.718.5.077.2-83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 889534, кл. В 63 Н 23/24, 1981. (54) ГРЕБНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА СУДНА (57) Изобретение относится к судостроению, в частности к гребным электрическим установкам (ГЭУ) переменно-постоянного тока с полупроводниковыми преобразователями электроэнергии двухвальных судов.

Цель изобретения — повышение надежности первичных двигателей при работе

ГЭУ двухвального судна в режиме демпфирования крутильных колебаний в валопроводах. ГЭУ содержит первичные двигатели

1 — 3, сочлененные с синхронными генераторами 4 — 6, соединенными с распределительными шинами 7 и 11, подключенные к последним через сооветствующие полупроводниковые преобразователи 8 и 11 электроэнергии с системами 9 и 10 управления, кормовой 10 и носовой 13 гребные электродвигатели (ГЭД) системы автоматического

„„Я0„„14971 1 1 (д1) 4 В 63 Н 23/24

2 регулирования ГЭД в составе датчиков напряжения 14 и 15 и тока 16 и 17 гребного электродвигателя, соединенных с входами датчиков !8 и 19 мощности, выходы которых соединены с вторыми входами регуляторов 20 и 21 мощности, первые входы которых через суммирующие элементы 32 и 33 соединены с постами 30 и 31 управления, а выходы — с первыми входами суммирующих элементов 22 и 23, к вторым входам которых подключена цепь из последовательно соединенных усилителей 28 и 29, фазовращателей 26 и 27, узкополосных фильтров 24 и 25, входы которых соединены с выходами датчиков 16 и 17 тока, выходы суммирующих усилителей 22 и 23 усилителей 22 и 23 соединены с входами систем

9 и 12 управления и полупроводниковыми преобразователями 8 и !1 электроэнергии. В режиме демпфирования крути ll>ных колебаний в валопроводе одного и.

ГЭД подключается выход соответствуюпн г< суммирующего элемента 36 или 37 черс. коммутационное устройство 38 или 39 к входу суммирующего элемента 32 или ЗЗ, при этом к входу суммирующего элемента 36 или 37 подключен выход поста 30 или 31 управления и через инвертор 34 или 35, выход датчиков 18 или 19 мощности. 1 ил.

14971

Изобретение относится к судостроению, в частности к гребным электрическим установкам (ГЭУ) переменно-постоянного тока с полупроводниковыми преобразователями электроэнергии двухвальных судов.

Цель изобретения — повышение надежности первичных двигателей при работе

ГЭУ двухвального судна в режиме демпфирования крутильных колебаний в валоп ро вод а х.

На чертеже изображена функциональная схема гребной электрической установки судна.

ГЭУ содержит первичные двигатели

1 — 3, сочлененные с синхронными генераторами 4 — 6, подключенные к распределительным шинам 7, с которыми через полупроводниковый преобразователь 3 электроэнергии с системой 9 управления соединен кормовой гребной электродвигатель 10 и через полупроводниковый преобразователь

11 электроэнергии с системой 12 управления — носовой гребной электродвигатель

13, системы автоматического регулирования кормового и носового гребных электродвигателей в составе соответствую,цих датчиков 14 и 15 напряжения и датчиков 16 и 17 тока, подключенных своими входами к якорным обмоткам кормового и носового электродвигателей, а выходами — к входам соответствующих датчиков 18 и 19 мощности, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих регуляторов 20 и 21 мощности. Выходы регуляторов 20 и 21 мощности соединены с соответствующими первыми входами суммирующих элементов 22 и 23, выходы которых соединены с входами соответствующих систем 9 и !2 управления полупроводниковых преобразователей 8 и 11 электроэнергии. Выходы датчиков 16 и 17 тока соединены через соответствуюгцие последовательно соединенные узкополосные фильтры 24 и 25, фазовращатели 26 и 27, усили ели 28 и 29, с вторыми входами соответствующих суммирующих элементов

22 и 23. Выходы постов 30 и 31 управления ссответственно кормового 10 и носового

13 гребных электродвигателей соединены с первыми входами соответствующих суммирующих элементов 32 и 33, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих регуляторов 20 и 21 мощности. Выходы датчиков 18 и 19 мощности соединены через соответствующие инверторы 34 и 35 с одними из входов соответствующих суммирующих элементов 36 и 37, другие входы которых соединены с соответствуюшими постами 30 и 31 управления, а их выходы через соответствующие коммутационные устройства 38 и 39 подключены к входам не соответствующим им суммирующих элементов 32 и 33.

ГЭУ судна работает следующим образом.

При изменяющемся моменте сопротивления на гребных винтах и отсутствии кру5

11

4 тильных колебаний в гребных валопроводах поддерживается режим постоянства мощности кормового 10 и носового 13 гребных электродвигателей, а следовательно, и первичных двигателей 1 — 3.

Действительное значение мощности гребных электродвигателей 10 и 13 формируется в датчиках 18 и 19 мощности, на входы которых поступают сигналы соответственно с датчиков напряжения и тока 14, 16 и

15, 17. С выходов датчиков 18 и 19 мощности сигналы, прямо пропорциональные действительному значению мощности кормового 10 и носового 13 гребных электродвигателей, поступают в соответствующие регуляторы 20 и 21 мощности, где сравниваются с заданным значением мощности, задаваемым сигналами с выхода соответствующих постов 30 и 31. При их несоответствии сигнал рассогласования через соответствующие суммирующие элементы 22 и 23 поступает в системы 9 и. 12 управления соответственно полупроводниковых преобразователей 8 и 10 электроэнергии, на выходах которых соответствующим образом изменяется напряжение так, что мощность установки поддерживается постоянной. При взаимодействии гребного винта со льдом в электромеханической системе: якорь гребного электродвигателя — гребной вал гребной винт возникают крутильные колебания приводящие к значительным колебаниям момента сопротивления на валах гребных электродвигателей 1О и 13. В этом случае переменная составляющая выходных сигналов датчиков 16 и 17 тока проходит через соответствующие узкополосные фильтры 24 и 25, настроенные на частоту крутильных колебаний валопроводов, на вход фазовращателей 26 и 27. Усилители 28 и 29 обеспечивают согласование по мощности, напряжению и току соответствующих сигналов фазовращателей 26 и 27 и входных сигналов суммирующих элементов 22 и 23. Переменная составляющая выходных сигналов соответствующих суммирующих элементов 22 и 23 вызывает изменение с частотой крутильных колебаний сигналов систем 9 и 12 управления и выходных напряжений полупроводниковых преобразователей

8 и 16 электроэнергии. Фазовые у.глы поворота фазовращателей 26 и 27 установлены такими, чтобы колебания токов (а следовательно, и электромагнитных моментов электродвигателей 10 и 13 при постоянном токе возбуждения) отставали по фазе от колебаний упругого момента на угол, равный л/2, что обеспечивает максимальное демпфирование. Таким образом, в режиме демпфирования крутильных колебаний происходят колебания нагрузки генераторов

4 — 6 (первичных двигателей 1 — 3) . При одинаковом заданном режиме кормового и носового гребных электродвигателей крутильные колебания возникают в одном из

1497111 гребных валопроводов вследствие различия значений резонансных частот вращения кормового 10 и носового 13 гребных электродвигателей. При работе кормового гребного электродвигателя 10 в режиме демпфирования крутильных колебаний и при отсутствии таковых в носовом гребном валопроводе замыкают коммутационное устройство 38 (коммутационное устройство 39 разомкнуто) и выход суммирующего элемента 36 подключается к входу суммирующего элемента 33.

На входы суммирующего элемента 36 поступают сигналы с выхода поста 30 управления (задающий) и инвертированный сигнал с выхода датчика 18 мощносги. Разностный сигнал с выхода суммирующего элемента 36 поступает в суммирующее устройство 33, где суммируется с сигналом поста 31 управления. В режиме демпфирования крутильных колебаний мощность кормового гребного электродвигателя 10 изменяется с частотой крутильных колебаний.

При ее увеличении выше заданной на выходе суммирующего элемента 36 появляется отрицательный сигнал, который приводит к уменьшению выходного сигнала суммирующего элемента 33 по сравнению с первоначальным значением сигнала поста 31 управления носового гребного электродвигателя. Значение задающего сигнала на входе регулятора 21 мощности уменьшается и соответственно уменьшается мощность носового гребного электродвигателя 13 прямо пропорционально увеличению мощности кормового гребного электродвигателя 10. Суммарная потребляемая мощность гребными электродвигателями 10 и 13 остается неизменной, следовательно, поддерживается стабильной нагрузка первичных двигателей 1 — 3.

При уменьшении мощности кормового гребного электродвигателя 10 в режиме демпфирования крутильных колебаний меньше заданной, определяемой сигналом поста 30 управления, на выходе суммирующего элемента

36 появляется положительный сигнал, поступающий в суммирующий элемент 33 и приводящий к увеличению задающего сигнала регулятора 21 мощности носового гребного электродвигателя 13, при этом мощность носового гребного электродвигателя

13 увеличивается прямо пропорционально уменьшению мощности кормового гребного электродвигателя 10, что приводит к стабилизации первичных двигателей 1 — 3.

В случае работы носового гребного электродвигателя 13 в режиме демпфирования крутильных колебаний размыкают коммутационное устройство 38 и замыкают коммутационное устройство 39. Работа установки в этом случае аналогична описанному выше случаю.

l0 !

Фориуяа изобретения

Гребная электрическая установка судн», содержащая первичные двигатели, связанные с синхронными генераторами, электрически соединенными с распределительными шинами, подключен .ые к последним через соответствующие полупроводников ы .. преобразователи электроэнергии с системами управления, кормовой и носовой гребные электродвигатели с поста ми уп ра плен и я, системы автоматического регулирования гребных электродвигателей, каждая из которых включает в себя датчики напряжения и тока гребного электродвигателя, соединенные с входами датчика мощности, выход которого соедин."-н с вторым входом регулятора мощности, первый вход которого соединен с постом управления электродвигателем, а выход — с первым входом суммирующего элемента, к второму входу которого подключена цепь из по ледовательно соединенных усилителя, фазоврашателя, узкополосного фильтра, вход которого соединен с выходом датчика тока, при этом выход суммирующего элемента соединен с входом системы управления полупроводниковым преобразователем электроэнергии, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности первичных двигателей в режиме демпфирования крути IhH bI x колебаний, возникающих в валопроводах, она снабжена дополнительными четырьмя суммирующими элементами, двумя инверторами, двумя коммутационными устройствами, при этом выход поста управления кормовым гребным электродвигателем соединен - первыми входами первого и второго дополнительных суммирующих элеменгов, выход поста управления носовым гребным электродвигателем соединен с первыми входами третьего и четвертого дополнительных суммирующих элементов, выходhl первого и третьего дополнительных с 1 мми!)ую1!(их Э.Чементов соединены соответствi нпо с пiрвь.м:I входам и регул я торов моши о от и:-, >р и он<и о носового гребных электродвига, с и. вь. датчика мощности кормового грсбногс тродвигателя соединен через первый ин:,с;тор с вторым входом второго дополнигс;h-ного суммирующего элемента, Bhl_#_QJ дат ик» мощности носового гребного электродвигателя соединен через второй инвертор с вторым входом четвертого дополнительного суммирующего элемента, выход второго дополнительного суммирующего элемента через первое коммутационное устройство соединен с вторым входом третьего дополнительного суммирующего элемента, а выход четвертого дополнительного суммирующего элемента через второе коммутационное устройство соединен с вторым входом первого дополнительного суммирующего элемента.