Судовая энергетическая установка

 

Изобретение относится к судостроению , в частности, к судовым гребным энергетическим установкам, преимущественно к дизельным с валогенераторами. Цель изобретения - повышение надежности установки. Энергетическая установка содержит главный дизель 1, соединенный валопроводом 2 с гребным винтом 3, валогенератор 4 с системой 5 возбуждения, кинематически соединенный с главным дизелем 1 и электрически связанный через преобразователь 6 частоты с шинами 7 судовой электростанции, систему 8 управления преобразователя 6 частоты, выход которой подключен к управляющему входу преобразователя 6, а вход через датчик 9 напряжения - к выходу преобразователя 6, вспомогательный дизель 12, соединенный через разъединительную муфту 11 с синхронным генератором 10, снабженным системой 13 возбуждения и электрически связанным с шинами 7 судовой электростанции, преобразователь 14 тока с системой 17 управления, соединенный с аккумулятором 16 энергии через датчик 15 токаt последовательную цепь, состоящую из датчика 19 колебаний, фазовращателя 20 и усилителя 21, выход которой соединен с одним из входов регулятора 18 тока. Другой вход регулятора 18 подключен к выходу датчика 15, а выход - к входу системы 17 управления. Механические колебания валопровода 2 воспринимаются датчиком 19, выходной сигнал которого через фазовращатель 20 и усилитель 21 поступает на вход регулятора 18, что приводит к появлению колебаний тока в силовой цепи преобразователя 14 относительно нулевого уровня, причем одной полярности выходного сигнала усилителя 21 соответствует отбор энергии от шин 7 и ее передача.на аккумулятор 16, а другой - возврат энергии от аккумулятороа 16 к шинам 7. 1 ил. (Л сэ со со 00 о to

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4780304/11 (22) 09."1.9" (46) 23.12.91. Бел. М 47 (71) Ленинградское высшее инженерное морское училище им.адм.С.О.Иакарова (72) А.С .Быков и И .П .фиясь (53) 622.12-8(088.8} (56) Анисимов Я.Ф.Судовая силовая полупроводниковая техника. Л.:

Судостроение, 1979, с.64 и 65. (54) СУДОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к судостроению, в частности, к судовым гребным энергетическим установкам, преимущественно к дизельным с валогенераторами. Цель изобретения - повышение надежности установки. Энергетическая установка содержит главный дизель 1, соединенный валопроводом 2 с гребным винтом 3, валогенератор 4 с системой 5 возбуждения, кинематически соединенный с главным дизелем 1 и электрически связанный через преобразователь 6 частоты с шинами 7 судовой электростанции, систему 8 управления преобразователя 6 частоты, выход которой подключен к управляющему входу преобразователя 6, а вход через дятчик 9 напряжения - к выходу преобра„SU„„1699862 А 1 (51)5 В 63 H 23/24

2 зователя 6, вспомогательный дизель

12, соединенный через разьединительную муфту 11 с синхронным генератором 10, снабженным системой 13 возбуждения и электрически связанным с шинами 7 судовой электростанции, преобразователь 14 тока с системой 17 управления, соединенный с аккумулятором 16 энергии через датчик 15 тока последовательную цепь, состоящую из датчика 19 колебаний, фазовращателя 20 и усилителя 21, выход которой соединен с одним из входов регулятора 18 тока. Другой sxop регулятора 18 подключен к выходу датчика 15,, а выход - к входу системы 17 управления. Механические колебания валопровода 2 воспринимаются датчиком 19, выходной сигнал которого через фазовращатель 20 и усилитель 21 С, поступает на вход регулятора 18, что приводит к появлению колебаний тока в силовой цепи преобразователя 14

)вы относительно нулевого уровня, причем @ одной полярности выходного сигнала р усилителя 21 соответствует отбор энергии QT шин 7 и ее передача. на аккумулятор 16, а другой - возврат энергии от аккумулятороа 16 к шинам 7. 1 ил. ©

К) 62

Ф

40

55

3 16998

Изобретение относится к судострое-, нию, в частности к судовым гребным энергетическим установкам, прЕимущественно к дизельным гребным с ва- .

5 логенераторами.

Известны судовые энергетическйе установки, содержащие главный дизель, приводящий во вращение гребной винт и валогенератор„ связанный с шинами судовой электростанции через преобразователь частоты, вспомогательные дизели с синхронными генераторами, регуляторы возбуждения синхронных генераторов, синхронный компенсатор.

Недостатком данных установок является пониженная надежность, обусловленная значительными крутильными колебаниями при резонансных частотах 20

° врацения, связанными с неравномерностью вращающего момента главного дизеля и большой длиной валопровода.

Известна судовая энергетическая установка, состоящая из главного дизеля, приводящего во вращейие гребной винт, механического демпфера крутильных колебаний, связанного с главным дизелем, вспомогательных диэепьгенераторов.

Недостатком данной установки является пониженная надежность, обусловленная пониженной степенью демпфирования колебаний иэ-эа ограниченной вязкости жидкости, используемой для заполнения демпфера.

Известна судовая энергетическая установка, содержащая главный дизель, соединенный валопроводом с гребным винтом и приводящий во вращение валогенератора, подключенный к шинам судовой электростанции через преобразователь частоты, С шинами также соединен синхронный генератор, приводящийся во вращение через разъединительную муфту вспомогательным дизелем. Генераторы снабжены системами возбуждения, а преобразовательсистемой управления °

Недостатком данной установки является пониженная надежность, обусловленная значительными крутильными колебаниями при резонансных частотах вращения, связанными с неравномерностью вращающего момента главного дизеля и большой длиной валопровода.

Цель изобретения - повышение надежности установки.

Указанная цель достигается тем, что в судовую энергетическую установку, содержащую главный дизель, соединенный валопроводом с гребным винтом, валогенератор с системой возбуждения, сочлененный с главным дизелем и соединенный через преобразователь частоты с шинами судовой электростанции, систему управления преобразователя частоты, выход которой подключен к управляющему входу преобразователя, . вход через датчик напряжения - к выходу преобразователя, вспомогательный дизель, сочлененный через разъединительную муфту с синхронным генератором, снабженным системои возбуждения и соединенным с шинами электростанции, дополнительно введены преобразователь тока с системой управления, аккумулятор электрической энергии, последовательная цепь, состоящая из датчика упругих колебаний валогенератора, фазовращателя и усилителя, регулятор тока, датчик тока, причем силовой вход преобразователя тока соединен с шинами электростанции, выход - с аккумулятором электрической энергии через датчик тока, выход регулятора тока подключен к входу системы управления преобразователя, первый вход — к выходу датчика тока, второй - к выходу усилителя.

На чертеже представлена схема предлагаемой энергетической установки.

Энергетическая установка содержит главный дизель 1, который соединен через валопровод 2 с гребным винтом 3. С главным дизелем 1 также кинематически связан валогенератор 4, снабженный системой 5 возбуждения, вход которой подключен к выходу валогенератора 4, а выход - к его обмотке возбуждения. Валогенератор 4 соединен через преобразователь 6 частоты с шинами 7 судовой электростанции. Управляющий вход преобразователя 6 подключен через . систему 8 управления и датчик 9 напряжения к выходу преобразователя 6.

С шинами 7 также соединен синхронный генератор 10, механически сочлененный через разъединительную муфту 11 со вспомогательным дизелем

12. Генератор:.10 снабжен системой

13 возбуждения, вход и выход которой

1699862 подключены соответственно к выходу и обмотке возбуждения генератора 10.

C шинами 7 соединен также силовой вход преобразователя 14 тока, выход которого подключен через датчик 15 тока к аккумулятору 16 энергии, а управляющий вход - через вторую систему 17 управления к выходу регулятора 18 тока. Первый вход регулятора

18 тока соединен с выходом датчика 15 . тока, второй - с выходом последовательной цепи, состоящей из датчика T9, колебаний, фазовращателя 20 и усили теля 21. Датчик 19 колебаний соединен 15 с валопроводом ? или с дизелем 1.

Установка работает следующим об-: разом.

В установившемся ходовом режиме работы шины 7 судовой электростанции 2р получают от валогенератора 4 через преобразователь 6 частоты, Система. 5 возбуждения валогенератора 4 обеспечивает поддержание напряжения на зажимах валогенератора 4 при изме- 25 нении нагрузки потребителей. Система 8 управления преобразователя 6 частоты обеспечивает поддержание напряжения на его выходе. При питании шин 7 от валогенератора 4 разь- 30 единительная муфта 11 разомкнута, а синхронный генератор 10 работает в режиме .компенсатора, обеспечивая выработку реактивной мощности, не" обходимой для работы преобразователя 6 частоты.

При стоянке главного дизеля 1 разъединительная муфта 11 замыкается, а вспомогательный двигатель 12 обеспечивает вращение генератора 10, gp снабженного системой 13 возбуждения, и питание через шины 7 судовых потребителей. При появлении крутильных колебаний в системе главный двигатель 1 - валопровод 2 - винт 3 на 45 выходе -датчика 19 колебаний появляются колебания напряжения относительно нулевого уровня. Эти колебания, проходя через фазовращатель 20 и усилитель 21, псотупают на вход регу- gp лятора 18 тока, что приводит к появлению .колебаний выходных напряжений регулятора 18 тока и системы 17 управления преобразователя 14 тока.

Изменения сигнала управления вызы- 55 вают колебания тока в силовой цепи преобразователя 14 тока относительно нулевого уровня, причем одной полярности выходного сигнала усилителя 21 соответствует отбор энергии от шин 7 и ее передачи на аккумулятор

16 энергии, а другой возврат энергии от аккумулятора 16 к шинам 7.

Настройка фазовращателя 20 выполняется так, чтобы колебания элек- тромагнитного момента валогенератора 4, обусловленные колебаниями тока преобразователя 14 тока находились в противофазе относительно колебаний частоты вращения главного двигателя 1, что обуславливает демпфирование крутильных колебаний валогенератором 4. Степень демфирования опре-, деляется, коэффициентом передачи усилителя 21.

Обратная связь по току преобразователя 14 тока, реализованная на датчике 15 тока, обеспечивает синфазные колебания тока силовой цепи преобразователя 14 и выходного сигнала усилителя 21, Демпфирование крутильных колебаний валопровода и маховых масс энергетической установки уменьшает количество отказов от .Усталостных явлений в 1,5-2 раза. ф о р м у л а изобретения

Судовая энергетичегкая установка, содержащая главный дизель, соединенный валопроводом с гребным винтом, валогенератор с системой возбуждения, кинематически соединенный с главным дизелем и электрически связанный через преобразователь частоты с шинами судовои электростанции, систему управления преобразователя частоты, выход которой подключен к управляющему входу преобразователя, а вход через датчик напряжения - к выходу преобразователя,и вспомогательный дизель, кинематически соединенный через раэьединительную муфту с синхронным генератором, снабженным системой возбуждения и электрически соединенным с шинами судовой электростанции, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности установки, она снабжена преобразователем тока с системой управления, аккумулятором электрической энергии, соединенными последовательно датчиком упругих колебаний валогенератора, Фазовращателем и усилителем, регулятором тока и датчиком тока, причем силовой вход преобразователя тока соединен с шинами судовой электростанции, а выход через датчик тока - с аккумулятором

1699862

Составитель А.Быков

TexpeA A.Êðàâ÷óê Корректор И,Эрдеий

Редактор А.Козориз

Заказ Ì34 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНГ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород„ ул. Гагарина, 101 электрической энергии, при этом выход регулятора тока подключен к входу системы управления преобразователя

° .ФАЯМ .+.тока, первый вход - к выходу датчика упругих колебаний валопровода, а второй вход - к выходу усилителя,