Тихоходный гребной электродвигатель с возбуждением от высококоэрцитивных магнитов непосредственного жидкостного охлаждения с электроснабжением и управлением от частотного преобразователя


 


Владельцы патента RU 2522750:

Российская Федерация, от имени котрой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)

Изобретение относится к судовым двигательно-движительным установкам. Тихоходный гребной электродвигатель с возбуждением от высококоэрцитивных магнитов непосредственного жидкостного охлаждения с электроснабжением и управлением от частного преобразователя содержит гребной электродвигатель, вал, редуктор, источник электропитания и статический преобразователь параметров электроэнергии. Ротор гребного электродвигателя установлен непосредственно на гребной вал, статор охватывает ротор, причем за счет различного числа пар полюсов статора и ротора, также обеспечивается электромагнитная редукция. Достигается упрощение конструкции и снижение массогабаритных характеристик. 1 ил.

 

Изобретение относится к судовым двигательно-движительным установкам.

Известна совмещенная гребная электрическая установка с асинхронным электродвигателем открытого типа, включающая гребной винт, встроенный в полый цилиндрический ротор, статор с обмотками и подшипниковые щиты (Патент №2306656, МКИ В63Н 23/24).

Однако данная установка имеет сложную конструкцию ротора, который выполнен в виде сборки из трех концентрических цилиндров различной толщины из разных материалов с наперед заданными электромагнитными свойствами.

Известна гребная электрическая установка, содержащая гребной электродвигатель, вал которого соединен с валом гребного винта через редуктор, источник электропитания, соединенный с гребным электродвигателем через статический преобразователь параметров электроэнергии (Патент №2392180, МКИ В63Н 23/24 - прототип).

Однако в данной установке используется редуктор и соединительные муфты, что значительно увеличивает массогабаритные характеристики.

Изобретение направлено на решение задачи упрощения конструкции и снижения массогабаритных характеристик.

Это достигается тем, что ротор гребного электродвигателя установлен непосредственно на гребной вал, статор охватывает ротор, причем за счет различного числа пар полюсов статора и ротора, равное ¼, обеспечивается электромагнитная редукция, за счет чего уменьшаются массогабаритные характеристики электродвигателя.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где схематично изображено поперечное сечение электродвигателя гребной электрической установки.

Гребная электрическая установка содержит гребной вал, непосредственно соединенный с валом ротора 1 электродвигателя, на валу ротора установлены восемь радиально намагниченных постоянных высококоэрцитивных магнитов 2 с чередующейся полярностью, образующих систему возбуждения электродвигателя, статор 3 охватывает ротор, который смонтирован на специальном фундаменте. Гребной вал и вал ротора установлены на подшипники, а на конце гребного вала закреплен гребной винт. В современных электрических машинах переменного тока трехфазные обмотки выполняют обычно с 2m=6 зонами на пару полюсов. При использовании m=3 зоны на пару полюсов возможно получение электромагнитной редукции. При трехзонном распределении на статоре образуется трехфазная обмотка А-В-С с одной парой полюсов и тремя пазами на полюс и фазу. На роторе устанавливается восемь полюсов и образуется четырехполюсная обмотка. Такое конструктивное исполнение приводит к тому, что частота вращения поля статора и частота вращения поля ротора соответственно равно ¼.

Установка работает следующим образом.

При питании такого электродвигателя от частотного преобразователя можно использовать судовые электростанции, при этом регулировать частоту вращения можно в диапазоне от нуля до номинальной частоты вращения. Применение разомкнутой или замкнутой системы непосредственного жидкостного охлаждения статора позволит существенно снизить массово-габаритные характеристики гребного электродвигателя, а использование системы возбуждения высококоэрцитивных магнитов является условием получения высоких энергетических характеристик. Применение частотного преобразователя для электроснабжения и управления гребным электродвигателем увеличивает диапазон регулирования частоты вращения как в режимах прямого хода, так и реверсивных режимах. Высокое быстродействие гребной электрической установки возможно за счет снижения массово-габаритных размеров двигателя путем применения непосредственного жидкостного охлаждения.

Предлагаемая установка имеет малые габаритные размеры электродвигателя, отсутствие механического редуктора и соединительных муфт позволяет более рационально проектировать машинное отделение, размещать оборудование и грузы в судовых помещениях.

Тихоходный гребной электродвигатель с возбуждением от высококоэрцитивных магнитов, непосредственного жидкостного охлаждения с электроснабжением и управлением от частотного преобразователя, содержащий гребной электродвигатель, вал которого соединен с валом гребного винта через редуктор, источник электропитания, соединенный с гребным электродвигателем через статический преобразователь параметров электроэнергии, отличающийся тем, что ротор гребного электродвигателя установлен непосредственно на гребной вал, статор охватывает ротор, причем за счет различного числа пар полюсов статора и ротора, равного ¼, обеспечивается электромагнитная редукция.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к судостроению, в частности к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные двигатели или турбины, главные синхронные генераторы, обмотки статора, автоматические выключатели, главный распределительный щит, трансформаторы, преобразователи частоты, линии питания, гребные электродвигатели.

Изобретение относится к устройствам электрического привода для передачи энергии от первичного теплового двигателя к движителям. Судовая двигательно-движительная установка с накопителем энергии содержит: тепловой двигатель, первый вал, вариатор, второй вал, на котором установлен гребной винт.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым электроэнергетическим установкам с валогенераторами. Судовая электроэнергетическая установка содержит первый тепловой двигатель, второй тепловой двигатель, валогенератор, генератор, первый, второй и третий валы, вариатор, который соединен с гребным винтом, систему управления, шины питания, датчики скорости вращения.

Изобретение относится к области судостроения, а конкретно - к забортным двигательно-движительным агрегатам. Судовая двигательно-движительная установка содержит: тепловой двигатель, первый вал, вариатор, второй вал, соединенный с гребным винтом, систему управления.

Изобретение относится к судовой электротехнике и может быть использовано в качестве электроэнергетической установки как на надводных, так и на подводных судах. Установка содержит: дизель-генератор, блок аккумуляторных батарей, генератор на топливных элементах, инвертор, преобразователь DC/DC, к выходам которых подключены общесудовые потребители и потребители собственных нужд генератора на топливных элементах, на переменном и постоянном токе, зарядное устройство, гребной электродвигатель, механически связанный с винтом, и блок автоматического управления и контроля.

Изобретение относится к электрической передаче мощности тягового транспортного средства. Электрическая передача содержит первичный тепловой двигатель, асинхронный генератор переменного тока с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, обратимый статический преобразователь частоты.

Изобретение относится к судостроению. Судовая валогенераторная установка, подключаемая к винту (4) гребному, имеет в своем составе двигатель (1) приводного вала, разъединительные муфты (2), (5), редуктор (3) и валогенератор (6) (электрическую машину с возбуждением от постоянных магнитов).

Изобретение относится к области судовых энергетических установок. .

Изобретение относится к водному транспорту, а именно к способу управления судовой комбинированной энергетической установкой. .

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях винтовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами. Для создания тяги в кольцевом движительном устройстве осуществляют забор воды из окружающего пространства через входной канал кольцевыми гребными винтами для ускорения воды в водопроточном канале, образованном насадкой и ротором устройства, и выброс воды через выходной канал. Забор воды дополнительно осуществляют через, по крайней мере, один боковой канал, размещенный в насадке между кольцевыми гребными винтами. Достигается расширение диапазона эффективной работы движителя. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные дизели или турбины, главные синхронные генераторы, аварийный дизель-генератор, обмотки статора, главный распределительный щит, входы выпрямителей преобразования частоты. Обмотки статора через автоматические выключатели подключены к линиям питания главного распределительного щита, к которым через автоматические выключатели подключены входы выпрямителей преобразователей частоты. Число выпрямителей равно числу линий главного распределительного щита, выходы выпрямителей подключены к входам многоуровневых инверторов, составляющих с выпрямителями преобразователи частоты, питающие гребные электродвигатели. К каждой линии главного распределительного щита через автоматические выключатели подключены также первичные многофазные обмотки трансформаторов с вращающимся магнитным полем, а вторичные трехфазные обмотки этих трансформаторов через автоматические выключатели присоединены к трехфазной линии питания распределительного щита остальных судовых потребителей. Обмотка статора аварийного дизель-генератора через автоматические выключатели подключена к трехфазной линии питания судовых потребителей. На статоре каждого главного синхронного генератора размещена одна многофазная обмотка с числом фаз более трех, фазы которой соединены звездой или треугольником, а линии главного распределительного щита имеют такое же число фаз, что и обмотки главных синхронных генераторов. Достигается обеспечение электроэнергией судовых потребителей и электродвигателей от одной электростанции, повышение к.п.д. и качества электроэнергии в судовой сети. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях винтовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами. Кольцевое движительное устройство включает электродвигатель, кольцевую насадку и кольцевой ротор, которые образуют водопроточный канал, а также гребной винт. Лопасти гребного винта комлями установлены на кольцевом роторе, а вершины лопастей расположены в районе оси водопроточного канала и скреплены между собой. Скрепление вершин лопастей между собой и установка комлей лопастей на роторе осуществляется через демпфирующие прокладки. Достигается снижение виброактивности и повышение долговечности гребного винта, а также снижение акустических загрязнений окружающей среды. 2 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым электроэнергетическим установкам с комбинированным пропульсивным комплексом. Судовая электроэнергетическая установка имеет в своем составе главный тепловой двигатель, разъединительную муфту, дополнительный тепловой двигатель, соединенный с дополнительным генератором, главные шины, шины питания судовых электропотребителей, систему управления установки, автоматические выключатели, датчики тока и датчики напряжения, первый управляемый и обратимый преобразователь частоты, который имеет управляемые выпрямитель и инвертор, конденсаторный накопитель звена постоянного тока, локальный блок управления, также дополнительный гребной электродвигатель, подсоединенный к гребному винту и второй гребной электродвигатель кольцевой конструкции с встроенным вторым гребным винтом, второй преобразователь частоты, преобразователь напряжения и четыре силовые электрические цепи. Достигается уменьшение массы и габаритов, повышение максимального КПД, минимальность потерь энергии и экономичность топлива, повышение надежности электроэнергетической установки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к судовым электроэнергетическим установкам с валогенераторами и полупроводниковыми преобразователями частоты. Судовая валогенераторная установка содержит главный двигатель, разъединительную муфту, валопровод, гребной винт, валогенератор, электрическую цепь, первый и второй датчики тока, входной дроссель, преобразователь частоты, выходной дроссель, LC-фильтр, первый и второй автоматические выключатели, шины судовых электропотребителей, дополнительный генератор, механически связанный с дополнительным двигателем, конденсаторный накопитель звена постоянного тока с датчиком напряжения. Главный двигатель, валогенератор и гребной винт установлены на валопроводе соосно. Ротор валогенератора закреплен на конце валопровода, подсоединяемом к гребному винту. На валу главного двигателя дополнительно установлен первый датчик положения вала, а на валопроводе со стороны гребного винта дополнительно установлен второй датчик положения вала. Оба датчика положения вала подключены к блоку контроля крутильных колебаний, выход которого соединен с сигнальным входом задатчика режимов. Достигается повышение надежности и увеличение межремонтного ресурса за счет снижения динамических нагрузок на главный двигатель и уменьшение усталостных явлений в материале валопровода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым электроэнергетическим системам с комбинированными пропульсивными установками. Судовая пропульсивная валогенераторная установка содержит двигатель приводного вала, редуктор, валогенератор, шины, преобразователь частоты, трехфазные статорные обмотки, диоды, цепи управления, выпрямительные мосты. Валогенератор через преобразователь частоты, дроссель, LC-фильтр, первый датчик тока, первый датчик напряжения и первый автоматический выключатель соединен с шинами судовых электропотребителей. К шинам судовых электропотребителей также подсоединен с помощью второго автоматического выключателя вспомогательный генератор, механически связанный с вспомогательным двигателем. Преобразователь частоты имеет в своем составе задатчик режимов, первый и второй блоки управления, обратимый инвертор и конденсаторный накопитель звена постоянного тока. В качестве валогенератора применен вентильно-индукторный обратимый валогенератор, к которому подключен возбудитель, который своим входом соединен с первым выходом второго блока управления. Выходы первой и второй трехфазных статорных обмоток валогенератора соединены с преобразователем частоты. В преобразователе частоты установлены два выпрямительных трехфазных моста. К каждому диоду каждого моста подсоединен управляемый шунтирующий ключ с проводимостью, противонаправленной проводимости диода. Цепи управления ключей соединены со вторым блоком управления. Выпрямительные мосты подсоединены к конденсаторному накопителю. Достигается расширение арсенала средств, энергоэффективность и экономичность судовой валогенераторной установки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройству для подачи движительной энергии к движительной системе с противоположно вращающимися гребными винтами в морском судне. Устройство содержит первый гребной винт, приводимый вращающимся силовым агрегатом, и второй гребной винт, приводимый двигателем переменного тока. Второй гребной винт вращается в направлении, противоположном первому гребному винту. Генератор переменного тока приводится вращающимся силовым агрегатом, а также электрически соединен с двигателем переменного тока. Скорость вращения второго гребного винта составляет между 95-150% от скорости вращения первого гребного винта. Двигатель переменного тока и генератор переменного тока имеют одинаковую электрическую частоту, и количество полюсов генератора переменного тока составляет от 2 до 40 и количество полюсов двигателя переменного тока составляет от 2 до 40. Отношение количества генератора переменного тока и двигателя переменного тока составляет от 0,05 до 20. Достигается рентабельность устройства для обеспечения электрической энергии на корабле или морском судне. 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к силовым установкам. Силовая установка включает в себя кожух, вал, гребной винт, кольцевой корпус и электродвигатель обращенного типа. Кожух содержит верхнюю часть и нижнюю часть и закреплен на корпусе судна верхней частью с возможностью его поворота. Вал установлен внутри кожуха с возможностью его вращения в радиальном и осевом подшипниках и имеет центральную ось и наружный конец нижней части кожуха. Гребной винт закреплен на наружном конце вала снаружи первого конца нижней части кожуха и вращается посредством вала. Кольцевой корпус жестко установлен в кожухе и охватывает внешний периметр гребного винта и образующий канал (45) для воды, которая протекает внутри кольцевого корпуса. Центральная ось вала образует центральную ось кольцевого корпуса. Электродвигатель обращенного типа содержит обращенный ротор и статор. Обращенный ротор выполнен на внешнем периметре гребного винта и вращается совместно с гребным винтом. Статор размещен внутри кольцевого корпуса и охватывает обращенный ротор. Достигается улучшение и устранение недостатков в работе силовой установки. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к компоновке для подачи электрической энергии к движительной системе морского судна. Компоновка для подачи электрической энергии к движительной системе морского судна содержит двигатель гребного винта, генератор переменного тока и преобразователь частоты. Генератор переменного тока вращается посредством вращающегося силового агрегата. Преобразователь частоты присоединен посредством переключателя к электрическому силовому соединению, которое присоединяет генератор переменного тока к двигателю гребного винта. Электрическое силовое соединение содержит линейный выключатель. Генератор и преобразователь частоты выполнены с возможностью альтернативного подключения к двигателю гребного винта при маневрировании судна. Мощностью и частотой управляют посредством преобразователя частоты. Достигается обеспечение электрической энергии на корабле или морском судне. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к электроэнергетическим установкам судов. Электроэнергетическая установка судна содержит главный первичный тепловой двигатель, редуктор, разобщительную муфту, гребную электрическую машину, гребной винт, электрический преобразователь, главный распределительный щит, коммутационные элементы, вспомогательный дизель-генератор, статический источник постоянного тока и потребители собственных нужд. Выходной вал первичного теплового двигателя через редуктор и первую разобщительную муфту соединен с валом гребной электрической машины. Вспомогательный дизель-генератор через первый коммутационный элемент подключен к шинам главного распределительного щита, с которым связаны потребители собственных нужд. Силовой канал электроэнергетической установки выполнен с использованием электрических машин постоянного тока. Электрический преобразователь состоит из активного выпрямителя напряжения и обратимого преобразователя постоянного напряжения. Якорные цепи гребных электрических машин постоянного тока электрически соединены между собой по системе генератор-двигатель. Достигается высокая надежность и улучшение эксплуатационных характеристик системы, повышение энергетической эффективности и улучшение виброшумовых характеристик. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх