Судовая энергетическая установка

 

„„984929

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.01.81 (21) 3255823/27-11

51)М Клз

В 63 Н 21//20

В 63 J 3/02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Гасуаарствееьй кемитет

СССР

Опубликовано 30.12.82. Бюллетень №48 (53) УДК 629. 12-8 (088.8) пв делам кзобретеккй и еткрмтий

Дата опубликования описания 05.01.83 (72) Автор изобретения

П. 15. Радченко (71) Заявитель (54) СУДОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым энергетическим уста новкам.

Известна судовая энергетическая установка, содерЖащая по крайней мере, два дизеля, соединенные с гребным валом через редуктор и электромагнитные муфты скольжения с фазными якорными обмотками, и электрически связанные между собой тиристорный преобразователь частоты, согласующий трансформатор и электро-энерге тическую систему (1).

Недостатки известной судовой энергетической установки — наличие отдельного генератора, сложность его размещения, усложнение конструкции редуктора, нестабильность параметров электроэнергии при из-15 менении режимов работы энергетической установки.

Цель изобретения — упрощение энергетической установки и непрерывное обеспечение судна электроэнергией во всех режимах в и во всем диапазоне регулирования частоты вращения гребного вала.

Поставленная цель достигается тем, что судовая энергетическая установка дополнительно снабжена управляемыми разобщи2 тельными муфтами, установленными между упомянутыми редуктором и электромагнитными муфтами скольжения, а выходы фазных якорных обмоток последних электрически связаны с упомянутым тиристорным пре.образователем частоты.

На чертеже изображена принципиальная схема судовой энергетической установки.

Судовая энергетическая установка содер-жит, по меньщей мере, два дизеля 1, соединенные с гребным валом 2 через редуктор 3, управляемые разобщительные муфты 4 и- электромагнитные муфты 5 скольжения с фазными якорными обмотками 6 и вращающимися кольцами 7, тиристорный преобразователь 8, согласующий трансформатор 9, судовую электроэнергетическую систему, включающую дизель-генератор 10, электрическую сеть и потребители электроэнергии (не показаны). Для стабилизации частоты напряжения электрической сети применяется регулятор 1! частоты, воздействующий на угол отпирания тиристоров, преобразователь 8 частоты через систему 12 управления или на ток возбуждения индуктора электромагнитных муфт 5 скольже984929

55 ния через регулятор 13 возбуждения. На гребном валу 2 установлен гребной винт 14.

Судовая энергетическая установка работает следующим образом.

В ходовом режиме судна работают дизели l. При вращении ведущего вала электромагнитной муфты 5 скольжения относительно ведомого в фазной якорной обмотке 6 генерируется электроэнергия, частота тока на выходе фазной якорной обмотки 6 электромагнитной муфты 5 скольжения зависит от числа пар полюсов индуктора и величины скольжения и в общем случае не равна частоте напряжения в судовой электрической сети. То же самое можно сказать и о напряжениях на кольцах фаэной якорной обмотки 6 электромагнитной муфты 5 скольжения и в судовой сети. Поэтому для согласования указанных параметров необходимо применить тиристорный преобразователь 8 частоты и согласующий трансформатор 9.

Для обеспечения естественной коммутации вентилей тиристорного преобразователя 8 частоты с частотой 50 Гц к электрической сети должен быть подключен источник коммутирующей электродвижущей силы — синхронный компенсатор. В качестве последнего может быть использован синхронный генератор дизел ь- генератора 10.

Стабилизация напряжения в судовой электрической сети производится за счет регулирования тока возбуждения синхронного компенсатора, а частоты — путем изменения тока возбуждения индуктора электромагнитных муфт 5 скольжения или добавочной электродвижущей частоты будет протекать следующим образом.

Допустим на шины электрической сети включается дополнительный потребитель.

До вступления в работу регулятора 11 частоты мощность, развиваемая электромагнитной муфтой 5 скольжения, сохраняется на прежнем уровне. Поэтому восстановление баланса активных мощностей в электроэнергетической системе возможно лишь путем снижения мощности, потребляемой электроприводами, т. е. уменьшением частоты их вращения, в том числе и синхронного компенсатора. С уменьшением частоты вращения синхронного компенсатора снижается частота тока в электрической сети. На отклонение частоты тока в электрической сети реагирует регулятор 11 частоты, который, изменяя ток возбуждения индуктора электромагнитной муфты 5 скольжения или угол отпирания тиристоров преобразователя частоты 8, увеличивает скольжение валов муфт. Благодаря этому через тиристорный преобразователь 8 частоты отдается в электрическую сеть большая активная мощность, восстанавливается частота вращения электродвигателей и синхронного ком пенсатора, а следовательно, и частота напряжения в электрической сети.

IO

15 то

В отличие от известных судовых энергетических установок в предлагаемом устройстве питание электрической сети от дизелей 1 осуществляется во всем диапазоне изменения частоты вращения последних.

Величина отбираемой мощности при этом либо сохраняется неизменной (в основных ходовых режимах), либо может быть увеличена (в специальных ходовых режимах, например,.у траулеров). Это достигается соответственно сохранением постоянства скольжения электромагнитной муфты 5 скольжения при переменной частоте вращения дизелей 1 (на судах с винтом фиксированного шага) или увеличением скольжения муфты 5 при неизменной частоте вращения дизелей .

В предлагаемой установке представляется возможным обеспечить бесперебойное питание потребителей электроэнергии при внезапном реверсе дизелей 1 (для судов с винтом фиксированного шага). В последнем случае в алгоритм управления (ручного или автоматизированного) должно быть заложено поочередное реверсирование дизелей 1. Например, первым реверсируется правый. дизель 1. Левый при этом разобщительной муфтой 4 отключается от редуктора 3 и сохраняет прежнее направление вращения, обеспечивая бесперебойное питание электрической сети от своей электромагнитной муфты 5 скольжения. После изменения знака скольжения электромагнитной муфты 5 скольжения реверсируемого дизеля 1 последняя снова способна отдавать энер.гию скольжения в электрическую сеть. С этого момента в случае необходимости можно приступить к реверсированию левого дизеля 1. Именно такое поочередное изменение направления вращения дизелей 1 применяется в практике эксплуатации судовых энергетических установок.

Перерыв питания электрической сети, вызванный внезапной остановкой дизелей (например, при срабатывании аварийной защиты), практически исключается, потому что возникновение аварийных ситуаций в обоих дизелях 1 одновоеменно маловероятно. Однако, если это и произойдет, то вынужденный перерыв питания до подачи его от автоматически запускаемого дизель-генератора 10 не опасен. Действительно опасность перерыва питания ответственных механизмов, обслуживающих главные дизели, существует только тогда, когда последние продолжают работать. Если же они оба останавливаются, то необходимость в работе обслуживающих механизмов также отпадает.

Предлагаемое чзобретение позволяет существенно снизить установленную мощность автономного дизель-генератора, повысить эффективность использования главной силовой установки, уменьшить разрезы машинного отделения, снизить первоначальные

984929

Формула изобретения

Составитель А. Строков

Редактор И. Ковальчук Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 10063/26 Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, )К вЂ” 35, Рву шская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и эксплуатационные затраты на энергетическую установку в целом.

Судовая энергетическая установка, содержащая, по крайней мере, два дизеля, соединенные с гребным валом через редуктор и электромагнитные муфты скольжения с фазными якорными обмотками, и электрически связанные между собой тиристорный преобразователь частоты, согласующий трансформатор и электро-энергетическую систему, отличающаяся тем, что, с целью упрощения энергетической установки и непрерывного обеспечения судна электроэнергией во всех режимах и во всем диапазоне регулирования частоты вращения гребного вала, она дополнительно снабжена управляемыми разобщительными муфта5 ми установленными между упомянутыми редуктором и электромагнитными муфтами скольжения, а выходы, фазных якорных обмоток последних электрически связаны с упомянутым тиристорным преобразователем частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Дмитриев В. С. Современные валогенераторные установки трехфазного тока стабильной частоты, ММФ, ЦБНТИ, сер.

«ТЭФ», М., 1974, с. 24 (прототип).