SU1717477A1 - Судова энергетическа установка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к судостроению , в частности к судовым энергетическим установкам. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и повышение надежности установки . Судова  энергетическа  установка содержит главный двигатель 1, соединенный через разобщительную муфту 2 и согласующую передачу 3 с гребным винтом 4 фиксированного шага и внутренним ротоИзобретение относитс  к судостроению , в частности к судовым энергетическим установкам. Известна судова  энергетическа  установка 1,.содержаща  главный пропуль- сивный агрегат, состо щий из двух или большего числа главных двигателей (средром 7 биротативной машины 6 переменного тока, наружный ротор 8 которой, содержащий трехфазную обмотку, соединен через вспомогательную зубчатую передачу 10 с машиной 11 посто нного тока, подключенный через тиристорный преобразователь 24 электроэнергии к шинам 28 электростанции , к которым через токопереходные кольца 9 и выключатель 29 подключена также трехфазна  обмотка наружного ротора биротативной машины 6 и через выключатели 32,33 - синхронные генераторы 34, 35 автономных генераторных агрегатов. При этом роторы биротативной машины 6 соединены через устройство фиксации механической св зи, содержащее зубчатую передачу и элемент ее включени . В установку введены втора , соединенна  с согласующей зубчатой передачей 3, машина 14 посто нного тока, а также переключатель 23 режимов, включенный между  корными обмотками машин 11, 14 посто нного тока и преобразователем 24 электроэнергии, обмотка возбуждени  машины 11 посто нного тока подключена к регул тору 36, к входу которого подключен датчик частоты вращени  главного двигател , а обмотка возбуждени  машины 14 посто нного тока подключена к регул тору 38. 3 з.п. ф-лы. 1 ил. необоротных дизелей), такого же числа синхронных валогенераторов, общей зубчатой передачи, гребного винта регулируемого шага, а также включающа  один или несколько вспомогательных пропульсивных агрегатов, состо щих из гребных электродвигателей переменного тока, каждый из которых соединен с собственными гребным Ч N VJ V

Description

винтом регулируемого шага через соответствующую зубчатую передачу.

Недостатки этой установки обусловлены значительным числом (минимум двум ) главных двигателей и валогенераторов, использованием в качестве движителей винтов регулируемого шага, наличием дополнительных вспомогательных пропуль- сивных агрегатов, что в целом приводит к повышенной сложности и пониженному КПД установки.

Известна судова  энергетическа  установка 2, содержаща  главный двигатель, соединенный через разобщительную муфту и согласующую зубчатую передачу с гребным винтом фиксированного шага с задат- чиком и датчиком частоты его вращени  и внутренним ротором биротативной машины переменного тока с датчиками частоты напр жени  и активной нагрузки, наружный ротор которой, содержащий трехфазную обмотку , соединен через вспомогательную зубчатую передачу с машиной посто нного тока, подключенной через тиристорный преобразователь электроэнергии к шинам электростанции с датчиком частоты напр жений на ее шинах, к которым через токопереходные кольца и выключатель подключена также трехфазна  обмотка наружного ротора биротативной машины и через выключатели - синхронные генераторы с датчиками напр жени  и активных нагрузок автономных генераторных агрегатов. Недостатками этой установки  вл ютс  ограниченные функциональные возможное™ и пониженна  надежность, обусловленные нереализуемостью режима работы биротативной машины в качестве гребного электродвигател  дл  вспомогательного привода гребного винта при неработающем главном двигателе и отключенной разобщительной муфте, в частности, невозможностью аварийного привода гребного винта при выходе из стро  главного двигател .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей и надежности установки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что установка снабжена устройством фиксации механической св зи роторов биротативной машины с элементом ее включени , второй машиной посто нного тока, соединенной с согласующей зубчатой передачей, переключателем режимов, включенным между  корными обмотками машин посто нного тока и преобразователем электроэнергии, а также двум  регул торами, причем обмотка возбуждени  пераой машины посто нного тока подключена к первому регул тору, к входу которого подключен датчик частоты вращени  глазного двигател , а обмотка возбуждени  второй машины посто нного тока - к второму регул тору, выполненному в виде реверсивного усилител , к входам которого

подключены датчик частоты вращени  главного двигател , датчик частоты напр жени  биротативной машины, датчик частоты, напр жени  на шинах электростанции , а также датчики активных нагру0 зок биротативной машины и синхронных генераторов автономных генераторных агрегатов , при этом к входу блока управлени  тиристорного преобразовател  электроэнергии подключены задатчик и датчик час5 тоты вращени  гребного винта; устройство фиксации механической св зи включает в себ  зубчатую передачу, выполненную в виде планетарного механизма, эпицикл которого соединен с наружным ротором

0 биротативной машины, солнечна  шестерн  св зана с внутренним ее , а водило соединено с элементом включени  зубчатой передачи устройства; тиристорный преобразователь электроэнергии выполнен в видеуп5 равл емого нереверсивного выпр мител , а первый регул тор- в виде реверсивного усилител , к входу которого подключен датчик состо ни  переключател  режимов; би- ротативна  машина выполнена в виде

0. асинхронной машины с короткозамкну- тым внутренним ротором, к трехфазной обмотке наружного ротора которой подключена батаре  коммутируемых конденсаторов .

5 На чертеже представлена схема судовой энергетической установки.

Установка содержит главный двигатель (как правило дизель) 1, соединенный через разобщительную муфту 2 и силовую согла0 сующую зубчатую передачу 3 с гребным винтом 4 фиксированного шага и через дополнительную согласующую зубчатую передачу 5 - с биротативной машиной 6 переменного тока, выполненной в виде

5 асинхронной машины, состо щей из внутреннего ротора 7 с короткозамкнутой обмоткой, сочлененного с выходным валом дополнительной согласующей зубчатой передачи, и из наружного ротора 8 с трехфазной обмоткой,

0 выведенной на токопереходные кольца 9. Наружный ротор биротативной машины через вспомогательную зубчатую передачу 10 соединен с первой машиной 11 посто нного тока , состо щей из  кор  12 и обмотки 13

5 возбуждени , а внутренний ротор - с второй машиной 14 посто нного тока, состо щей из  кор  15 и обмотки 16 возбуждени .

Оба ротора биротативной машины 6 соединены через устройство 17 фиксации механической св зи, содержащее планетарный механизм по схеме 2К-Н. у которого солнечна  шестерн  18 сочленена с внутренним ротором, эпицикл 19 св зан с наружным ротором, а водило 20 (на ос х которого вращаютс  сателлиты 21)соедине- но с управл емым тормозом 22.

Якор  обеих машин посто нного тока одними полюсами соединены посто нно, а другими через переключатель режимов 23 подключаютс  или непосредственно, или через второй тиристорный преобразователь 24 электроэнергии (включающий блок 25 управлени , вход которого соединен с задатчиком 26 и задатчиком 27 частоты вращени  гребного винта) к шинам 28 судовой электростанции, от которых получают питание общесудовые энергопотребители. К этим же шинам через выключатель 29 подключена трехфазна  обмотка наружного ротора бироративной машины с подклю- ченными к ней батареей конденсаторов 30 и блоком 31 коммутации, а через выключатели 32, 33 подсоединены синхронные генераторы 34, 35 автономных генераторных агрегатов.

Обмотка возбуждени  первой машины посто нного тока подключена к первому регул тору 3.6, к входам которого подключены датчик состо ни  переключател  режимов (контакт IV) и датчик 37 частоты вращени  главного двигател . Обмотка возбуждени  второй машины посто нного тока подключена к второму регул тору 38, к входу которого подключены упом нутый датчик частоты вращени  главного двигател , датчики активных нагрузок биротатив- ной машины (39.1) и синхронных генераторов автономных генераторных агрегатов (39.2, 39.3), а также датчики частоты напр жени  биротативной машины (40.1) и частоты напр жени  на шинах электростанции (40.2).

Работа установки характеризуетс -двум  основными режимами:режимом отбора, при котором источником энергии дл  приво- да гребного винта и питани  общесудовых энергопотребителей  вл етс  главный дви- га.тель, и режимом электродвижени , при котором источниками энергии  вл ютс  автономные генераторные агрегаты.

В режиме отбора муфта 2 включена, тормоз 22 отключен, переключатель 23 режимов установлен в положение Г, при котором машины 11, 14 посто нного тока отключены оттиристорного преобразовате- л  24 и соединены  кор ми по схеме Г-Д, биротативна  машина своей трехфазной обмоткой подключена к шинам 28 через переключатель 29, синхронные генераторы 34, 35 отключены от шин выключател ми 32,

33. Гребной винт приводитс  главным двигателем через согласующую передачу 3. питание общесудовых энергопотребителей осуществл етс  посредством биротативной машины 6, работающей в генераторном режиме .

В процессе стабилизации частоты напр жени  на шинах 28 перва  машина 11, обеспечива  посто нство относительной частоты вращени  роторов за счет соответствующего изменени  напр жени , подводимого от второй машины 14, работает последовательно в двигательном и генера- торнЙм режимах, а втора  машина 14 - в генераторном и двигательном режимах. Одинаковые по величине вследствие работы машин по схеме Г-Д номинальные (установленные ) мощности первой и второй машин станов тс  наименьшими по величине в случае обеспечени  равенства мощностей , передаваемых через машины, в краевых режимах.

В режиме электродаижени  муфта 2 отключена , тормоз 22 включен, переключатель 33 режимов установлен в положение Д, при котором машины 11,14 посто нного тока при их последовательном включении подключены к тиристорному преобразователю 24, синхронные генераторы 34, 35 выключател ми 32, 33 подключены к шинам 28 электростанции. Гребной винт приводитс  или только машинами 11, 14 посто нного тока (первый подрежим) или одновременно машинами посто нного тока и биротативной машиной 6 (второй подрежим).

Первый подрежим отрабатываетс  за счет привода гребного, винта посредством машин 11, 14 посто нного тока, получающих питание через тиристорный преобразо- ватель 24, биротативна  машина не возбуждена, ее трехфазна  обмотка выключателем 29 отключена от шин 28, роторы вращающихс  вхолостую. Частота вращени  гребного вала задаетс  сигналом задат- чика 26 с его последующим отслеживанием сигналом датчика 27 частоты вращени  гребного вала. Оба сигнала отрабатываютс  посредством блока 25 управлени . В этом подрежиме частота вращени  внутреннего ротора 7, св занного с гребным валом, может устанавливатьс  любой по величине в промежутке между некоторыми предельными значени ми.

Второй подрежим отрабатываетс  за счет привода гребного винта посредством машин 11, 14 посто нного тока, получающих питание, как и в первом подрежиме, через тиристорный преобразователь 24, и подключенной к шинам 28 через выключатель 29 биротативной машины. Частота

вращени  гребного винта вследствие подключени  биротативной машины переменного тока к сети с неизменными частотой и уровнем напр жени  переменного тока устанавливаетс  посто нной, большей по модулю , чем указанные предельные значени .

Claims (4)

1. Формула изобретени  1. Судова  энергетическа  установка, содержаща  главный двигатель с датчиком частоты вращени , соединенный через разобщительную муфту и согласующую зубчатую передачу с гребным винтом фиксированного шага с задатчиком и датчиком частоты его вращени  и внутренним ротором биротативной машины переменного тока с датчиками частоты напр жени  и активной нагрузки, наружный ротор которой, содержащий трехфазную обмотку, соединен через вспомогательную зубчатую передачу с машиной посто нного тока, подключенной через тири- сторный преобразователь электроэнергии к шинам электростанции с датчиком частоты напр жени  на ее шинах, к которым через токопереходные кольца и выключатель подключена также трехфазна  обмотка наружного ротора биротативной машины и через выключатели - синхронные генераторы с датчиками напр жени  и активных нагрузок автономных генераторных агрегатов, о т- личающа с  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  надежности она снабжена уртройством ф-иксации механической св зи роторов биротативной машины с элементом ее включени , соединенным с согласующей зубчатой передачей, второй машиной посто нного тока с датчиком частоты напр жени , переключателем режимов, включенным между  корными обмотками машин посто нного тока и преобразователем электроэнергии, а также двум  регул торами , причем обмотка возбуждени  пер- вой машины посто нного тока подключена к первому регул тору, к входу которого подключен датчик частоты вращени  главного

   двигател , а обмотка возбуждени  второй машины посто нного тока - к второму регул тору , выполненному в виде реверсивного усилител , к входам которого подключены датчик частоты вращени  главного двигател , датчик частоты напр жени  биротативной машины, датчик частоты напр жени  на шинах электростанции, а также датчики активных нагрузок биротативной машины и синхронных генераторов

   автономных генераторов агрегатов, при этом к входу блока управлени  тиристорно- го преобразовател  электроэнергии подключены задатчик и датчик частоты вращени  гребного винта.
2. 2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что устройство фиксации механической св зи включает в себ  зубчатую передачу, выполненную в виде планетарного механизма , эпицикл которого соединен с наружным

   ротором биротативной машины, солнечна  шестерн  св зана с внутренним ее ротором, а водило соединено с элементом включени  зубчатой передачи устройства.
3. 3.Установка поп.1,отличающа - с   тем, что тиристорный преобразователь

   электроэнергии выполнен в виде управл емого нереверсивного выпр мител , а первый регул тор - в виде реверсивного усилител , к входу которого подключен дат- чик состо ни  переключател  режимов.
4. 4.Установка по п.1,отличающа с  тем, что биротативна  машина выполнена в виде асинхронной машины с короткозамк- нутым внутренним ротором, к трехфазной

   обмотке наружного ротора которой подключена батаре  коммутируемых конденсаторов .

   s

   SJ

   friiD-

   $