Гребная электрическая установка судна

СОЮЗ СОВЕТСНИКСОЦИДЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 63 Н 23/24КЕ 5 ЯЗН 3ЬГМОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградское высшее инженерноеморское училище им. адм. С. О. Макарова(54) ГРЕБНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА СУДНА(57) Изобретение относится к судостроению, в частности к гребным электрическимустановкам (ГЭУ) переменно-постоянноготока с полупроводниковыми преобразователями электроэнергии двухвальных судов.Цель изобретения - повышение надежности первичных двигателей при работеГЭУ двухвального судна в режиме демпфирования крутильных колебаний в валопроводах. ГЭУ содержит первичные двигатели1 - 3, сочлененные с синхронными генераторами 4 - 6, соединенными с распределительными шинами 7 и 11, подключенныек 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 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 иэлектро. энергии. В режиме демпфирования крутили. ных колебаний в валопроводе одного и.1 ГЭД подключается выход соответствуюпн г суммирующего элемента 36 или 37 черо. 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 3Изобретение 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,На чертеже изображена функциональнаясхема гребной электрической установки судна.ГЭУ содержит первичные двигатели1 - 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 соответствующих 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 соответствуюгцих 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 соответствую- шими 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 кру 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 114тильных колебаний в гребных валопроводах поддерживается режим постоянства мощности кормового 1 О 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 10 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 углы поворота фазовращателей 26 и 27 установлены такими, чтобы колебания токов (а следовательно, и электромагнитных моментов электродвигателей 1 О 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 изгребных 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 1 О 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 управле. ния, 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. 5 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 Фориуяа изобретенияГребная электрическая установка судн, содержащая первичные двигатели, связанные с синхронными генераторами, электрически соединенными с рас 1;ределитель. ными шинами, подключенные к последним через соответствующие полупроводниковгяе 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 соединен 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 последовательно 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 крутильных колебаний, возникающих в валопроводах, она снабжена дополнительными четырьмя суммирующими элементами, двумя инверторами, двумя коммутационными устройствами, при этом выход поста управления кормовым гребным электродвигателем соединен с первыми входами первого и второго дополнительных суммирующих элеменгов, выход поста управления носовым гребным электродвигателем соединен с первыми входами третьего и четвертого дополнительных суммирующих элементов, выходы первого и третьего дополнительных сум мирую 1 пи х элементов соединены соответств не с п рвь. и и входами регуляторов могцносги;-,рмови о: носового гребных электродвигагс, ен, вг,1 датчика мощности кормового грсбног тродвигателя соединен через г;срв ы й и ь:, . тор с вторым входом второго дополнигс - ;нного суммирующего элемента, выход дат пг к 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.