Электроэнергетическая установка судна

А 2 14 В 63 САН ОБРЕТ ТЕПЬСТВУ УСТАНО Э Н ЕР ГЕТИЧ ЕС КАЯ к эле относитс тановкам зовано в ение удов и лектро нженерно е ,Макарова спо переменнотока с по ователями мощности на электропоттановках еменного преобраз отбором судовых их у и пе постоянноголупроводникоэлектроэнергшины питания о СССР 1985СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ КРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АВТОРСКОМУ(71) Ленинградское высшееморское училище им.адм. С,1439034 ребителей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностейустановки. Электроэнергетическая ус-,тановка содержит первичные двигатели1 и 2, сочлененные с синхронными генераторами 3 и 4, полупроводниковыйпреобразователь 5 электроэнергии,гребной электродвигатель 6, главные7 и вспомогательные 8 распределительные шины питания, датчик мощности 9первичных двигателей и датчик 10мощности гребного электродвигателя,соединенные с блоком сравнения 11,который соединен, в свою очередь, сфункциональными преобразователями 12и 13, агрегаты 14 и 15 питания общесудовых электропотребителей, имеющихв своем составе полупроводниковыепреобразователи 16 и 17 частоты сблоками 18 и 19 управления, синхронные электрические машины 20 и 21,сочлененные через муфты 22 и 23 скинетическими аккумуляторами 24 и 25энергии, коммутационные аппараты 2637 силовых цепей и цепей управления,1 Изобретение относится к электроэнергетическим установкам (ЭЭУ) судов, может быть использовано в ЭЭУпеременно-постоянного и переменноготока с полупроводниковыми преобразователями электроэнергии и отбороммощности на шины питания общесудовыхэлектропотребителей и является усовершенствованием изобретения по авт.св. к 1281476. 10Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей установки.На чертеже представлена принципиальная схема электроэнергетической 15установки судна,ЭЭУ судна состоит из первичныхдвигателей 1 и 2 (турбин или дизелей), синхронных генераторов 3 и 4,полупроводникового преобразователя 5 20электроэнергии, гребного электродвигателя (ГЭД) 6, главных 7 и вспомогательных 8 распределительных шин питания, цатчиков мощности первичныхдвигателей 9 и мошности гребного а также датчики 38 и 39 положенияротора генераторов 3 и 4, многопозиционные переключатели 40, 41Запускпервичных двигателей осуществляетсяпоочередно. Для этого один многопозиционный переключатель 40 ставят вположение, соответствующее запускаемому первичному двигателю, а другоймногопозиционный переключатель 41ставят в положение, соответствующеепусковому устройству, т,еагрегатупитания, находящемуся в заряженномсостоянии. При этом статорная обмотка синхронного генератора, сочлененного с запускаемым первичным двигателем, и выход датчика положения ротораэтого генератора соединяются соответственно с входом полупроводникового преобразователя частоты и входом его блока управления, Агрегат11 11питания работает в режиме Разряда синхронный генератор работает врежиме вентильного двигателя и произ-водит запуск первичного двигателя,сочлененного с ним, 1 ил,электродвигателя 10, блока 11 сравнения, функциональных преобразователей12 и 13, агрегатов 14 и 15 питанияобщесудовых электропотребителей, которые содержат полупроводниковые преобразователи 16 и 17 частоты с блоками 18 и 19 управления, синхронныеэлектрические машины 20 и 21 муфты22 и 23, кинетические аккумуляторы24 и 25 энергии (КАЭ) например маховики, и коммутационные аппараты 2637, а также датчики 38 и 39 положенияротора генераторов, многопозиционныепереключатели 40 и 41,В установке первичные двигатели 1и 2 жестко соединены с синхроннымигенераторами 3 и 4, которые подключены к главным распределительным шинам7 питания. К последним через полупроводниковый преобразователь 5 электроэнергии также подключен ГЭД 6. Агрегаты 14 и 15 питания общесудовыхэлектропотребителей с помощью коммутационных аппаратов 30, 32, 34 и 31,33, 35 соединены с главными 7 и вспо1439034 могательными 8 распределительными шинами питания, Полупроводниковые преобразователи 16 и 17 частоты агрегатов 14.и 15 питания через коммутационные аппараты 6 и 7 соединеныч5 с синхронными электрическими машинами 20 и 21. КАЭ 24 и 25 муфтами 22 и 23 соединены с синхронными электрическипараметры (напряжение и частота) на вспомогательных шинах 8.В маневренных режимах работы судна при переменных нагрузках ГЭД б тепловые двигатели 1 и 2 резко разгружаются илн нагружаются, Следовательно, первичные двигатели в маневренных режимах имеют повторно-кратковременный избыток мощности (5-10 с и более с частотой повторения 60 и более раз в час) . В этом режиме работы ЭЭУ при наличии избытка мощности, достаточной для запуска агрегата 14 или 5, от блока 11 сравнения поступает сигнал, пропорциональный разности заданной мощности первичных двигателей 1 и 2 и потребляемой мощности ГЭД 6, на блок 19 уп; ав.чснп", полупрово;,:;",оного преобразователя 17 частоты (пепаботающего агрегата, например 5) при замкнутых 31, 29, 27 и разомкнутых 33 и 35 коммутационных аппаратах, Происходит разгон синхронной машины 21 (работающей в режиме вентпльного двигателя), сочлененной с КЛЭ 24 через сообщенную муфту 22. Разгон синх. - ронной машины 21 и КАЭ 24 осуществляется по заданному закону, кс торый рсалпзуется функциональным преобразователем 13 и блоком 19 управления полупроводникового преобразователя 17 частоты, При достижении синхронной машиной 21 номинальной частоты ми машинами 21 и 20,10 ров, Первый многопозиционный переклю- З 1 чатель 40 своими выходами соединен с выходами второго многопозиционного переключателя 41, выходы которого соединены с ихдами полупроводниковых преобразователей 16 и 1 частоты и с входами блоков 18 и 19 управления.35Установка работает следующим образом.В режиме установившегося движения судна синхронные генераторы 3 и 4, 40 приводимые во вращение первичными двигателями 1 и 2, работают парал" лельно на главные распределительные шины 7 через замкнутые коммутационные аппараты Зб и 37, от коТорых 45 через полупроводниковый преобразователь 5 электроэнергии получает пита" ние ГЭД б. В данном режиме работы ЭЭУ судна общесудовые электропотребители получают питание от вспомогательных 5 О распределительных шин 8, которые подключены к главным распределительным шинам 7 через полупроводниковые преобразователи 16 или 17 частоты при замкнутых коммутационных аппаратах 30 и 34 или 31 и 35 и разомкнутых коммутационных аппаратах 28, 29, 26, 27, 32 и 33. С помощью блоков 18 и 19 управления поддерживаются постоянными вращения происходят отключение агрегата 15 от главных распределительныхшин 7 питания и подключение его квспомогательным шинам 8 питания череззамкнутые коммутационные аппараты 27и 33 (коммутационные аппараты 31, 29,35 - разомкнуты),Таким образом, кинетическая энергия, запасенная в КАЭ 24, передается синхронной машине 21, преобразуется в электрическую и через полупроводниковый преобразователь 17 частоты передается на вспомогательные шины 8 для питания общесудовых электропотребителей. Полупроводниковый преобразователь 17 частоты обеспечивает известными способами стабильные параметры (напряжение, частоту) при изменении частоты вращения КЛЭ 24. После подключения агрегата 15 к общесудовым электропотребителям полупроводниковый преобразователь 16 частоты коммутационным аппаратом 34 отключается от вспомогательных шин 8 питания, и агрегат 14 после замыкания коммутационДатчики мощности первичных двигателей 9 и мощности гребного электродвигателя 1 О соединены с блоком 1 1 сравнения, выход которого соединен с входами функциональных преобразова телей 12 и 13, Выходы блоков функциональных преобразователей 12 и 13 через коммутационные аппараты 28 и 29 связаны с блоками 8 и 19 управления полупроводниковых преобразователей 20 16 и 17 частоты. Статорные обмотки синхронных генераторов 3 и 4 через коммутационные аппараты 36 и 37 подключены к главным распределительным шинам 7 питания и к соответствующим 25 входам первого многопозиционного переключателя 40, к другим входам которого подключены выходы датчиков 38 и 39 положения роторов генерато 1439034ных апйаратов 30, 28 и 26 подключается для накопления избыточной энергии первичных двигателей. Одновременно коммутационным аппаратом 36 отключается синхронный генератор 4, мощность которого равна мощности общесудовых электропотребителей, и останавливается первичный двигатель 1.По мере расходования и накопления 10 энергии агрегатами 14 и 15 питания операции подключения их на накопление (" Заряд" ) или отдачу (" Разряд" ) энер гии повторяются. При переходе на установившийся режим работы ЭЭУ произ" водится запуск первичного двигателя 1. Для этого первый многопозиционный переключатель 40 ставится в положе ние "1" и статорная обмотка генератора 3 и выход датчика 38 положения ротора подключаются к выходам второго многопозиционного переключателя 41. Последний ставится в положение, соответствующее агрегату питания, который работает в режиме "Заряд", например 25 и и1 . При этом статорная обмотка генератора 3 соединяется с входом полу проводникового преобразователя 16 частоты, а выход датчика 38 положения ротора соединяется соответственно с 30 входом блока 18 управления. Размыкают коммутационные аппараты 28 и 30 и затем переводят агрегат 14 питания в режим "Разряд". При этом кинетическая анергия, запасенная в КАЭ 25, преобразуется в электрическую и через полупроводниковый преобразователь 16 частоты, второй 41 и первый 40 много. позиционные переключатели подается в статорную обмотку синхронного гене ратора 3, работающего в режиме венч тильного двигателя. После запуска первичный. двигатель 1 переводят на топливо и устанавливают первый 40 и второй 41 многопозиционные переключатели в нулевое (разомкнутое) положе" ние, подключают генератор 3 через замкнутый коммутационный аппарат 36 к главным распределительным шинам 7 питания. Затем снова переводят агре.- гат 14 в режим Заряд и при накоп 11 1150 ленин КАЭ 25 энергии, равной номинальной энергоемкости, размыкают коммутационные аппараты 26 и 28 (32 разомкнут), замыкают коммутационный аппарат 34, осуществляется, такимб 5 образом, питание общесудовых электро" потребителей от главных распределительных шин 7 питания через полупроводниковый преобразователь 16 частоты, Агрегат питания также предварительно переводят в режим "Заряд" перед тем, как подключить вспомогательные распределительные шины 8 через полупроводниковый преобразователь 17 частоты к главным распределительным шинам 7 питания,.Во время стоянки в порту при неработающих первичных двигателях 1 и 2,когда питание общесудовых электропот. ребителей обеспечивается от стояночного генераторного агрегата или от берегового питания, запуск тепловых. двигателей 1 и 2 производят поочеред но. Для этого первый многопозиционный переключатель 40 ставят в положе. ние, соответствующее запускаемому двигателю, а второй многопозиционный переключатель 41 ставят в положение, соответствующее агрегату питания, осуществляющего запускПри этом статорная обмотка и выход датчика положения ротора генератора, сочлененного с запускаемъж первичным двигателем соединяются соответственно с входами полупроводникового преобразователя частоты и его блоком управления, После этого переводят агрегат питания в режим "Разряд", Генератор работает во время пуска как вентильный двигатель. После достижения заданной частоты вращения, от которой первичный двигатель может ускоряться далее на топливе, агрегат питания отключается посредством многопозици,- онных переключателей 40 и 41, а синхронный генератор, вращаемый первичным двигателем, подключается к главным распределительным шинам 7 пита(ния.Формула изобретенияЭлектроэнергетическая установка судна по авт. св, Р 1281476, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, она снабжена многопозициОнными переключателями и датчиками положения ротора синхронных генераторов, при этом входы одного многопозиционного переключателя соединены со статорными обмотками синхронных генераторов и выходами датчиков положения ротора синхронных генераторов, а входы другого многспозиционного переключателя соединены с силовыми и уп 7 14 39034 8р щи дагрегатов питания причем выходы многопозиционных переравляющими свход, ми аг егатовобщесудовых элект олот ебектролотребителей, ключателей соединены между собой,Составитель А.ЛогачевРедактор И.Горная Техред М.Дидык Корректор М.ВасильеваЗаказ 6031/20 Тираж 396 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4