Судовая валогенераторная установка

ГЛОЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСЛУБЛИК 1722941 м В 6 3/12, 23/2 НИЕ И ОП БРЕТЕТВУ ТЕЛЬ К АВТОРСКОМУ 2учно-исследовательой электротехники и ФРГ, 1984 6,М 7 Н Е РАТОРНАЯ УСГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(46) 30,03.92, Бюл. М71) Центральный нский институт судатехнологии(57) Изобретение относится к судостроению, в частности, к судовым электроэнергетическим системам с валогенераторами. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик судовой валогенераторной установки. В состав судовой валогенераторной установки входят согласующая передача 1, входной вал которой соединен с главным двигателем, а выходной вал 2 через разобщительную муфту 3 - с первым входным) валом 4 дифференциального механизма 5, Второй (выходной) вал 61722941 тов. 1 ил. 510 20 25 30 35 дифференциального механизма соединен с синхронным генератором 7, а третий (регулирующий) вал 8 через вспомогательную передачу 9 - . с первой электромашиной 10 постоянного тока; имеющей обмотку 11 возбуждения, К другому концу вала синхронного генератора кинематически присоединена вторая электромашина 13 постоянного тока с обмоткой 14 возбуждения, Якорные обмотки обеих электромашин постоянного тока через переключатель 15 режимов соединены в цепь, содержащую выход постоянного тока тиристорного преобразователя 16 переменно-постоянного тока, Обмотка возбуждения первой электромашины постоянного тока подключена к выходу первого регулятора 17, а обмотка возбужИзобретение относится к судостроению, в частности к судовым электроэнергетическим системам (ЭЭС) свалогенераторами,Известна судовая валогенераторная установка (ВГУ), содержащая синхронный генератор, соединенный с гребным валомчерез эластичную муфту и двухступенчатуюзубчатую передачу,Недостатками этой ВГУ является ееприменимость только в составе электроэнергетической установки с винтом регулируемого тока, позволяющим устанавливатьнаправление и изменять скорость движениясудна при постоянной частоте вращенияглавного двигателя.Известна судовая ВГУ, содержащаяглавный двигатель, синхронный генератор, подключенный к сети трехфазного переменного тока, содержащей синхронныегенераторы автономных агрегатов, дифференциальный механизм, разобщительнуюмуфту, первую электромашину постоянноготока, первый регулятор, датчик частоты вращения первого вала дифференциальногомеханизма, средство регулирования, причем первый вал дифференциального механизма кинематически соединен с главнымдвигателем через разобщительную муфту исогласующую передачу, второй вал - с синхронным генератором, третий вал - с пер вой электромашиной постоянного тока. через вспомогательную передачу, оснащенную тормозом, обмотка возбуждения которого электрически подключена к выходупервого регулятора, вход которого подключен к датчику частоты вращения первоговала дифференциального механизма, а обдения второй злектромашины постоянного тока - к выходу второго регулятора 18. С валами согласующей передачи и дифференциального механизма связаны датчики 22 - 24 частот их вращения. Выходы а, б, в указанных датчиков соединены с соответствующими входами тиристорного преобразователя переменно-постоянного тока и обоих регуляторов. К входу тиристорного преобразователя переменно-постоянного тока подключен задатчик 25 частоты вращения второго вала дифференциального механизма. К судовой сети 19 трехфазного переменного тока через выключатели 26 подключены синхронные генераторы 27 автономных агрегамотка якоря - к средству регулирования, Недостатками этой установки являются неблагоприятные эксплуатационные характеристики, обусловленные нереализуемостью режима пуска ВГУ при работающем (вращающемся) главном двигателе и отключенной разобщительной муфте, Для отработки этого режима необходимо предварительное снижение частоты вращения главного двигателя, включение разобщительной муфты, последующий пуск и увеличение частоты вращения главного двигателя до значений рабочего диапазона. Необходимость. указанных манипуляций существенно ухудшает эксплуатационные характеристики ВГУ и, следовательно, энергетической установки судна в целом.Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик судовой валогенераторной установки,Поставленная цель достигается тем, что валогенераторная установка снабжена второй злектромашиной постоянного тока, вторым регулятором, тиристорным преобразователем постоянно-переменного тока, переключателем режимов, датчиком частоты вращения выходного вала согласующей передачи, датчиком частоты .вращения синхронного генератора, задатчиком частоты вращения синхронного генератора,при этом вторая электромашина постоянного тока соединена со свободным концомвала синхронного генератора, причем тиристорный преобразователь постояннопеременного тока выходом переменного тока подключен к судовой сети трехфазного переменного тока, а выходом постоянного тока через переключатель режимов подключен в режиме "Пуск" в цепь якорной обмотки второй электромашины постоянного то 40 ка, а в режиме "Работа" в цепь последовательно соединенных якорных обмоток первой и второй электромашин постоянного тока, при этом вход тиристорного тока соединен с датчиками часто 1 вращения выходного вала согласующей передачи, первого вала дифференциального механизма и синхронного генератора, а также с за 50 датчиком частоты вращения синхронного генератора, а обмотка возбуждения первой электромашины постоянного тока подключена к выходу первого регулятора, соединенного с судовой сетью трехфазного переменного тока, вход которого соединен 55 с датчиком частоты вращения первого вала дифференциального механизма, причем обмотка возбуждения второй электромашины постоянного тока подключена к выходу второго регулятора, соединенного с судовой сетью трехфазного переменного тока, вход которого соединен. с датчиком частоты вращения первого вала дифференциального механизма, На чертеже представлена схема судовой валогенераторной установки. В состав ВГУ входят согласующая. передача 1, входной вал которой соединен с главным двигателем, приводящим во вра-. щение винт фиксированного шага, а выход-. 10 ной вал 2 через разобщительную муфту 3 - с первым (входным) валом 4 дифференциального механизма 5; Второй (выходной) вал 6 последнего соединен с синхронным генератором 7, а третий (регулирующий) вал 8 через вспомогательную передачу 9 - с первой электромашиной 10 постоянного тока, имеющей обмотку 11 возбуждения. На выходном валу вспомогательной передачи,15 20 соединенном с первой электромашиной постоянного тока, установлен тормоз 12, К свободному концу вала синхронного генератора присоединена вторая электромашина 13 постоянного тока с обмоткой 14 возбуждения, Якорные обмотки обеих элек тромашин постоянного тока через переключатель 15 режимов соединены в цепь, содержащую также выход постоянного тока тиристорного преобразователя 16 переменно-постоянного тока, Обмотка возбуждения 30 первой электромашины постоянного тока подключена к выходу первОго регулятора 17, а обмотка возбуждения второй электро- машины постоянного тока - к выходу второ 35 го регулятора 18. Оба регулятора получают питание от судовой сети 19 трехфазного переменного тока, к которой через выключатель 20 подключен синхронный генератор и преобразователя постоянно-переменного,45 от которой получают питание судовые электропотребители 21. С выходным валом согласующей передачи, а также с первым и вторым валами дифференциального механизма связаны соответственно датчики 22 24 частот вращения соответствующих валов. Выход а первого из указанных датчи. ков соединен с входом тиристорного преобразователя, выход второго б - с входами тиристорного преобразователя и обоих регуляторов, выход третьего в - с входом тиристорного преобразователя, К входу тиристорного преобразователя подключен также задатчик 25 частоты вращения второго (выходного) вала дифференциального механизма и, следовательно, частоты вращения синхронного генератора, К судовой сети трехфазного переменного тока через выключатели 26 подключены также синхронные генераторы 27 автономных агрегатов,Установка работает следующим образом.Перед пуском ВГУ при работающем главном двигателе судовые электропотребители 21 получают питание от одного или обоих синхронных генераторов 27 автономных агрегатов через выключатели 26. В начале пуска переключатель 15 режимов устанавливается в положение "Пуск", тормоз 12 вводится во включенное состояние. при котором вал первой электромашины постоянного тока 10 и, следовательно, третий вал 8 дифференциального механизма 5 заторможены, Тиристорный преобразователь 16 постоянно-переменного тока и второй регулятор 18 собственными коммутацион- . ными элементами подключаются к судовой сети 19 трехфазного переменного тока, устанавливается определенный по величине и полярности ток в обмотке 14 возбуждения второй электромашины 13 постоянного тока;Процесс пуска ВГУ разрешается по сигналу датчика 22 частоты вращения выходного вала 2 согласующей передачи 1, пропорциональной частоте вращения главного двигателя, о достижении последним ориентировочно среднего значения рабочего диапазона частоты вращения и отрабатывается плавным увеличением частоты вращения второй электромашины 13 постоянного тока и синхронного генератора 7 до значения; при котором частоты вращения обеих полумуфт разобщительной муфты 3 уравниваются. По сигналам упомянутых датчика 22 и датчика 23 частоты вращения первого (входного) вала дифференциального механизма приравенстве этих сигналов (т,е. при синхронизации муфты 3)5 10 15 20 25 30 40 45 50 подается и отрабатывается команда на включение рэзобщительной муфты 3. После включения муфты первый регулятор 17 собственными коммутационными элементами подключается к судовой сети 19 трехфазного переменного тока, в результате чего ток в обмотке 11 возбуждения первой электро- машины постоянного тока 10 устанавливается в функции сигнала датчика 23, переключатель 15 режимов устанавливается в лоложение "Работа", тормоз 12 переводится в отключенное состояние. На этом процесс пуска заканчивается. В результате ВГУ оказывается введенной в режим работы на холостом ходу со стабилизацией частоты вращения и. следовательно, частоты напряжения на клеммах синхронного генератора 7 при переменной частоте вращения главного двигателя путем регулирования частоты вращения первой электромашины 10 постоянного тока, что осуществляется за счет изменения результирующего напряжения, подводимого к якорю этой электромашины со стороны второй электромашины 13 постоянного тока и со стороны выхода постоянного тока тиристорного преобразователя 16 переменно-постоянного тока, Указанное изменение результирующего напряжения осуществляется за счет сигналов б и в от датчиков 23, 24 и от задатчика 25,Процесс перевода ВГУ в рабочий режим с подачей питания на электропотребители отрабатывается.пу- тем синхронизации и синфазирования синхронного генератора 7 с судовой сетью 19 трехфазного переменного тока эа счет воздействия на вход тиристорного преобразователя переменно-постоянного тока сигналов по частотам и фазам напряжений синхронного генератора 7 и судовой сети 19 трехфазного переменного тока, включения выключателя 20, перевода нагрузки электропотребителей 21 на синхронный генератор 7 и отключения синхронных генераторов 27 выключателями 26. Перевод нагрузки так же, как и длительная параллельная работа синхронных генераторов 7 и 27 при переменной частоте вращения главного двигателя, обеспечивается за счет воздействия сигналов по частоте вращения первого (входного) вала дифференциального механизма и сигналов по активным нагрузкам синхронных генераторов. Формула изобретения Судовая валогенераторная. установка, содержащая. главный двигатель, синхронный генератор, дифференциальный механизм, рэзобщительную муфту, первую . электромашину постоянного тока, первый регулятор, датчик частОты вращения первого вала дифференциального механизма; средство регулирования, причем первый вэл дифференциального механизма кинематически соединен с главным двигателем через рэзобщительную муфту, второй вал -с синхронным генератором, третий вал - с первой электромашиной постоянного тока, обмотка возбуждения которой электрически подключена к выходу первого регулятора,вход которого подключен к датчику частоты вращения первого вала дифференциального механизма, а обмотка якоря - к средству регулирования, о т л и ч а ю щ э я с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик судовой валогенераторной установки, последняя снабжена согласующей передачей, вспомогательной передачей, оснащенной тормозом, второй электромашиной постоянного тока, вторым регулятором, тиристорным преобразователем постоянно-переменного тока, переключателем режимов. датчиком частоты вращения выходного вала согласующей передачи, датчиком частоты вращения синхронного генератора, задэтчиком частоты вращения синхронного генератора, синхронными генераторами автономных агрегатов, причем согласующая передача смонтирована между главным двигателем и раэобщительной муфтой, э третий вал через вспомогательную передачу, оснащенную тормозом, соединен с первой электромашиной постоянного тока, при этом вторая электромашина постоянного тока соединена со свободным концом вала синхронного генератора, а синхронный генератор электрически подключен к судовой сети трехфазного переменного тока, причем тиристорный преобразователь постоянно-переменного тока выходом переменного тока подключен к судовой сети трехфазного переменного тока, а выходом постоянного тока через переключатель режимов подключен в режиме"Пуск" в цепь якорной обмотки второй электромашины постоянного тока, а в режиме "Работа" - в цепь последовательно соединенных якорных обмоток первой и второй электромашин постоянного тока, при этом вход тиристорного преобразователя постоянно-переменного окэ соединен с датчиками частот вращения выходного вала согласующей передачи, первого вала дифференциального механизма и синхронного генератора, а также с задатчиком частоты вращения синхронного генератора. а обмотка возбуждения первой электромашины постоянного тока подключена к выходу первого регулятора, соединенного с судовой сетью трехфазного переменного тока, входЗаказ 1033 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул;Гагарина, 101 которого соединен с датчиком частоты вращения первого вала дифференциального механизма, причем обмотка возбуждения второй электромашины постоянного тока подключена к выходу второго регулятора, 5 соединенного с судовой сетью трехфазного переменноготока, вход которого соединен с датчиком частоты вращения первого вала дифференциального механизма, а синхронные генераторы автономных агрегатов подключены к судовой сети трехфазного переменного тока.