Гребная электрическая установка

 

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 63 Н 23/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 381801!/24-11 (22) 29.11.84 (46) 23.05.86. Бюл. № 19 (72) В. И. Вершинин, А. С. Минин, В. В. Рудаков и В. А. Филиппов (53) 626.733-83 (088.8) (56) Айзенштадт Е. Б. Гребные электрические установки. — Л.: Судостроение, 1975, с. 42. (54) (57) ГРЕБНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая синхронный генератор, с обмоткой которого через управляемые и неуправляемый выпрямители соответственно связаны обмотки якорей и обмотки возбуждения двухъякорного гребного электродвигателя, реверсивный мост, связанный с обмотками возбуждения, и блок уп„„SU„„1232571 А1 равления, отличающаяся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, она снабжена разделительным и коммутирующими тиристорами и узлами искусственной коммутации, каждый из которых состоит из соединенных последовательно зарядных тиристоров и коммутирующих конденсатора и реактора, причем узлы искусственной коммутации подключены к выходу неуправляемого выпрямителя, а каждый коммутирующий конденсатор через коммутирующие тиристоры связан с выводами обмотки генератора и одним из выводов соответствующего управляемого выпрямителя, при этом разноименные выводы управляемых выпрямителей связаны между собой через разделительный тиристор.

1232571

Изобретение относится к управлению судами, в частности к гребным электрическим установкам переменного постоянного тока.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей.

На фиг. изображена принципиальная схема силовой части гребной электрической установки; на фиг. 2 — схема управления гребной электрической установкой.

Силовая часть (фиг. 1) гребной электрической установки состоит из синхронного генератора 1, к выводам А, В и С которого подключены неуправляемый 2 и управляемые 3 и 4 выпрямители, разноименные выходные зажимы последних из которых связаны между собой через разделительный тиристор 5. К выходам управляемых выпрямителей 3 и 4 подключены обмотки якорей 6 двухъякорного гребного электродвигателя, обмотки 7 возбуждения которого через реверсивный мост 8 связаны с выходом неуправляемого выпрямителя 2.

К последнему подключены узлы искусственной коммутации, каждый из которых состоит из последовательно соединенных зарядных тиристоров 9, коммутирующего конденсатора 10 и реактора 11. Коммутирующие конденсаторы 10 через коммутирующие тиристоры 12 — 19 связаны с выводами синхронного генератора 1 и соответствующими выходными зажимами управляемых выпрямителей

3 и 4, выполненных на тиристорах 20 — 25 и 26 — 31. Контакты 32 — 35 реверсивного моста 8 зашунтированы.диодами 36 — 39.

Схема управления гребной электрической установкой (фиг. 2) состоит из двух независимых узлов 40 и 41, первый из них содержит блок 42 синхронизации, выходы которого соединены с входами генераторов

43 — 48 пилообразного напряжения, выходы последних соединены с одними из входов компараторов 49 — 54, другие входы которых подключены к выходам усилителей 55—

60, а выходы через контакты контакторов 61 и 62 — с входами формирователей 63 — 74 импульсов, причем входы усилителей 55 — 60 подключены к выходу задатчика 75 частоты вращения.

Выходы формирователей 63 — 74 импульсов соединены с управляющими электродами тиристоров 20 — 31 и 5. Узел 41 содержит блок 76 синхронизации, выходы которого соединены с входами генераторов 77—

88 импульсов. Выходы генераторов 77 — 82 и 83 — 88 соединены соответственно с одними и другими входами триггеров 89 — 94, к выходам которых подключены входы генераторов 95 — 100, к выходам последних подключены одними из входов генераторы 101—

106 импульсов и управляющие электроды тиристоров. Выходы генераторов 101 — 106 импульсов подключены к управляющим электродам тиристоров 12 — 19.

2

Выход задатчика 107 частоты вращения соединен с другими входами генераторов

101 †1 импульсов. Кроме того, схема управления содержит многопозиционный переключатель 108, через контакты а, б, в, г, д, ж, з которого катушки элементов 8, 6!, 62 и 109 подключаются к синхронному генератору 1.

Пуск и плавное увеличение частоты вращения гребного электродвигателя до минимальной рабочей частоты вращения, равной половине номинальной частоты вращения и«, осуществляется следующим образом.

При переводе щеток многопозиционного переключателя 108 из положения а в положение б напряжение сети поступает на катушки элементов 8 и 61. Последние, срабатывая, подключают к сети через неуправляемый выпрямитель обмотки возбуждения, а также блок 42 синхронизации, от которого в момент времени, когда линейное напряжение АВ становится положительным, запускается генератор пилообразного напряжения — генератор 43. Пилообразное напряжение с выхода этого генератора поступает на вход компаратора 49. На второй вход последнего 49 с выхода усилителя 55 поступает постоянное напряжение, уровень которого устанавливается задатчиком 75 частоты вращения. Как только напряжение на выходе генератора 43 сравняется с напряжением на выходе усилителя 55 компаратор 49 формирует импульс напряжения, поступающий на вход формирователя 68 импульсов.

Последний генерирует импульс напряжения нужных параметров, который поступает на управляющие электроды тиристоров 22, 30 и 5 управляемых выпрямителей 3 и 4. При этом якори 6, соединенные последовательно, подключаются к фазам А, В генератора 1 через упомянутые тиристоры. Далее в момент времени t3, когда положительным становится линейное напряжение АС, блок синхронизации запускает генератор 44 пилообразного напряжения. Как только напряжение на его выходе сравняется с напряжением на выходе усилителя 56, компаратор 50 вырабатывает импульс напряжения, поступающий на вход формирователя 67. Последний формирует импульс напряжения, поступающий на управляющие электроды тиристоров 22, 5 и 29.

Далее описанные электрические процессы повторяются.

Увеличение частоты вращения электродвигателя до минимальной рабочей величины 0,5 n„осуществляется уменьшением до нуля уровня напряжения, поступающего на входы компараторов 49 — 54 с помощью задатчика 75. В этом случае тиристоры 20 — 22 выпрямителя 3 и тиристоры 29 — 31 выпрямителя 4 работают с нулевым углом включения. Напряжение на каждом якоре равно половине от номинального значения и имеет слабо выраженные пульсации.

1232571

Для осуществления возможности регулирования частоты вращения гребного электродвигателя в рабочем диапазоне и»»

=0,5а»(п(л - =а» необходимо щетки многопозиционного переключателя 108 перевести из положения б в положение в. В этом положении щеток напряжение сети поступает на катушку контактора 109, который, срабатывая, подключает блок 76 синхронизации к сети переменного тока. Блок 76 синхронизации в момент времени, когда, например, линейное напряжение АВ становится положительным, запускает генераторы

77 и 83 импульсов, работающих в ждущем режиме. Генераторы 77 и 83 вырабатывают импульсы напряжения, поступающие на входы триггера 89. Длительность задержки )s генератора 77 соответствует 60, а длительность задержки генератора 83 должна быть меньше 120 .

Триггер 89 срабатывает и подает питание на генератор 95 импульсов. Последний, работающий в автоколебательном режиме, начинает генерировать периодическую последовательность импульсов, поступающих на управляющие электроды тиристоров 22, 24, 28, 30 и 9 и вход генератора 101 импульсов.

При включении этих тиристоров якори 6 подключаются к выводам генератора 1, а конденсаторы начинают заряжаться через реакторы 11 со знаком «плюс» на левой обкладке до напряжения, равного напряжению на выходе неуправляемого выпрями- ЗО теля 2. Генератор 101 импульсов, работающий в ждущем режиме, формирует импульсы напряжения, поступающие на управляющие электроды тиристоров 17, 14, 19, 15 и 5. При включении этих тиристоров конденсаторы подключаются к тиристорам 24 35 и 28 обратной полярностью, выключая их.

В результате чего якори 6 соединяются последовательно и подключаются к фазам АВ генератора 1 через тиристоры 22, 5 и 30.

Эти процессы происходят до тех пор, пока импульс напряжения, сформированный генератором 83, не вернет триггер 89 в исходное состояние, при котором напряжение питания снимается с генератора 95. В результате этого якори 6 периодически подключаются к фазам АВ либо соединяясь парал- 4 лельно, либо последовательно. Описанные

4 процессы периодически повторяются. При этом, когда максимальным будет линейное напряжение АС, работают генераторы 78, 84, 96 и 102 (якори 6 подключаются к фазам

АС, соединяясь параллельно и последовательно через тиристоры 22, 23, 28, 29 и 22, 5, 29 соответственно), когда максимальным будет линейное напряжение ВС, работают генераторы 79, 85, 87, 103 и т. п. Регулирование среднего значения напряжения на якорях 6 и, как следствие этого, частоты вращения электродвигателя в этом режиме осуществляется с помощью задатчика 107, который, воздействуя на генераторы 101 — 106, изменяет время их задержки.

Для обеспечения работы электродвигателя с частотой вращения, равной и», необходимо щетки переключателя 108 перевести в положение г. В этом положении щеток напряжение сети поступает на катушку контактора 62, который подключает блок 42 синхронизации к генератору 1 и формирователи 69 — 74 импульсов — к выходам компараторов 49 — 54. В этом режиме управляемые выпрямители 3 и 4 работают каждый на свой якорь с нулевым углом регулирования, задатчик 75 установлен в положении, в котором напряжение на выходе усилителей 56 — 60 равно нулю, в результате напряжения на якорях 6 имеет слабовыраженные пульсации равны номинальному значению.

В рабочем режиме работы, когда частота вращения электродвигателя изменяется в диапазоне п»»»=0,5п» до n»3»c= 1,0п», регулирование среднего значения на якорных зажимах осуществляется не углом включения тиристоров управляемых выпрямителей, а периодическим переключением якорей с параллельного включения на последовательное с помощью тиристоров управляемых выпрямителей и изменением соотношений времен, в течение которых якори соединены параллельно и последовательно. Такой принцип регулирования позволяет отказаться от применения компенсаторов реактивной мощности устанавливаемых на входе управляемых выпрямителей для увеличения сояср и одновременно с этим отказаться от использования токосглаживающих реакторов, устанавливаемых последовательно в якорных цепях электродвигателей.

1232571

Составитель Я. Гаврилов

Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Редактор М. Бланар

Заказ 2506/21

Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I !