Электроэнергетическая силовая установка судна (ее варианты)

 

Изобретение относится к судовой автоматике и предназначено для повышения КПД. Электроэнергетическая силовая установка судна по варианту I состоит из тепловых двигателей I, связанных с синхронными генераторами 3, снабженными датчиками 4 частоты и фазы, ветрогенераторов 6, подключенных к входам управляемых выпрямителей 7, к выходам которых подключены аккумуляторные батареи 8 и ведомые инверторы 10 с блоками II управления , гребной электродвигатель 12 с датчиками 13 частоты и фазы, причем якоря гребного электродвигателя 12 соединены с выходами ведомых инверторов Ю и механически связаны с гребным винтом 14, а выходы датчиков 4 и 13 подключены к входам блоков 11 управления. В электроэнергетической силовой установке судна по варианту II к распределительным шинам 5 подключены входы циклоконверторов с блоками управления. I з. п. ф-лы, 3 ил. сл со ю N:) о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1320120

А1 (5g 4 В 63 Н 23/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .,.,!К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СО

hD

CO

Ю

CO фиг.! (2 1) 3705165/27- 1 1 (22) 01.03.84 (46) 30.06.87. Бюл. № 24 (71) Ленинградское высшее инженерное морское училище им. адм. С. О. Макарова (72) И. П. Фиясь и М. И. Акулов (53) 629.12 — 83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 11 34479, кл. В 60 Н 23/24, 1982. (54) ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА СУДНА (EE ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к судовой автоматике и предназначено для повышения

КПД. Электроэнергетическая силовая установка судна по варианту 1 состоит из тепловых двигателей 1, связанных с синхронными генераторами 3, снабженными датчиками 4 частоты и фазы, ветрогенераторов 6, подключенных к входам управляемых выпрямителей 7, к выходам которых подключены аккумуляторные батареи 8 и ведомые инверторы 10 с блоками 11 управления, гребной электродвигатель 12 с датчиками 13 частоты и фазы, причем якоря гребного электродвигателя 12 соединены с выходами ведомых инверторов 10 и механически связаны с гребным винтом 14, а выходы датчиков 4 и 13 подключены к входам блоков 11 управления. В электроэнергетической силовой установке судна по варианту 11 к распределительным шинам 5 подключены входы циклоконверторов с блоками управления. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.!

320!20

Изобретение относится к судовой автоматике и может быть использовано в электроэнергетических силовых установках парусно-моторных судов.

Цель изобретения — повышение КГ1Д.

На фиг. l представлена блок-схема электроэнергетических силовых установок судна по первому варианту; на фиг. 2 — то же, по второму варианту; на фиг. 3 — силовая схема циклоконвертора электроэнергетической силовой установки судна по второму варна нту.

Электроэнергетическая силовая установка судна по первому варианту состоит из тепловых двигателей 1, соединенных разъединительными муфтами 2 с синхронными генераторами 3, снабженными датчиками 4 частоты и фазы и подключенными к распределительным шинам 5, ветрогенераторов 6, подключенных к входам управляемых выпрямителей 7, к выходам которых подключены аккумуляторные батареи 8 с блоками 9 для автоматической зарядки и ведомые инверторы 10 с блоками 11 управления, гребной электродвигатель 12 с датчиками 13 частоты и фазы, причем якоря гребного электродвигателя 12 соединены с выходами ведомых инверторов 10 и механически связаны с гребным винтом 14, а выходы датчиков 4 и !3 подключены к входам соответствуюгцих блоков 11 управления и автоматических выключателей ! 5 — 29.

В электроэнергетической силовой установке судна по второму варианту (фиг. 2) к распределительным шинам 5 подключены входы циклоконверторов 30 с блоками 31 управления. К дросселям 32 (фиг. 3) циклоконверторов 30 подключены блоки 9 для автоматической зарядки аккумуляторных батарей 8. Каждый циклоконвертор состоит из шести групп тиристоров 33 — 38, к одной (34) из четных групп которого подключен ветрогенератор 6.

Электроэнергетическая силовая установка судна по первому варианту работает следующим образом.

В основном режиме работы (при ходе судна под парусом) тепловые двигатели 1 не работают. Синхронные генераторы 3 отсоединяются от тепловых двигателей 1 раз ьединительными муфтами 2. Электрическая энергия для питания общесудовых электропотребителей IlpH ходе судна под парусами со скоростью, близкой к номинальной, поступает от гребного электродвигателя 12, работакпцего B режиме гидрогенераторов, или от ветрогенераторов 6, или от аккумуляторных батарей 8 (вне зависимости режима работы судна). При обеспечении электрической энергией общесудовых электропотребителей от гребного электродвигателя 12, работающего в режиме гидрогенераторов, включаются автоматические выключатели (АВ) 15, 18, 26, 21, 29 и 16 (остальные автоматические выключатели разомкнуты) . Осуществляется плавный пуск двух синхронных генераторов 3, работающих в режиме вентильных двигателей, с помощью управляемых выпрямителей 7, ведомых инверторов !О и датчиков 4 частоты и фазы. При достижении синхронными генераторами 3 номинальной частоты вращения и установке заданных величин напряжения и частоты на распределительных шинах 5 к шинам подключаются общесудовые электропотребители.

Напряжение и частота на распределительных шинах 5 поддерживаются постоянными (номинальными) при изменяющейся частоте вращения гребного электродвигателя 12 с помощью блоков управления 11 ведомых инверторов 10, датчиков 4 частоты и фазы синхронных генераторов 3 и системы возбуждения гребного электродвигателя !2.

20 В случае обеспечения электрической энергией общесудовых электропотребителей от ветрогенераторов 6 или аккумуляторных батарей 8 включаются автоматические выключатели 23, 21, 16 и 22, 18, 15 или

25, 21, 16 и 24, 18, 5. Осуществляется плавный пуск синхронных генераторов 3 (одного или двух) от ветрогенераторов 6 или аккумуляторных батарей 8, соответственно, через управляемые выпрямители 7 и ведомые инверторы 10 или только ведомые инверторы 10. Стабилизация параметров (напряжения и частоты) на распределительных шинах 5 и подключение общесудовых электропотребителей аналогично их питанию от гребного электродвигателя 12.

При избытке энергии ветрогенераторов

6 для питания общесудовых электропотребителей энергия одного из ветрогенераторов 6 может использоваться для движения судна. При замкнутых автоматических вы ключателях 22 и 27 или 23 и 28 энергия от ветрогенераторон 6 поступает через

40 управляемые выпрямители 7 и ведомые инверторы 10 к одному из якорей гребного электродвигателя 12. Для аккумулирования избыточной энергии ветра при работе гребного электродвигателя 12 в режиме гидрогенератора или ветрогенераторов 6

45 между управляемыми выпрямителями (и ведомыми инверторами !О включены аккумуляторные батареи 8 с блоками 9 для автоматической зарядки. Энергия аккумуляторных батарей 8 может использоваться как п для питания общесудовых электропотребителей, так и для питания гребного электродвигателя 12. В этом случае включаются автоматические выключатели 25. 28 или 24, 27 и осуществляется запуск гребного электродвигателя 12 и последующее регулирование чау стоты вращения.

При отсутствии ветра, неисправности парусов, ходе судна в узкостях и т. д. общесудовые электропотребители и гребной

1320120

10

20

30

40 электродвигатель 12 получают питание от распределительных шин 5, к которым подключаются синхронные генераторы 3, приводимые во вращение тепловыми двигателями 1 (разъединительные муфты 2 соединены)

Якоря гребного электродвигателя 12 получают питание от распределительных шин 5 через управляемые выпрямители 7 и ведомые инверторы 10 при замкнутых автоматических выключателях 19, 27 и 20, 28.

Электроэнергетическая силовая установка судна по второму варианту (фиг. 2) работает следующим образом.

В основном режиме работы (при ходе судна под парусом) тепловые двигатели 1 не работают. Синхронные генераторы 3 отсоединены от тепловых двигателей 1 разъединительными муфтами 2. Электрическая энергия для питания общесудовых электропот-. ребителей при ходе судна под парусами со скоростью, близкой к номинальной, поступает от гребного электродвигателя 12, работающего в режиме гидрогенератора, или от ветрогенераторов 6, или от аккумуляторных батарей 8 (вне зависимости от режима работы судна) .

При обеспечении электрической энергией общесудовых электропотребителей от гребного электродвигателя 12, работающего в режиме гидрогенератора, включаются, как и в первом варианте, автоматические выключатели 29, 21, 16 и 26, 18, 15 (остальные автоматические выключатели разомкнуты) .

Осуществляется пуск двух (или одного) синхронных генераторов 3, работающих в режиме вентильных двигателей, с помощью циклоконверторов 30. Коммутация тока тиристоров циклоконверторов 30 при низких частотах осуществляется напряжением гребного электродвигателя 12, а при высоких частотах — напряжением синхронных генераторов 3. Стабилизация параметров (напряжения и частоты) на распределительных шинах 5 и подключение общесудовых электропотребителей аналогично, как и в первом варианте.

При питании общесудовых электропотребителей от ветрогенераторов 6 включаются автоматические выключатели 23, 20, 16 и 22, 19, 15. Как показано на фиг. 3, ветрогенератор 6 автоматическим выключателем 22 подключается к группе 34 тиристоров циклоконвертора 30, которая работает в данном случае в выпрямительном режиме, а группа 33 тиристоров — в инверторном режиме, при этом автоматический выключатель 39 разомкнут. Группы 35 — 38 тиристоров циклоконверторов 30 не работают. Осуществляется запуск синхронного генератора 3 (фиг. 2) с помощью датчика 4 частоты и фазы и части силовой схемы циклоконверторов 30 по схеме: управляемый выпрямитель — ведомый инвер45

55 тор. При достижении синхронным генератором 3, рабо-ающим в режиме вентильного двигателя, номинальной частоты вращения и стабилизации напряжения и частоты на распределительных шинах 5 подключаются общесудовые электропотребители.

Общесудовые электропотребители могут получать питание и от аккумуляторных батарей 8. В этом случае включаются автоматические выключатели 24, 19, 15 и

25, 20, 16. Аккумуляторные батареи 8 (фиг. 3) подключаются к дросселям 32 циклоконверторов 30 (группа 33 тиристоров работает в режиме ведомого инвертора) и осуществляется пуск синхронного генератора

3 (фиг. 2). После стабилизации напряжения и частоты на распределительных шинах 5 подключаются общесудовые электропотребители.

При избытке энергии ветрогенераторов 6 для питания общесудовых электропотребителей, энергия одного из ветрогенераторов 6, как и в первом варианте, может использоваться для движения судна.

При замкнутых автоматических выключателях 22 и 26 или 23 и 29 энергия от ветрогенератора 6 поступает на группу 33 тиристоров циклоконвертора 30 (фиг. 2,3), работающую в режиме ведомого инвертора, и на один из якорей гребного электродвигателя 12.

Для аккумулирования избыточной энергии ветра при работе гребного электродвигателя 2 в режиме гидрогенератора или ветрогенераторов 6 аккумуляторные батареи 8 с блоком 9 автоматической зарядки подключаются к дросселям циклоконвертора 30. Энергия аккумуляторных батарей 8, помимо питания общесудовых электропотребителей, в данном варианте, также может использоваться для питания гребного электродвигателя 12. В этом случае включаются автоматические выключатели 25, 29 или

24, 26 и осуществляется запуск гребного электродвигателя 12 и последующее регулирование частоты вращения.

При отсутствии ветра, неисправности парусов, ходе су дна в узкостях и т. д. общесудовые электропотребители и гребной электродвигатель 12 получают питание от распределительных шин 5, к которым подключаются синхронные генераторы 3, приводимые во вращение тепловыми двигателями 1. Якоря гребных электродвигателей 12 получают питание от распределительных LllHH

5 через циклоконверторы 30 при замкнутых автоматических выключателях 19. 27 и 20, 28.

Независимо от режима работы силовой установки судна синхронные генераторы 3 (незадействованные в сxLMe) могут использоваться как синхронные компенсаторы для

1320120

5 повышения коэффициента мощности судовой сети.

Формула изобретения

1. Электроэнергетическая силовая установ ка судна, содержащая тепловые двигатели, соединенные разъединительными муфтами с синхронными генераторами, с которыми связаны тиристорные преобразователи с блоками управления и общесудовые электропотребители, двухякорный гребной синхронный электродвигатель, ветрогенераторы и аккумуляторные батареи с блоками для автоматической зарядки, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, она снабжена подключенными к синхронным генераторам и двухякорному гребному синхронному, электродвигателю датчиками частоты и 15 фазы, а тиристорные преобразователи выполнены в виде соединенных последовательно управляемых выпрямителей и ведомых инверторов, причем блоки управления ведомых инверторов соединены с соответствующими датчиками частоты и фазы.

2. Электроэнергетическая силовая уста новка судна, содержащая тепловые двигатели, соединенные разъединительными муфтами с синхронными генераторами, с которыми связаны тиристорные преобразователи с блоками управления и общесудовые электропотребители, двухякорный гребной синхронный электродвигатель, ветрогенераторы и аккумуляторные батареи с блоками для автоматической зарядки, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, она снабжена подключенными к синхронным генераторам и двухякорному гребному синхронному электродвигателю датчиками частоты и фазы, а тиристорные преобразователи выполнены в виде - циклоконверторов, блоки управления которыми соединены с соответствующими датчиками частоты и фазы, причем аккумуляторные батареи подключены к средним выводам дросселей циклоконверторов, а ветрогенераторы — к одним из групп тиристоров циклоконверторов.

Составитель Я. Гаврилов

Редактор М. Бандура Техред И. Вере«Копн кто « )бп пап

Заказ 2568I I 7 Тираж 4(>8 I 1о,то и; :.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела : изобрс.спи..: ь; ь пи

113035, Москва, Ж- 35, Раугиская пай...,. 1 5

Производственно-потиграфинеское предприятие. г. Ужгород, 1,". I! .роект. аи. 1