Электроэнергетическая установка судна

 

Изобретение относится к электроэнергетическим установкам судов и может быть использовано в электроэнергетических установках переменнопостоянного и переменного тока с полупроводниковыми преобразователями электроэнергии и отбором мощности на шины питания общесудовых электропот

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (1) 4 В 63 Н 23/24

1! 4 .1

1 ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1281476 (21) 4254783/27-11 (22) 01,06,87 (46) 23.11.88, Бюл. К - 43 (71) Ленинградское высшее инженерное морское училище им.адм. С.О.Макарова .(72) В.С,Иванов (53) 629,12.83 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1281476, кл. В 63 Н 23/24, 1985.

ÄÄSUÄÄ 1439034 А 2 (54) ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

СУДНА (57) Изобретение относится к электроэнергетическим установкам судов и может быть использовано в электроэнергетических установках переменнопостоянного и переменного тока с полупроводниковыми преобразователями электроэнергии и отбором мощности на шины питания общесудовых электропот1439034 ребителей. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей установки. Электроэнергетическая ус-, тановка содержит первичные двигатели

1 и 2, сочлененные с. синхронными генераторами 3 и 4, полупроводниковый преобразователь 5 электроэнергии, гребной электродвигатель 6, главные

7 и вспомогательные Я распределительные шины питания, датчик мощности 9 первичных двигателей и датчик 10 мощности гребного электродвигателя, соединенные с блоком сравнения 11, который соединен, в свою очередь, с функциональными преобразователями 12 и 13, агрегаты 14 и 15 питания общесудовых электропотребителей, имеющих в своем составе полупроводниковые преобразователи 16 и 17 частоты с блоками 18 и 19 управления, синхронные электрические машины 20 и 21, сочлененные через муфты 22 и 23 с кинетическими аккумуляторами 24 и 25 энергии, коммутационные аппараты 2637 силовых цепей и цепей управления, 1

Изобретение относится к электроэнергетическим установкам (ЭЭУ) судов, может быть использовано в ЭЭУ переменно-постоянного и переменного тока с полупроводниковыми преобразователями электроэнергии и отбором мощности на шины питания общесудовых электропотребителей и является усовершенствованием изобретения по авт. св. 11> 1281476. 1Q

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей установки.

На чертеже представлена принципиальная схема электроэнергетической 15 установки судна.

ЭЭУ судна состоит из первичных двигателей 1 и 2 (турбин или дизелей), синхронных генераторов 3 и 4, полупроводникового преобразователя 5 20 электроэнергии, гребного электродвигателя (ГЭД) 6, главных 7 и вспомогательных 8 распределительных шин питания> цатчиков мощности первичных двигателей 9 и мошности гребного а также датчики 38 и 39 положения ротора генераторов 3 и 4, многопозиционные переключатели 40, 41 ° Запуск первичных двигателей осуществляется поочередно. Для этого один многопозиционный переключатель 40 ставят в положение, соответствующее запускаемому первичному двигателю, а другой многопозиционный переключатель 41 ставят в положение, соответствующее пусковому устройству, т,е. агрегату питания, находящемуся в заряженном состоянии. При этом статорная обмотка синхронного генератора, сочлененного с запускаемым первичным двигателем, и выход датчика положения ротора этого генератора соединяются соответственно с входом полупроводникового преобразователя частоты и входом его блока управления, Агрегат

Il II питания работает в режиме Разряд а синхронный генератор работает в режиме вентильного двигателя и произ- водит запуск первичного двигателя, сочлененного с ним. 1 ил. электродвигателя 10, блока 11 сравнения, функциональных преобразователей

12 и 13, агрегатов 14 и 15 питания общесудовых электропотребителей, которые содержат полупроводниковые преобразователи 16 и 17 частоты с блоками 18 и 19 управления, синхронные электрические машины 20 и 21> муфты

22 и 23, кинетические аккумуляторы

24 и 25 энергии (КАЭ), например маховики, и коммутационные аппараты 2637, а также датчики 38 и 39 положения ротора генераторов, многопозиционные переключатели 40 и 41, В установке первичные двигатели 1 и 2 жестко соединены с синхронными генераторами 3 и 4, которые подключены к главным распределительным шинам

7 питания. К последним через полупроводниковый преобразователь 5 электроэнергии также подключен ГЭД 6. Агрегаты 14 и 15 питания общесудовых электропотребителей с помощью коммутационных аппаратов 30, 32, 34 и 31, 33, 35 соединены с главными 7 и вспо1439034

25 могательными 8 ра спределительными шинами питания. Полупроводниковые преобразователи 16 и 17 частоты агрегатов 14 и 15 питания через коммутационные аппараты 6 и 7 соединены ч

5 с cHHxpoHHbIMH электрическими машинами

20 и 21. КАЭ 24 и 25 муфтами 22 и 23 соединены с синхронными электрическими машинами 21 и 20, 10

Датчики мощности первичных двигателей 9 и мощности гребного электродвигателя 1О соединены с блоком 1 1 сравнения, выход которого соединен с входами функциональных преобразова- 15 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 входам первого многопозиционного переключателя 40, к другим входам которого подключены выходы датчиков

38 и 39 положения роторов генераторов. Первый многопозиционный переклю- д0 чатель 40 своими выходами соединен с выходами второго многопозиционного переключателя 41, выходы которого соединены с входами полупроводниковых преобразователей 16 и 17 частоты и с входами блоков 18 и 19 управления.

Установка 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 36 и 37, от коТорых 45 .через полупроводниковый преобразователь 5 электроэнергии получает пита" ние ГЭД 6. В данном режиме работы ЭЭУ судна общесудовые электропотребители получают питание от вспомогательных 5р 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 параметры (напряжение и частота) на вспомогательных шинах 8.

В маневренных режимах работы судна при переменных нагрузках ГЭД 6 тепловые двигатели 1 и 2 резко разгружаются или 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 ипи <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.l пп,", подулpono,, козогa преобразовател«. 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 вент-пьного двигателя}, сочлененной с ЕЛЭ 24 через сообщенную муфту 2?. Разгон сии ронной машины ?1 и КАЭ 24 осуществляется по заданному закону, кстор -гi рсалиaуется функциональным преобразователем 13 и блоком 19 управления полупроводникового преобразователя

17 частоты, При достижении синхронной машиной 21 номинальной частоты вращения происходят отключение агрегата 15 от главных распределительных шин 7 питания и подключение его к вспомогательным шинам 8 питания через замкнутые коммутационные аппараты 27 и 33 (коммутационные аппараты 31, 29, 35 — разомкнуты).

Такий 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 комйутацион1439034 ных 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 ус-: тановившийся 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 второ,го многопозиционног0 переключателя 41.

Последний ставится в положение, соответствующее агрегату питания, который работает в режиме "Заряд", например 25 и и

1 . При этом статорная обмотка генератора 3 соединяется с входом полу"" проводникового преобразователя 16 частоты, а выход датчика 38 положения ротора соединяется соответственно с 3(} 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 многопозиционные переключатели подается в статорную обмотку синхронного гене- 40 ратора 3, работающего в режиме вен 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 накопll tl

50 ленин КАЭ 25 энергии, равной номинальной энергоемкости, размыкают коммутационные аппараты 26 и 28 (32 разомкнут), замыкают коммутационный аппарат 34, осуществляется, таким

65 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 электропотребителей 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 положение, соответствующее запускаемому двигателю, а второй многопозиционный переключатель 41 ставят в положение, соответствующее агрегату питания, осуществляющего запуск ° При 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.

Ф о р м у л а изобретения

Электроэнергетическая 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 уп7 14 39034 8 р щи д агрегатов питания причем выходы многопозиционных переравляющими авход, ми аг егатов общесудовых элект олот еб ектролотребителей, ключателей соединены между собой, Составитель А.Логачев

Редактор И. Горная Техред М.Дидык Корректор M. Васильева

Заказ 6031/20 Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4