Гребная электромеханическая установка

 

Изобретение относится к судостроению , в частности к судам с электродвижением . Цель изобретения - упрощение конструкции и увеличение КЦЦ установки, исключение перегрузок, в режиме пуска гребного электродвигателя , повышение надежности, расширение функциональных возможностей и обеспечение работоспособности установки при полностью отключенном средстве регулирования. Поставленная цель достигается тем, что в качестве движителя 2 принят винт фиксированного шага, редуктор вьтолнен в виде планетарной дифференциальной передачи 3, у которой входное звено / изготовлено в виде колеса с наружным зацеплением и соединено с гребным электродвигателем 1, выходное звено С - в виде водила и соединено с движителем 2, регулируемое звено В - в виде колеса с внутренним зацеплением и соединено через согласующую передачу с электрической машиной 7 средства регулирования, подключенной к шинам 4 электроэнергетической системы через обратимый преобразователь 8 электроэнергии , два звена гшанетарной дифференциальной передачи соединены через фиксирующую передачу 11 и разобщительную муфту 10. 10 з.п. ф-лы, 11 ил. О)

„„Я0„„1458274 А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . (51)4 В 63 Н 23/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4195005/40-11 (22) 17.02.87 (46) 15.02.89. Бюл. М - 6 (72) Е.П. Руденко, Н.А. Державец и С.А. Мартынов (53) 629. 12.83 (088.8) (56) Дизель-электрическая энергетическая установка судна обеспечения морских нефтепромыслов, "Trans. Inst.

Mar. Engineer", ТМ92, 1980, Ф 10, с. 110-121. (54) ГРЕБНАЯ ЗЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ, УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к судостроению, в частности к судам с электродвижением. Цель изобретения — упрощение конструкции и увеличение КПД установки, исключение перегрузок в режиме пуска гребного электродвигателя, повышение надежности, расширение функциональных возможностей и обеспечение работоспособности установки при полностью отключенном средстве регулирования. Поставленная цель достигается тем, что в качестве движителя 2 принят винт фиксированного шага, редуктор выполнен в виде планетарной дифференциальной передачи 3, у которой входное звено 4 изготовлено в виде колеса с наружным зацеплением и соединено с гребным электродвигателем 1, выходное звено C— в виде водила и соединено с движителем 2, регулируемое звено 5 - в виде колеса с внутренним зацеплением и соединено через согласующую передачу с электрической машиной 7 средства регулирования, подключенной к шинам с ф

4 электроэнергетической системы через обратимый преобразователь 8 электроэнергии, два звена планетарной дифференциальной передачи соединены ( через фиксирующую передачу 11 и разобщительную муфту 10. 10 s.ï. ф-лы, 11 ил.

1458274

Изобретение относится к судострое нию, в частности к судам с электродв ижением. (Цель изобретения — упрощение кон5 струкции и увеличение К1Щ установки, исключение перегрузок в режимах пуска гребного электродвигателя, повышение надежности, расширение функциональных возможностей и обеспечение .работоспособности установки при полностью отключенном средстве регулирования.

На фиг.1 изображена структурная схема электромеханической установки (ГЭМУ) при трех вариантах включения фиксирующей передачи (ФП);на фиг.2—

Iкинематическая схема планетарной ! дифференциальной передачи (ПДП) с, внешними входным А,выходным С и регу 20 лируемым В звеньями; на фиг.3 — кине, матическая схема механической части

|установки с ФП в случае ее включения совместно с раэобщительной муфтой, (РМ) между входным А и регулируемым

В звеньями; на фиг.4 — то же,с РМ, установленной между первой и второй ступенями ФП; на фиг.5 — то же, в случае включения ФП и PM между регулируемым В и выходным С звеньями;на фиг.6 — то же, с РМ, установленной между первой и второй ступенями ФП; на фиг.7 — то же, в случая включения

ФП и PM между входным А и выходным С звеньями; на фиг.8 — то же, с РМ, установленной между первой и второй ступенями ФП; на фиг. 9 — то же, с

РМ, установленной между выходом второй ступени ФП и выходным звеном ПДП; на фиг.10 — то же, при исполнении ФП в виде соосной одноступенчатой передачи в случае включения ее и PM между входным А и .регулируемым В звеньями; на фиг.11 — то же, в случае включения ее и PM межцу регулируемым В и выходным С звеньями.

В состав ГЭМУ входят гребной электродвигатель 1 (ГЭД) переменного тока повышенной быстроходности, механически соединенный с движителем 2 в виде гребного винта фиксированного шага (ВФШ) через ПДП 3 и непосредственно электрически подключенный к шинам 4 электроэнергетической системы (ЭЭС) перемеííîro тока стабильной частоты и напряжения. В ПДП имеются 55 входное А и выходное С звенья, соединенные соответственно с указанными

ГЭД и ВФШ, а также регулируемое зве". но В, соединенное через согласующую передачу, включающую колеса 5 и 6 с электрической машиной 7 средства регулирования, подключенной через обратимый преобразователь 8 электроэнергии к шинам ЭЭС. На валу электрической машины установлен тормоз 9.Между двумя звеньями ПДП (входным А и регулируемым В, регулируемым В и выходным С или выходным С и входным А) включены PM 10 и ФП 11.

ПДП содержит колесо 12 с наружным зацеплением (солнечную шестерню), колесо 13 с внутренним зацеплением (эпицикл), связанные через сателлиты

14, установленные во вращающемся водиле 15.

PM и ФП связывают входное А и регулируемое В звенья ПДП (фиг. 3 и 4).

При этом ФП содержит первую ступень с колесом 16, имеющим внутреннее зацепле ние, и с колесом 1 7, имеющим наружное зацепление, а также вторую

1 ступень с колесами 18 и 19, имеющими наружное зацепление. При этом фиг. 3 PM установлена между выходом второй ступени ФП и входным звеном А, а на фиг.4 — между первой и второй ступенями. PM и ФП связывают регулируемое В и BbIKop,íoå С звенья ПДП (фиг.5 и 6) при двух аналогичных (фиг. 3 и 4) расположенных РМ, 06е ступени ФП имеют колеса 20-23 с наружным зацеплением, и PM связывает входное Аи выходное С звенья ПДП (фиг. 7-9) .

ФП выполнена в виде соосной одноступенчатой передачи и включает колесо

24 с внутренним зацеплением, колеса

25 (сателлиты), установленные на неподвижных осях 26, и колесо 27 с наружным зацеплением (фиг.10 и 11), последнее через PM связано с входным А (фиг.10) или выходным С (фиг.11) звеньями ПДП.

ГЭМУ работает следующим образом.

При регулировании частоты вращения и движителя 2 в зоне максимальных частот вращения от -n po n ГЭМУ ра- ботает в однопоточном режиме. ГЭД 1 отключен от шин 4 ЭЭС, разобщительная муфта 10 включена, тормоз 9 отключен . от шин, электрическая машина 7 через. обратимый преобразователь 8 подключена к шинам 4. Передаточное число ПДП устанавливается постоянным за счет включения ФП 11 посредством РМ 10.

Частота вращения движителя регулиру1458274 ется путем изменения частоты вращения машины 7 посредством преобразователя 8. Маши на 7 в этой зоне работает двигателем. Мощность от шин 4 ЗЭС к движителю 2 проходит одним электри5 ческим потоком через преобразователь

8 и машину 7. Наибольшая величина этой мощности, установленная, исходя из ее равенства наибольшей мощности,, 1О передаваемой через машину 7 в двухпоточном режиме, составляет ориентировочно 20Х от полной мощности на валу движителя (полная мощность на валу движителя имеет место при его частоте вращения пс = и м = 1)При регулировании частоты вращения п движителя 2 в зонах от и „„до п„при прямом и от -n . до -n при обратном направлениях вращения движителя ГЭМУ работает в двухпоточном режиме. ГЭД подключен к шинам 4, РИ

10 и тормоз 9 отключены, машина 7 через обратимый преобразователь 8 подключена к шинам 4. Передаточное 2В число ПДП может изменяться вследствие отключенной ФП 11 посредством

PM 10. Частота вращения движителя регулируется как и в однопоточном режиме путем изменения частоты враще- о ния машины 7 посредством преобразователя 8. Машина 7 в частичных зонах и ...n и -и„ ..-n,, где по — значе-. ние частоты вращения n, при которой осуществляется реверс частоты вращения п машины, работает генератором, 35 а в частичных зонах и О п „и

-n, ° ..— n — двигателем, .В указанных полных зонах мощность от шин 4 к движителю 2 проходит двумя электрическими потоками — одним через ГЭД 1, а другим с изменением его направления через преобразователь 8 и машину 7, суммируясь или разделяясь в ПДП механическим способом.

В однопоточном режиме в случае включения ФП и РМ между регулируемым

В и выходным С. звеньями (фиг. 5, 6 и 11) ПДП оказывается разгруженной, и мощность от машины 7 к движителю 2 передается одним механическим потоком — через ФП и РМ. В остальных схемах включения ФП и РМ вЂ” между входным А и регулируемьм В (фиг. 3,4 и 10) и между выходным А и выходным С звеньями (фиг. 7-9) — ПДП остается нагруженной. При этом в ЦЦП имеет место циркуляция механической мощности.

В ГЭМУ достигается непрерывное регулирование частоты вращения движителя в полном диапазоне за счет относительно маломощных средств регулирования", в однопоточном режиме привод : движителя осуществляется только средством регулирования с отключенным ГЭД (последний вращается в маховичном режиме), в двухпоточном — сбвместно

ГЭД и средством регулирования. При переходе из однопоточного в двухпоточный режим по достижении частоты вращения движителя.п = п ГЭД синхронизируется (а при его выполнении в виде синхронной машины также и син" фазируется) с сетью переменного тока, т.е. в ГЭМУ вместо тяжелых режимов асинхронного пуска ГЭД переменного тока отрабатывается его принудительный запуск, синхронизация, синфаэирование и последующее включение шины 4. Благодаря наличию, кроме ГЭД, второй электрической машины, выполнякицей роль дополнительного приводного двигателя, в целом ГЭМУ даже при наличии одного ГЭД входит в класс двухмашинных установок °

Помимо регулируемых режимов в

ГЭМУ возможны два длительных нерегулируемых режима - первый при n = п отрабатывается включением РМ 10 и отключением машины 7 с преобразователем 8 от жлн 4 (машина 7 в этом режиме вращается в качестве маховика), второй при n = и, отрабатывается одновременным включением тормоза 9 и РМ 10 и отключением машины 7 с преобразователем 8 от шин 4 (машина 7 в этом режиме заторможена).

Фор мул а из î бр ете ния

1. Гребная электромеханическая установка, содержащая электродвигатель переменного тока, кинематически связанный через редуктор и подключенный к электроэнергетической системе переменного тока стабильной частоты и напряжения, а также средство регулирования скорости движения судна, включающее в себя электрическую машину, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения ЩЦ установки, исключения перегрузок в режимах пуска гребного электродвигателя, повышения надежности, расширения функциональных возможностей и обеспечения работоспособнос1458274

1458274

Составитель Е. Игнатьев

Техред Л.Сердюкова Корректор В. Гирняк

Редактор Т. Парфенова

Заказ 315/23 Тираж 374 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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