Электрогенераторная установка

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение качества напряжения генератора и надежности. Электрогенераторная установка содержит газотурбинный двигатель 1, синхронный биротативный генератор 10 с вращающимися ротором 11 и статором 12, редуктор 13 с коническим дифференциалом 14 и повышающей зубчатой передачей 15 и регулирующую синхронную электрическую машину 17, подключенную к сети с постоянной частотой. При изменении частоты вращения газотурбинного двигателя частота напряжения биротативного генератора 10 остается неизменной, поскольку благодаря регулирующей синхронной машине 17, подсоединенной к статору 12 биратативного генератора через редуктор 13, сохраняется неизменной разность частот вращения ротора 11 и статора 12 биротативного генератора. Это приводит к повышению точности поддержания частоты выходного напряжения энергоустановки, к упрощению устройств регулирования, что в итоге повышает качество напряжения генератора и надежность энергоустановки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Qi (гд

О

6д (2i) 4683756/07; 4683758/07 (22) 25.04,89 (46) 15.07,91. Бюл. М 26 (72) А,А.Кохэн, В,В.Некрасов и M.Â,Ñîáèíà (53) 621.717(088.8) (56) Балагуров В,А, и др. Электроснабжение летательных аппаратов. M.; Машиностроение, 1975, с. 187, рис. 76.

Авторское свидетельство СССР

М 984929, кл. А 63 Н 21/20, 1982, Авторское свидетельство СССР

f4 1167108, кл. В 63 Н 21/20, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 491536, кл. В 63 Н 23/00, 1976. (54).ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к электротехнике, Цель изобретения — повышение качества напряжения генератора и .надежности.

Электрогенераторная установка содержит газотурбинный двигатель 1, синхронный би,, Ы „„1663703 А1 ()5 Н 02 К 7/18, Н 02 P 9/48 ротативный генератор 10 с вращающимися ротором 11 и статором 12, редуктор 13 с коническим дифференциалом 14 и повышающей зубчатой передачей 15 и регулирующую синхронную электрическую машину 17, подключенную к сети с постоянной частотой. При изменении частоты вращения газотурбинного двигателя частота напряжения биротативного генератора 10 остается неизменной, поскольку благоДаря регулирующей синхронной машине 17, подсоединенной к статору 12 биротативного генератора через редуктор 13, сохраняет- ся неизменной разность частот вращения ротора 11 и статора 12 биротативного генератора. Это приводит к повышению точности поддержания частоты выходного напряжения энергоустановки, к упрощению устройств регулирования, что в итоге повышает качество напряжения генератора и надежность энергоустановки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1663703

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкциям электрических генераторов отбора мощности для полу ения переменного тока постоянной частоты.

Цель изобретения — повышение качества напряж ния генератора и надежности установки, На фиг.1 изображена общая схема электрогенераторной установки; на фиг.2 — схема установки с импульсной паровой турбиной.

Установка содержит газотурбинный двигатель 1, снабженный котлом-утилизатором 2, включающим силовую турбину 3, соединенную с гребным винтом 4 фиксированного шага через редуктор 5, и турбокомпрессор 6, состоящий из компрессора 7, камеры 8 сгорания и турбины 9.

Установка содержит также синхронный биротативный электрогенератор 10 с вращающимися ротором 11 и статором 12. Второй редуктор 13 содержит конический дифференциал 14 и зубчатую передачу 15. Редуктор 13 соединен валом 16 с регулирующей синхронной электрической машиной 17.

Дизель-генератор 18 состоит из дизеля

19 и электрогенератора 20. B состав установки входят электрощиты 21 и 22 носовой и кормовой электростанций, подключенные к генераторам 10, 17 и 20. Утилизационная паровая турбина 23 соединена валом с редуктором 5 и подключена паропроводом 24 к котлу-утилизатору 2, а на выходе турбина

23 сообщается с конденсатором 25. Зубчатая передача 15 содержит шестерни 26 и 27, соединенные валом 28. Ротор 11 биротативного электрогенератора 10 насажен на вал

29, соединенный на входе с турбокомпрессором 6, а на выходе — с шестерней 30 конического дифференциала 14. Статор 12 через вал 31 и шестерню 32 соединен зубчатым зацеплением с шестерней 26, Шестерня 33 конического дифференциала 14 насажена на вал 16 и соединена с регулирующей электрической машиной 17, Шестерни 30 и ЗЗ связаны с шестерней 34 водила 35, на котором закреплена шестерня 36, соединенная с шестерней 27.

Установка может быть снабжена соединенной с валом 28 импульсной паровой турбиной 37 (фиг.2), включающей турбины переднего 38 и заднего 39 хода, пар к которым подведен через управляемые запорные клапаны 40 и 41, связанные с регулятором

42 частоты и мощности биротативного элек-5

ЗО

45 трогенератора 10. На выходе турбина 37 сообщена с конденсатором 25.

Установка работает следующим образом.

При работающем газотурбинном двигателе 1 независимо от режима работы силовой турбины 3 с гребным винтом 4 турбокомпрессор 6, т.е. турбина 9 с компрессором 7, постоянно вращается в одном направлении с переменной частотой в зависимости от нагрузки газотурбинного двигателя 1, При этом вал 29 с ротором 11 биротативного электрогенератора 10 и шестерней 30 конического дифференциала 14 вращается с частотой турбокомпрессора 6, например no=12000 об/мин, при этом подключенная к сети синхронная регулирующая машина 17 вращается с постоянной частотой, например пд=1000 об/мин, в одном или противоположном вращению турбокомпрессора 6 направлении. По законам конического дифференциала 14 частота вращения водила 35 nas равна половине суммы частот neo и пзз шестерен 30 и 33. С учетом того, что neo=no, а пзз=пп, пзь=0,5(пв+п1т).

Передаточное отношение ускоряющей зубчатой передачи 15 равно I

Именно поэтому электрогенератор 10 не имеет кроме регулирующей электрической машины 17 других регулирующих сложных устройств. Мощности машины 1 и электрогенератора 10 определяются соотношением частот вращения их роторов, поэтому при

no=12000; 9000 Иту=(0,066; 0,1) N

Для повышения устойчивости и качества вырабатываемого тока биротативного электрогенератора 10 на переходных режимах, особенно при одновременном увеличении и уменьшении мощности газотурбинного двигателя 1 и биротативного электрогенератора 10, на вал 28 зубчатой передачи устанавливают импульсную реверсивную паровую турбину (фиг.2), В обычных условиях и при плавных изменениях нагрузки запорные клапаны 40 и 41 закрыты и турбины 38 и 39 вращаются в вакууме вхолостую совместно с валом 28 передачи

15, При резком увеличении мощности биро1663703 тативного электрогенератора. 10 и снижении мощности газотурбинного двигателя 1 на заданный промежуток времени открывают клапан 40 и подают пар на турбину 38 переднего хода, которая работает в режиме подкрутки. В обратном случае, когда снижается мощность биротативного электрогенератора 10 и увеличивается мощность газотурбинного двигателя 1, включают на определенный промежуток времени, например на 5-10 с, турбину 39 заднего хода, которая работает в тормозном режиме. Рабочие лопатки турбин 38 и 39 могут быть выполнены двухъярусными и установлены на одном общем диске. Кроме того, для обеспечения автономной работы биротативного электрогенератора 10 независимо от автономного дизель-генератора 18 в установке используют силовую паровую турбину 3, подключенную к котлу-утилизэтору

2. В ее качестве используют привод эксплуатируемого на судах паротурбогенератора требуемой мощности.

По сравнению с известной установкой за счет выполнения электрогенератора биротативным, использования регулирующей синхронной машины, подключенной к судовой электросети переменного тока постоянной частоты и дополнительной зубчатой передачи, соединенной с ротором биротативного электрогенератора 10 и с водилом дифференциала, обеспечивается постоянная разность частот вращения ротора и статора биротативного электрогенератора на всех режимах установки, т.е. обеспечивается постоянная частота вырабатываемого тока независимо от режима работы газотурбинного двигателя, при этом упрощается система регулирования электрогенератора 10, повышается надежность работы установки и качество вырабатываемого тока на всех режимах.

Формула изобретения

1. Электрогенераторная установка, содержащая газотурбин н ый двигател ь с кот5 лом-утипизатором и утилизационной паровой турбиной, синхронный генератор, соединенный с валом газотурбинного двигателя через дифференциальный механизм, регулирующую электрическую машину, свя10 занную с дифференциалом, зажимы дпя подключения генератора к сети переменного тока и зажимы для подключения регулирующей электрической машины, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения

15 качества напряжения генератора и надежности установки, она снабжена дополнительной повышающей зубчатой передачей, синхронный генератор выполнен биротативным с вращающимся ротором и стато20 ром, регулирующая электрическая машина — синхронной, предназначенной для подключения к сети постоянной частоты, а дифференциал выполнен коническим, соосные шестерни которого на входе и выходе сое25 динены соответственно с ротором генератора и регулирующей электрической машиной, при этом водило дифференциала соединено со статором биротативного генератора через дополнительную повышаю30 щую зубчатую передачу, при этом ротор генератора соединен непосредственно с валом газотурбинного двигателя.

2. Установка по п.1, о т л и ч а ю35 щ а я с я тем, что она снабжена импульсной паровой турбиной, установленной на валу дополнительной повышающей зубчатой передачи, регулирующим органом подачи пара котла-утилизатора, датчиком

40 частоты и мощности генератора, при этом импульсная паровая турбина подключена к котлу-утили затору, ре гул иру ющи и орга н подачи пара которого связан с датчиком частоты и мощности генератора.

1663703

Составитель В. Никаноров

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С. Шевкун

Редактор М. Петрова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2271 Тираж 334 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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