Пропульсивная электромеханическая установка
( (2 (7 ск те (7 (5
) ОБ.03.91
) 07.02,93, Еюл. № 5
) Центральный научно-исследовательй институт судовой электротехники и налогии
) B,К.Голубев, B.À.Äóáoâèê, А.Е.Руденко .П,Руденко
) Патент ПХР
119891, кл. В 63 Н 23/ t 0, 1984.
Урусов М.Д. Контрроторная бесконтактэлектромеханическая система. Изв, АН
CP. Энергетика и транспорт, 1974, ¹ 3, 30. на
С с. (5 ) ПРОПУЛЬСИВНАЯ ЭЛЕКТРОУЕХАНИЧ СКАЯ УСТАНОВКА тические системы. Сущность изобретения; пропульсиная электромеханическая установки содержит движитель 1 и приводной агрегат 2. B состав агрегата 2 входят две электрические машины, первая из которых включает в себя статор 5 в виде электромагнитной системы с трехфазной обмоткой Б и ротор 7 с электромагнитными системами на наружной и внутренней поверхностях с соответствующими трехфазными обмотками 8 и 9, подключенными друг кдругу с обратным порядком следования фаз, Контрротор 10 агрегата 2 соединен с его ротором 7 через соосную зубчатую передачу с отрицатель- 3 ным передаточным отношением, а ротор агрегата соединен с движителем 1. 3 ил.
1792873 сОставе судовой энергетической системы; ток частоты на фиг. 2-электрическая схема соединений обмоток обеих машин агрегата; на фиг. 3 — .55 foal=(riA-ïñ) рь . (2) схема воздействия сил и крутящих моментбв ватрегате. Во второй машине, вследствие упомяСогласно фиг. 1 ПЭУ содержит движи- нутого обратного порядка следования фаз тель. 1 в виде винта фиксированного или обмоток 8 и 9 и подачи питания на обмотку регулируемого шага и приводной электро- постоянного тока контрротора 10 через
3 4
Изобретение относится к судострое-. механический агрегат 2, получающий пйтанию. ВозможныМи областями применения . ние через блок управления 3 от источника установки могут быть TGK>KB энергетические электроэнергии 4 переменного тока, выпол- системы несудового назначения, в которых ненного в нидеавтономного источника элек. рабочий механизм — аналогсудовогодвижи- 5 троэнергии или общесудовой теля, приводимый посредством установки, электростанцйи. В состав агрегата входят имеет пониженную частоту вращения (ори- две электрические машины, первая из котоентировочно до 100 об/мин).: ... рых включает статор 5 в виде" электромаг-
Известна пройульсивная электромеха- нитной системы с трехфазной обмоткой 6, ническая установка (ПЭУ); содержащая вы- 10 йодключенйой к источнику электроэнергии, сокооборотную электрическую машину и -" и ротор 7 с электромагнитными системами зубчатую передачу. Ее недостатком являет- . на наружной и внутренней поверхностях с ся неблагоприятные массогабаритные пока- соответствующими трехфазными обмотказатели, обусловленные выполнением: ми 8 и 9, подключенными друг к другу с электрической машины и передачи в виде 15 обратным порядком следованияфаз. Кроме отдельных элементов..Кроме того, в этой того, всоставагрегата входитконтрротор10 установке электрическая машина выполне- с обмоткой постоянного тока, подключенна в виде машины постоянного тока, что íî" через контактные кольца 11 к возбуди-, требует применения-выпрямителя на пол- . телю 12; а также зубчатая йередачэ,ную мощность. .:..: -.:. -"::-. : " 20 включающая установленное на роторе коле-
Известйа ПЭУ, содержащая движитель . со13свнутренним:зацеплением,несколько и приводной электромеханический агрегат,". — йромежуточйых колес 14, свободно враща- включающий в.себя два концентрически::. ющихся на неподвижных осях 15, и одно расположенных двигателя переменного то-: "колесо 16, установленйое на контрроторе и ка-; первый из которых содер>кит статорную 25 находящееся в зацейлении со всеми проме-. трехфазную обмотку, присоединяемую к . жуточными. Контрротор агрегата может внешнему источнику электроэнергии пере- быть выполнен гакже с короткозамкнутой менного тока, и роторную трехфазную об= ":.. обмоткой; при таком исполнении контактматку, расположенную на наружной" ные кольца11 и возбудитель12 отсутствуют. . поверхности полого ротора и подключен- 30: При подаче питания на электромеханиную бесконтактно при обратном порядке ческий агрегат 2 через блок управления 3; следования фаз к расположенной на его . содержащий токоограничивающее пусковнутренней поверхности трехфазной об-: вое устройство(в случае винта регулируемомотке второгоэлектродвигателя, выполнен- го шага) или преобразователь частоты (в ного биротативным и содержащим 35;случае винта фиксированного шага), по расконтрротор, расположенный во внутриро- положенной в статоре 5 трехфазной обмоттОрнОм пространстве агрегата. Недостат- ке 6 протекает переменный ТоК частоты К . . ком этой. ПЭУ является ее ограниченная создающий взазоремеждустатором и рообласть применения, в которой движитель тором первой машины магнитное поле, spaвыполнен в виде контрроторного гребного 40 щающееся с, частотой винта.
Целью изобретения является расшире- RA=f1/р, .. (1) йие области применения установки при, ° обеспечении благоприятных массогабарит- где jl — эквивалентное число пар полюсов, ных показателей, .: ..: .... 45 равное половине числа перемен знака поля Поставленная цель достигается тем, что на длине окружности зазора первой маши контрротор агрегата соединен с его рото- ны, рбм через соосную зубчатую передачу с.от- При вращении ротора 7 и, следователь-, ри4ательным передаточным отношением, а но, движителя 1 с частотой пс в.замкнутых ротор агрегата соединен с движителем, 50 друг на друга трехфазных обмотках 8 и 9, включа!ощим в себя гребной винт..: . относящихся соответственно к первой и
- На фиг. 1 представлена схема ПЭУ в второй машинам, наводится переменный
1792873 кон актные кольца 11 от возбудителя 12,. кон1грротор получает вращение в сторону, противоположную пс(противоположное направление пв при заданных fl и пс приводит к м ньшему абсолютному значению nB), с 5
MA= (12) ч ас отои
nB-nC=fll/pll,: -: (3) p, + + 1 p„ (13)
I гДе Pll — число паР полюсов второй машины. 10,. Из (11) — (13) следует, что все составляДлЯ Утилизации энеРгий, вырабатывае- ющие положительны; что свйдетельствует мо второ™шиной пу ем ее рабо ы вдви- Об Отсу.ствии в arperãáòå циркуляции мощ гат л ьном Режиме, контрротор 10 ности; Передаваемая:от источника элект- сое инен с РотоРОМ 7 чеРез ЗУбча Ую пе- рическая мощйость -MAriA разделяется в
- Ред чу с элементами 13.„16, При этом 15 первоймашиненадвечасти;однаизкотОЧаС ОТЫ ВРаЩЕНИЯ r!B И Пс ОКаэйааЮТСЯ рых велйчиной МАпс преобразуется этой вза Мосвязанными соотношением машиной непосредственно в ме ниче скую, а оставшаяся часть из электрической (4): преобразуе1ся.второй машиной в механи- .
20 ческую двумя потоками, один из которйх, где =г1з/л16 — отношение чисел зубьев ко- . равный МВпс, создается не(1осредственно лес 3 и 16(конструктивно К6 Р.5: Ю .:: .: воздействием койтрротора на ротор, дру- -;
Представленные соотношения позволя-: гой, равный Mppc — также создается воз, ют ри заданных параметрах ПЭУ(pll pill и: действием-контрротора на Ротор, йо через
К) и частоте fl источника определить абсо- 25 зубчатую передачу. Напри ер, при f I=50 лют оезначение частоты вРащениЯдвижи-. Гц =9; рл=3; К=6 частота вращения д ител ... - . жителя равна и (5): . ::::. " -.: 60 р + К+1 ри . 30 60 Ac=pl+ К+1 р, = также отношение частот вращения : :,, g) . g) ....;. „,.....,....;...„-::--:-, 1 -| (6) ри этом номинальная механическая
35 Пи т
Р + "+" Ря .. мощность на валу". движителя
Pc=PcN=McNAcN слагается из мощности слеДйеевыражениесучетомвыраже- -Ыди ncN, создаваемой первой машиной и ний я моментов, обусловленных Равнове- составляющей 30% от мощности рс и из
40, ..." . си .. сие РотоРа и контрротора агрегата, . Мощностей MBNocN и MDNllcN, создаваемых второй машиной и составляющих соответстMc+MA+MB+Mo=0 (7) венно 10 и 60% от мощности Рс>, - В+ е=0 (8) В составе агрегата ПЭУ первая машина
45 работает одновременно в режимах двигатеавенства мощностей на входе и выходе ля и электродинамического трансформатоагре ата(безучета потерь) . Ра, вторая машина — только в режйме . биротативного контрроторного электроMMA nA=Mcnc (9) двигателя, в котором мощность контрротора возвращается на ротор и, 50 д соотношениЯ моментов Мо - М1з и . следовательно; на вал приводимога дви- ... жителя посредством соответствующей.
МО=КМе . " .(10) зубчатой передачи.
Эффект обусловлен выполнением агре(последнее вытекает из представлен- 55 гата с одним выходным валом,"который мо- ного на фиг.3 равенства сил Fo=FE) позво- жет быть соединен с обычным л ет получить следующие выражения для некойтрроторным движигелем йри компакя сост вляющих.движущих моментов, сумма тном исполнении агрегата за счет встраивакото ых Равна крутящемУмоментудвижи- ния в нем малогабаритной биротативной теля
V К дви с : Рl
1792873 контрроторной машины во внутрироторное пространство наружной однороторной машины с возвратом ее механической энергии через общий контрротор на выходной вал.
Формула изобретения
ВАР
Составитель Е.Руденко
Техред М.Моргентал Корректор С.Лисина
Редактор С,Кулакова
Заказ 477 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101:
Пропульсивная электромеханическая установка, содержащая движитель и приводной электромеханический агрегат, включающий в себя два концентрически расположенные двйгателя "riepeMGHHGI тока, первый из которых содержит статорную трехфазную обмотку, присоединенную к внешнему источнику электроэнергии переменного тока, и роторную трехфазную обмотку, расположенную на наружной поверхности "полого ротора-и подключейную бесконтактно при обратном порядке следования фаз к расположенной на его внутренней поверхности трехфазной обмотке второго электродвигателя, выполненного биротативным и содержащим контрротор, расположенный во внутрироторном пространстве агрегата, отличающаяся тем, что, с целью расширейия области примейения установки при обеспечении благоприятных массогабаритных показателей, контрротор агрегата соединен с его ротором через соосную зубчатую передачу с отрицательным передаточным отношением, а ротор агрегата соединен с движителем, включающим в себя гребной винт,
