Судовая электроэнергетическая установка

Изобретение относится к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные дизели или турбины, главные синхронные генераторы, на статоре которых размещаются две или более изолированные аналогичные трехфазные обмотки, главный распределительный щит, преобразователи частоты, к выходу которых подключены гребные электродвигатели, а также аварийный дизель-генератор. Одна из трехфазных обмоток статора синхронных генераторов через автоматический выключатель подключена к трехфазной линии главного распределительного щита, к которой через автоматические выключатели подключены общесудовые потребители. Один из трехфазных выпрямителей расположен рядом с главным распределительным щитом, выход которого с помощью линии питания постоянного тока присоединен к одному из входов автономных инверторов. Другие трехфазные обмотки размещены на статоре главных синхронных генераторов через автоматические выключатели и подключены к входам трехфазных выпрямителей, расположенных рядом с главными синхронными генераторами. На статоре аварийного дизель-генератора размещены две или более изолированные аналогичные трехфазные обмотки, у которых одноименные напряжения совпадают по фазе, одна из этих трехфазных обмоток через автоматические выключатели подключена к трехфазной линии главного распределительного щита, а другие трехфазные обмотки статора аварийного дизель-генератора через автоматические выключатели подключены к входам трехфазных выпрямителей и выходы этих трехфазных выпрямителей присоединены к линиям постоянного тока, подключенным к входам автономных инверторов. Достигается снижение электромонтажных работ при постройке судна. 1 ил.

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями.

Аналогом является, например, судовая электроэнергетическая установка (патент РФ на изобретение №2436708, опубликованный 20.12.2011), содержащая главные дизели или турбины и главные синхронные генераторы, на статоре каждого из которых размещаются две аналогичные трехфазные обмотки.

Наиболее близка к предлагаемой судовой электроэнергетической установке судовая электроэнергетическая установка (патент РФ на изобретение №2458819, опубликованный 20.08.2012), содержащая главные дизели, вращающие роторы главных трехфазных синхронных генераторов, на статоре которых размещаются две или более гальванически не соединенные аналогичные трехфазные обмотки, у которых одноименные напряжения совпадают по фазе, главный распределительный щит, имеющий трехфазные линии питания, число которых равно числу трехфазных обмоток каждого синхронного генератора, и к каждой трехфазной линии питания через автоматические выключатели подключены трехфазные обмотки статоров синхронизированных главных генераторов. К трехфазным линиям главного распределительного щита через автоматические выключатели подключены входы выпрямителей, число выпрямителей равно числу трехфазных линий главного распределительного. Выходы выпрямителей подключены к входам многоуровневых инверторов, которые вырабатывают переменное напряжение, управляющее гребными электродвигателями. К каждой трехфазной линии главного распределительного щита через автоматические выключатели подключены также первичные обмотки трехфазных трансформаторов, а вторичные обмотки трансформаторов через автоматические выключатели присоединены к трехфазной линии питания распределительного щита общесудовых потребителей.

В прототипе выполнение главных генераторов судовой электростанции с двумя и более трехфазными обмотками, линейные напряжения которых совпадают по фазе, позволяет после выпрямления трехфазных напряжений выпрямителями преобразователей частоты получить гальванически не связанные источники постоянного тока без дополнительных трансформаторов и применить в составе преобразователей частоты многоуровневые инверторы, обеспечивающих уменьшение искажений синусоидального напряжения, подаваемого на гребные электродвигатели и, уменьшение уровня помех, вносимых преобразователями частоты в единую электроэнергетическую систему. За счет этого повышаются к.п.д. и надежность гребных электродвигателей и судовой электроэнергетической установки в целом.

Однако в прототипе в главном распределительном щите содержится две или более трехфазных силовых линий, каждая из которых имеет свои коммутационно-защитные аппараты, а также трехфазные кабели большой длины, соединяющие линии главного распределительного щита с выпрямителями преобразователей частоты. Судовая электростанция и главный распределительный щит располагаются примерно в центре продольного сечения судна, а гребные электрические установки с преобразователями частоты находятся в кормовой части судна, и длина кабелей, соединяющих главный распределительный щит с выпрямителями преобразователей частоты может составлять более 100 м. Питание общесудовых потребителей осуществляется через трансформаторы, первичные обмотки которых подключены к каждой трехфазной линии главного распределительного щита, а вторичные обмотки трансформаторов присоединены к трехфазной линии питания. распределительного щита общесудовых потребителей.

Большое число трехфазных линий с коммутационно-защитной аппаратурой в составе главного распределительного щита, трансформаторы, через которые питаются общесудовые потребители, и трехфазные кабели большой длины, соединяющие главный распределительный щит с выпрямителями преобразователей частоты, усложняют судовую электроэнергетическую систему, увеличивают стоимость электромонтажных работ при постройке судна и потери мощности в кабельных трассах, соединяющих судовую электростанцию и гребную электрическую установку.

Предлагаемое изобретение позволит упростить судовую электроэнергетическую систему, и как следствие, снизить стоимость электрооборудования и электромонтажных работ при постройке судна и снизить потери мощности в кабельных трассах, соединяющих судовую электростанцию и гребную электрическую установку.

Это достигается тем, что в предлагаемой судовой электроэнергетической установке, содержащей главные дизели или турбины, вращающие роторы главных синхронных генераторов, на статоре которых размещаются две или более гальванически не соединенные аналогичные трехфазные обмотки, у которых одноименные напряжения совпадают по фазе, главный распределительный щит, преобразователи частоты, состоящие из выпрямителя и автономного инвертора, к выходу которых подключены гребные электродвигатели, одна из трехфазных обмоток статора синхронных генераторов через автоматический выключатель подключена к трехфазной линии главного распределительного щита, к которой через автоматические, выключатели подключаются общесудовые потребители, а также один из трехфазных выпрямителей, расположенный рядом с главным распределительным щитом, Выход этого выпрямителя с помощью линия питания постоянного тока присоединен к одному из входов автономных инверторов. Другие трехфазные обмотки, размещенные на статоре главных синхронных генераторов, через автоматические выключатели подключены к входам трехфазных выпрямителей, расположенных рядом с главными синхронными генераторами. Выходы этих трехфазных выпрямителей с помощью линий питания постоянного тока присоединены к входам автономных инверторов. А к выходам автономных инверторов подключены гребные электродвигатели.

Выполнение в предлагаемой судовой электроэнергетической установке главного распределительного щита с одной трехфазной линией, от которой питаются общесудовые потребители, позволяет сократить число коммутационно-защитных аппаратов и исключить трансформаторы, от которых питаются общесудовые потребители. Это дает возможность упростить судовую электроэнергетическую установку и снизить стоимость электрооборудования и стоимость электромонтажных работ при постройке судна. Размещение выпрямителей в составе судовой электростанции позволяет подвести питание к автономным инверторам с помощью линий постоянного тока вместо трехфазныхкабелей переменного тока. Вследствие этого сокращается число проводников в кабелях и уменьшаются потери, так как при постоянном токе в проводниках отсутствует поверхностный эффект.

В изображенной на фиг. 1 схеме судовой электроэнергетической установки выходной вал первого главного дизеля (или турбины) 1 соединен с ротором 2 синхронного генератора 3, на статоре которого находятся две изолированные аналогичные трехфазные обмотки: трехфазная обмотка 4 и трехфазная обмотка 5. Трехфазная обмотка 4 через автоматический выключатель 6 подключается к трехфазной линии 7 главного распределительного щита 8. Трехфазная обмотка 5 через автоматический выключатель 9 подключается к входу трехфазного выпрямителя 10, а выход выпрямителя 10 подключается к линии постоянного тока 11.

Выходной вал второго главного дизеля (или турбины) 12 соединен с ротором 13 синхронного генератора 14, на статоре которого находятся две изолированные трехфазные обмотки 15 и 16. Трехфазная обмотка 15 через автоматический выключатель 17 подключается к трехфазной линии 18 главного распределительного щита 8. Трехфазные линии 7 и 18 могут соединяться автоматическим выключателем 19. Трехфазная обмотка 16 через автоматический выключатель 20 подключается к трехфазному выпрямителю 21, а выход выпрямителя 21 подключается к линии постоянного тока 11.

К трехфазной линии 18 главного распределительного щита 8 через автоматический выключатель 22 подключается вход трехфазного выпрямителя 23, а выход выпрямителя 23 подключается к второй линии постоянного тока 24.

Две линии постоянного тока 11 и 24 через автоматические выключатели 25 и 26 подключаются к входам трехуровневого инвертора 27 гребной электрической установки 28. Выход трехуровневого инвертора 27 подключен к гребному электродвигателю 29, на валу которого установлен гребной винт 30 Линии постоянного тока 11 и 24 через автоматические выключатели 31 и 32 подключаются также к входам трехуровневого инвертора 33 гребной электрической установки 34. Выход трехуровневого инвертора 33 подключен к гребному электродвигателю 35, на валу которого установлен гребной винт 36.

К трехфазным линиям 7 и 18 главного распределительного щита 8 через автоматические выключатели 37, 38 и 39 подключаются общесудовые потребители.

Аварийный дизель-генератор состоит из дизеля 40, вращающего ротор 41 синхронного генератора 42, на статоре которого размещены две гальванически не Связанные трехфазные обмотки 43 и 44. Трехфазная обмотка 43 через автоматический выключатель 45 аварийного щита 46 и автоматический выключатель 47 в случае аварии подключается к трехфазной линии 7 главного распределительного щита 8. Трехфазная обмотка 44 через автоматический выключатель 48 подключается к входу трехфазного выпрямителя 49, а выход выпрямителя 49 подключается к линии постоянного тока 11.

Предлагаемая судовая электроэнергетическая установка работает следующим образом. После запуска главного дизеля 1 устройства регулирования напряжения и частоты генератора 3 обеспечивают на выходе трехфазной обмотки 4 номинальное напряжение и частоту. На холостом ходу на выходе трехфазной обмотки 5 будет такое же напряжение, как и на обмотке 4, поскольку обмотки 4 и 5 одинаковы. После этого замыкается автоматический выключатель 6 и подключает обмотку 4 к трехфазной линии 7 главного распределительного щита 8. Затем запускается главный дизель 12 и устройства регулирования напряжения и частоты генератора 14 обеспечивают на выходе трехфазной обмотки 15 номинальное напряжение и частоту. Замыкается автоматический выключатель 17 и подключает обмотку 15 к трехфазной линии 18 главного распределительного щита 8. Устройство синхронизации напряжений генераторов обеспечивает условия синхронизации напряжений на линиях 7 и 18, после чего замыкается автоматический выключатель 19 и обмотки 4 и 15 работают параллельно.

Замыкается автоматический выключатель 9, и на вход трехфазного выпрямителя 10 поступает напряжение с выхода обмотки 5. Выпрямленное напряжение с выхода выпрямителя 10 поступает на линию постоянного тока 11. Замыкается автоматический выключатель 20, и на вход трехфазного выпрямителя 21 поступает напряжение с выхода обмотки 16. Выпрямленное напряжение с выхода выпрямителя 21 также поступает на линию постоянного тока 11. Замыкается автоматический выключатель 22, и на вход трехфазного выпрямителя 23 поступает напряжение с линии 18 главного распределительного щита 8. Выпрямленное напряжение с выхода выпрямителя 23 поступает на линию постоянного тока 24.

После того как на линиях постоянного тока 11 и 24 появилось напряжение, |можно включать трехуровневые автономные инверторы 27 и 33, которые будут |вырабатывать переменное напряжение с заданной амплитудой и частотой и гребные электродвигатели 29 и 35 будут вращать гребные винты 30 и 36 с заданной частотой.

На распределительные щиты общесудовых потребителей питание поступает от трехфазных линий 7 и 18 главного распределительного щита 8, соединенных автоматическим выключателем 19, через автоматические выключатели 37, 38 и 39. Устройства стабилизации напряжения и частоты генераторных агрегатов обеспечивают стабильность напряжения и частоты на выходе обмоток 4 и 15, обеспечивая стабильное напряжение на линиях 7 и 18 главного распределительного щита 8, от которых получают питание общесудовые потребители.

При необходимости запускается аварийный дизель 40, вращающий ротор 41 синхронного генератора 42. Устройство стабилизации напряжения и частоты генератора 42 обеспечивает стабильное напряжение и частоту на обмотке 43, которая через автоматический выключатель 45 подключается к линии аварийного щита 46, и затем через автоматический выключатель 47 подключается к линии 7 главного распределительного щита 8, обеспечивая питанием общесудовых потребителей и выпрямитель 23, с выхода которого постоянное напряжение поступает на линию 24. Со второй обмотки 44 синхронного генератора 42 через автоматический выключатель 48 получает питание выпрямитель 49, с выхода которого постоянное напряжение поступает на линию 11. Таким образом, в случае необходимости аварийный генератор обеспечит питанием общесудовые потребители и автономные инверторы 27 и 33.

По сравнению с прототипом предлагаемая судовая электроэнергетическая установка проще, так как в главном распределительном щите содержится только одна трехфазная линия с коммутационно-защитной аппаратурой вместо трех, а также исключены трансформаторы, от которых питаются общесудовые потребители. Для передачи электроэнергии от судовой электростанции к гребным установкам в прототипе используются трехфазные кабели, имеющих три проводника, а в предлагаемой судовой электроэнергетической установке кабели постоянного тока, имеющие два проводника. При постоянном токе в проводнике допускается более высокая плотность тока, чем при переменном, так как отсутствует поверхностный эффект, значит, в предлагаемой судовой электроэнергетической установке будут меньше потери мощности в кабельных трассах. Таким образом, в предлагаемой судовой электроэнергетической установке по сравнению с прототипом сокращается число проводников в кабелях, передающих электроэнергию от судовой электростанции к гребным установкам, и уменьшаются потери в них, то есть снижается стоимость электромонтажных работ при постройке судна.

Судовая электроэнергетическая установка, содержащая главные дизели или турбины, главные синхронные генераторы, на статоре которых размещаются две или более изолированные аналогичные трехфазные обмотки, у которых одноименные напряжения совпадают по фазе, главный распределительный щит, преобразователи частоты, состоящие из выпрямителя и автономного инвертора, к выходу которых подключены гребные электродвигатели, а также аварийный дизель-генератор, отличающаяся тем, что одна из трехфазных обмоток статора синхронных генераторов через автоматический выключатель подключена к трехфазной линии главного распределительного щита, к которой через автоматические выключатели подключены общесудовые потребители, а также один из трехфазных выпрямителей, расположенный рядом с главным распределительным щитом, выход которого с помощью линии питания постоянного тока присоединен к одному из входов автономных инверторов, а другие трехфазные обмотки, размещенные на статоре главных синхронных генераторов, через автоматические выключатели подключены к входам трехфазных выпрямителей, расположенных рядом с главными синхронными генераторами, выходы этих трехфазных выпрямителей с помощью линий питания постоянного тока присоединены к входам автономных инверторов, на статоре аварийного дизель-генератора размещены две или более изолированные аналогичные трехфазные обмотки, у которых одноименные напряжения совпадают по фазе, одна из этих трехфазных обмоток через автоматические выключатели подключена к трехфазной линии главного распределительного щита, а другие трехфазные обмотки статора аварийного дизель-генератора через автоматические выключатели подключены к входам трехфазных выпрямителей и выходы этих трехфазных выпрямителей присоединены к линиям постоянного тока, подключенным к входам автономных инверторов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях судовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами.

Изобретение относится к судостроению, а именно к электроэнергетическим установкам судов с системами электродвижения как гражданского, так и военно-морского флота.

Изобретение относится к судостроению, а именно к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные дизели или турбины и главные синхронные генераторы, обмотки статоров которых через автоматические выключатели подключены к линии питания главного распределительного щита, трехфазные трансформаторы, первичная обмотка которых через автоматические выключатели подключена к линии питания главного распределительного щита, а две вторичные обмотки, соединенные в звезду и треугольник, подключены к входам 12-пульсных выпрямителей.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в оптимизации работы генераторов.

Изобретение относится к силовым установкам на судах. Электроэнергетическая установка судна содержит главный первичный тепловой двигатель, механически соединенный с синхронным генератором, на статоре которого размещены изолированные друг от друга трехфазные обмотки, преобразователь частоты, гребной электродвигатель, на статоре которого размещены изолированные друг от друга трехфазные обмотки, число которых равно числу обмоток генератора, систему управления, датчик напряжения, трехфазные контакторы с электромагнитным приводом, число которых равно удвоенному числу обмоток генератора плюс один.

Изобретение относится к силовым установкам на судах. Гребная электроэнергетическая установка содержит два тепловых двигателя, два трехфазных электрических генератора, два трехфазных двухполупериодных выпрямителя напряжения, два конденсатора звена постоянного тока, трехуровневые инверторы напряжения, гребные электродвигатели, работающие каждый на свой винт.

Изобретение относится к транспорту, в частности к конструкциям винтовых движителей. Лопастный электромагнитный движитель содержит корпус с установленными в нем магнитными элементами чередующейся полярности, представляющими собой вторичный элемент синхронной машины, лопасти, установленные внутри корпуса на оси вращения посредством по меньшей мере одной центрирующей опоры, по меньшей мере два электромагнита, установленные на концевой части лопасти, представляющие собой первичный элемент синхронной машины, токосъемный узел электроснабжения электромагнитов, по меньшей мере один датчик положения ротора.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Электрическая передача мощности тягового транспортного средства на переменном токе содержит тепловой двигатель, асинхронный генератор переменного тока с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором и обратимый статический преобразователь частоты.

Изобретение относится к электроэнергетическим системам судов. Способ управления торможением и реверсом гребных электродвигателей заключается в поочередном рекуперативном торможении двигателей судна.

Группа изобретений относится к судовым гребным электрическим установкам, обеспечивающим экономичные режимы движения, и способу их работы. Электромеханический привод гребного винта судна содержит: судовой валопровод с гребным винтом, дейдвудным, опорным и упорным подшипниками; зубчатый редуктор, имеющий выходной и несколько входных валов; установленное на выходном валу в корпусе редуктора цилиндрическое зубчатое колесо с двумя зубчатыми венцами; следящие электроприводы; блоки управления следящими электроприводами; главный блок управления; датчики углового положения выходного вала каждого следящего электропривода; датчик углового положения выходного вала редуктора, соединенный интерфейсной шиной с главным блоком управления, при этом зубья каждого из двух зубчатых венцов колеса образованы циклоидальной поверхностью, взаимодействуя с шестерней, выполненной в виде цилиндрического эксцентрика с установленным на нем подшипником, образуя эксцентриково-циклоидальную передачу; входные валы зубчатого редуктора установлены вокруг каждого зубчатого венца колеса.

Изобретение относится к винторулевой колонке судна. Винторулевая колонка содержит корпус винторулевой колонки, который расположен по меньшей мере частично под корпусом судна, ходовой электродвигатель в моторной гондоле корпуса винторулевой колонки, кольцевой зазор между ротором и статором ходового электродвигателя и газовые каналы, проходящие через ротор, замкнутый контур газового охлаждения и вентилятор для циркуляции газа в замкнутом контуре газового охлаждения.

Изобретение относится к транспортным средствам, способным передвигаться как по суше, так и по воде, и предназначено для использования вместе с колесным транспортным средством переднего привода.

Изобретение относится к разборным плавучим сооружениям с небольшой осадкой и может быть использовано для самостоятельного передвижения автомобиля по воде. .

Изобретение относится к водному транспорту, в частности к судостроению, и касается создания многофункциональных транспортно-перегрузочных комплексов для освоения малых рек, доставки грузов в малодоступные районы и т.д.

Изобретение относится к судостроению, а именно к разборным понтонам. .

Изобретение относится к средствам перевозки по воде и может быть использовано, как альтернатива яхте или катеру, любителями водного туризма, работниками отдаленных от города фермерских хозяйств и сельскохозяйственных районов.

Понтон // 2149796
Изобретение относится к судостроению, в частности к конструкции понтонов, и может быть использовано для перевозки колесного самодвижущегося транспорта. .

Изобретение относится к судостроению, а более конкретно к паромам, предназначенным для скоростной перевозки транспортных средств с пассажирами. .

Изобретение относится к судостроению, а именно к электроэнергетическим установкам судов с системами электродвижения как гражданского, так и военно-морского флота.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к транспортному средству водного скольжения, включающему в себя корпус, по меньшей мере одно сиденье и два расположенных по бокам от корпуса и опосредованно или непосредственно соединенных с корпусом выносных поплавка, причем с каждым выносным поплавком согласован управляемый отдельно в отношении своей приводной мощности приводной блок в каждом случае по меньшей мере с одним приводимым в движение двигателем, в частности электродвигателем, рабочим винтом.

Изобретение относится к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные дизели или турбины, главные синхронные генераторы, на статоре которых размещаются две или более изолированные аналогичные трехфазные обмотки, главный распределительный щит, преобразователи частоты, к выходу которых подключены гребные электродвигатели, а также аварийный дизель-генератор. Одна из трехфазных обмоток статора синхронных генераторов через автоматический выключатель подключена к трехфазной линии главного распределительного щита, к которой через автоматические выключатели подключены общесудовые потребители. Один из трехфазных выпрямителей расположен рядом с главным распределительным щитом, выход которого с помощью линии питания постоянного тока присоединен к одному из входов автономных инверторов. Другие трехфазные обмотки размещены на статоре главных синхронных генераторов через автоматические выключатели и подключены к входам трехфазных выпрямителей, расположенных рядом с главными синхронными генераторами. На статоре аварийного дизель-генератора размещены две или более изолированные аналогичные трехфазные обмотки, у которых одноименные напряжения совпадают по фазе, одна из этих трехфазных обмоток через автоматические выключатели подключена к трехфазной линии главного распределительного щита, а другие трехфазные обмотки статора аварийного дизель-генератора через автоматические выключатели подключены к входам трехфазных выпрямителей и выходы этих трехфазных выпрямителей присоединены к линиям постоянного тока, подключенным к входам автономных инверторов. Достигается снижение электромонтажных работ при постройке судна. 1 ил.

Наверх