Гребная электрическая установка переменно-постоянного тока

Гребная электрическая установка переменно-постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (и 987742

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советски к

Соцнапистмческмк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 10.07.81 (2l ) 3315018/24-07 (53)M. Кл.

Н 02 т 3/00

Н 02 3 1/00 с присоединениеи заявки М

Гесударствеккый квинтет (23)Приоритет

СССР

Опубликовано 07.01.83. Бюллетень М 1 ав двкаи «эобретеннй к аткрытий (53) УДК 621.311..2 (088.8) Дата опубликования описания 07.01.83, E. Г. Хавензон, И. А. Рындина, Ю Л. Пирлин .И. В, Глушанок, С.M.IIaaaoa и А.С. Бы он......

Ленинградское пооизводственное эЛйктремацпиностроитЕ ьиое объединение «Электросила». им С м ©фо» (72) Авторы изобретения (7 l ) Заявитель (54) ГРЕБНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

ПЕРЕМЕННО-ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в гребных электрических установках и электростанциях судов.

Известна гребная электрическая уста5 новка переменно=постоянного тока, содержащая генераторы переменного тока, статорные обмотки которых подключены к двигателям постоянного тока через трехфазные выпрямители, соединенные на стороне постоянного тока последовательно или параллельно и через сглаживающий реактор. Роторы генераторов переменного тока вращаются синхронно, поэтому в установке осуществляется режим шестифазного выпрямления тока C 1 3 .

Для электродвигателей мощностью в несколько тысяч киловатт, напряженных на коммутации, требуется обеспечение 20 коэффициента пульсаций тока якоря не более 2-4%. В данной установке для снижения пульсаций тока включен .последовательно с двигателем постоянного тока сглаживакнпий реактор, что снижает

КПД установки и ухудшает ее массога-баритные характеристики.

Известна также гребная электрическая установка переменно-постоянного тока, содержащая генераторы переменно- го тока, имекэпие по две трехфазных статорных обмотки, сдвинутых друг от» носительно друга на 30 эл. град. и подключенных к двигателям постоянного тока через трехфазные выпрямители, соединенные на стороне постоянного тока последовательно или параллельно В установке реализовано двенадцатифазное выпрямление тока путем сдвига фаз напряжений статорных обмоток генераторов на 30 эл.град., позволяющее без сглаживающего реактора получить допус тимый коэффициент н,ульсаций тока.. 2т .

Выполнение установки с, одним генератором существенно снижаеФ надежность и живучесть установки и не позволяет осуществлять раздельную работу статорных обмоток: одной на электродвижение

98774 в режиме малой мощности, другой на сеть переменного тока в режиме отбора мощности.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является гребная установка переменно-постоянного тока, содержащая генераторы переменного тока, роторы которых располагаются на одном валу с углом сдвига на 30 эл.град, а статорные обмотки подключены к дви- 30 гателям постоянного тока через трехфазные выпрямители, соединенные на стороне постоянного тока последовательно или параллельно. Генераторный агрегат установки состоит из двух генераторов, вы- )5 полненных в одном корпусе - так называемый сдвоенный генератор. В установке также используется двенадцатифазное выпрямление тока с помощью двух статорных обмоток, напряжения которых сдвину- 20 ты друг относительно друга на 30 эл. град., и возможно. осуществление режима отбора мощности, хотя и ограничено, поскольку генераторы связаны между собой 33 . 25

Использование в установке сдвоенного генератора приводит к снижению ее надежности и живучести, так как в случае неисправного состояния одного из генераторов невозможна эксплуатация всей установки. Механическая связь генераторов не позволяет оперативно производить их раздельное использование, уменьшает возмогкное число вариантов, по которым может работать установка, 35 т.е. уменьшает гибкость схемы установки. Например, нельзя в режиме малых ходов отключить один генератор или один генератор использовать на электродвижение, а второй - для питания мощных потребителей электроэнергии и т.п.

Недостатком установки надо считать и специальное исполнение генератора, а не использование серийно выпускаемых промышленностью трехфазных генераторов. 4

Целью изобретения являются повышение надежности и живучести гребной электрической установки и увеличение гибкости ее схемы с использованием серийно выпускаемых промышленностью аг-регатов.

Указанная цель достигается тем, что

I в гребной электрической установке переменно-постоянного тока, содержащей генераторы переменного тока, статорные . обмотки которых подключены к двигате55 лям,постоянного тока через трехфазные выпрямители, соединенные на стороне постоянного тока последовательно или

2 4 параллельно, между статорными обмотками генераторов включен трехфазный трансформатор с соединением обмоток по схеме звезда-треугольник.

Использование трехфазного трансформатора с соединением обмоток по схеме звезда-треугольник для осуществления синхронной работы генераторов переменного тока со сдвигом в 30 эл.град обеспечивает возможность автономного использования генераторов, что позволяет повысить гибкость схемы установки, т.е. увеличить число различных вариантов подключения генераторов, а следовательно, позволяет увеличить надежность и живучесть установки. Применение предлагаемой схемы установки позволя-: ет использовать серийные генераторы переменного тока.

На чергеже изображена схема предлагаемой гребной электрической установки переменно-постоянного тока.

Гребная электрическая установка переменно-постоянного тока содержит генераторы 1 и 2 переменного тока с

I приводом от первичных двигателей 3 и

4, статорные обмотки генераторов соединены через трехфазные мостовые выпрямители 5 и 6 с двигателем 7 постоянного тока . вращающим гребной винт

8. Между статорными обмотками генера-, торов 1 и 2 включен трехфазный трансформатор 9 с соединением обмоток по схеме звездагреугольник, причем первичные обмотки грансформатора 9 соединены.со статорными обмотками генератора 1 с соблюдением чередования фаз, а вторичные обмотки соединены со статорными обмотками генератора 2; также соблюдая чередование фаз. Трехфазные мостовые выпрямители 5 и 6 соединены на стороне постоянного. тока последовательно друг с другом и с двигателем 7 постоянного тока. При соединении обмоток трехфазного трансформатора 9 по схеме зве=-ща-треугольник между напряжениями на первичных и вто- . ричных обмотках трансформатора 9 осуществляется сдвиг фаз на 30 эл.град.

Поэтому генераторы 1 и 2 работают синхронно, но со сдвигом в 30 ал.град.

Двенадцатифазное выпрямление напряжения, под юдимого к двигателю, получают благодаря применению двух мостовых вы- . прямигелей 5 и 6, В этом случае выпрямленные щестифазные напряжения мостовых выпрямителей 5 и 6 сдвинуты друг относительно друга на 30 эл.град. Сум987742

5 марное выпрямленное напряжение двух мостовых выпрямителей 5 и 8 имеет за период основной частоты генераторов

1 и 2 двенадцать пульсаций и содержит только гармоники, кратные 12 (n =12 <), S т.е. 12, 24, 36 и т.д. Гармоники ь=

=6(2ь+1), т.е. 6,18 и т.д., которые имеются в выпрямленном напряжении каждого выпрямителя 5 и 6, находятся в противофазе, взаимно компенсируются а и поэтому отсутствуют в суммарном напряжении.

При работе установки по предлагаемой схеме через трансформатор 9 протекает .. уравнительный ток. Уравнительный ток (или мощность) имеет реактивную и активную составляющие.

Рактивная составляющая обуслов,пена алгебраической разностью амплитуд напряжений генераторов 1 и 2. Реактивный 2О уравнительный ток является индуктивным по отношению к генератору с большим ! напряжением и, создавая продольно раэмагничивающую магнитодвижущую силу . реакции якрря, стремится уменьшить это напряжение. По отношению к генератору с меньшим напряжением реактивная составляющая уравнительного тока яв. ляется емкостной, и создавая продольно намагничивающую магнитодвижушую силу 30 ,,реакции якоря, стремится увеличить это

; напряжение. Таким образом, реактивная составляющая уравнительного тока стремится выравнять электродвижушую силу и напряжение параллельно включенных через трансформатор 9 генераторов 1 и 2.

Активная составляющая обусловлена сдвигом фаз напряжений генераторов 1 и 2, отличным от 30 эл.град, и возникающим в результате различия активных мощностей, подводимых к генераторам

1 и 2 от первичных двигателей 3 и 4.

Активная и реактивная составляющие уравнительного тока возникают по разным4 и независимым друг от друга причинам и их направления могут не совпадать.

Основные требования, предъявляемые к судовым силовым установкам, следующие: надежность и живучесть установки в задаваемых условиях, быстрый и безоткаэный перевод нагрузки при внезапных маневрах судна, минимальная первоначальная стоимость и максимальное значение КПД установки.

Использование трехфазного трансформатора для осуществления синхронной работы генераторов установки со сдвигом в

30 эл.град, позволяет соединить пренс щества двенадцатифазного выпрямлнния напряжения (высокий КПД, улучшения условия коммутации электрических двигателей постоянного така) и автономно работающих генераторов {высокая надежность, гибкость схемы установки), При этом возможно применение серийно вы- пускаемых генераторов и других агрегатов, что снижает стоимость установки.

Формула изобретения

Гребная электрическая установка переменно-постоянного тока, содержащая генераторы переменного тока, статорные обмотки которых подключены к двигателям постоянного тока через трехфазные выпрямители, соединенные на стороне постоянного тока последовательно или параллельно, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и живучести установки и увеличения гибкости ее схемы, установка снабжена зрехфазным трансформатором с соединением обмоток по схеме звезда-треугольник, который включен между статорными обмотками генераторов

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии, № 954810, кл Н 2А, 1964

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 235152, кл Н 02 P 7/08, 1964

З.Андреев А, И и др. Гребные элек- трические установки с отбором мощнос-. ти Л., Судостроение 1976 с . 34., 987742

Составитель К. Фотина

Редактор И. Рыбченко ТехредМ. Надь:

Корректор Г, Решетник

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10320/43 Тираж 615 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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