RU119905U1 - ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM OF THE UNDERWATER TELEPHONE APPLIANCE FROM THE BOAT SHIP (OPTIONS) - Google Patents
ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM OF THE UNDERWATER TELEPHONE APPLIANCE FROM THE BOAT SHIP (OPTIONS) Download PDFInfo
- Publication number
- RU119905U1 RU119905U1 RU2012117672/08U RU2012117672U RU119905U1 RU 119905 U1 RU119905 U1 RU 119905U1 RU 2012117672/08 U RU2012117672/08 U RU 2012117672/08U RU 2012117672 U RU2012117672 U RU 2012117672U RU 119905 U1 RU119905 U1 RU 119905U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- underwater
- cable
- transformer
- frequency
- power
- Prior art date
Links
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
Система электроснабжения подводного телеуправляемого аппарата с судна-носителя относится к электротехнике, в частности, к устройствам для управления и обслуживания телеуправляемых подводных аппаратов, а именно к устройствам, обеспечивающим электропитание различных устройств подводного аппарата, к которым относятся силовые установки, приемопередающие системы, манипуляторы, навигационные системы, системы связи и т.п., от бортового источника питания, установленного на судне-носителе.The power supply system of an underwater remote-controlled vehicle from a carrier ship relates to electrical engineering, in particular, to devices for controlling and servicing remote-controlled underwater vehicles, namely, devices that provide power to various devices of the underwater vehicle, which include power plants, transceiver systems, manipulators, navigation systems, communication systems, etc., from an onboard power supply installed on a carrier vessel.
Задачей полезной модели является упрощение системы с повышением надежности и сниженными потерями мощности в кабель-тросе, а также создание системы электроснабжения, позволяющей высвободить полезное пространство подводного аппарата и снизить вес используемой аппаратуры электроснабжения.The objective of the utility model is to simplify the system with increased reliability and reduced power loss in the cable, as well as the creation of an electricity supply system that allows you to free up the useful space of the underwater vehicle and reduce the weight of the power supply equipment used.
Указанная задача решается несколькими вариантами.This problem is solved in several ways.
Система электроснабжения телеуправляемого подводного аппарата с судна-носителя, содержит установленную на судне-носителе бортовую часть системы, включающую коммутатор сети, вход которого соединен с судовой электрической сетью, а выход - с фильтром радиопомех, силовой трансформатор, кабель-трос, питающий конец которого соединен с первичными обмотками согласующего трансформатора первого подводного блока системы, установленного на гараже-заглубителе, и второй подводный блок системы, установленный на телеуправляемом подводном аппарате.The power supply system for a remote-controlled underwater vehicle from a carrier vessel contains an onboard part of the system installed on the carrier vessel, including a network switch, the input of which is connected to the ship's electrical network, and the output to a radio noise filter, a power transformer, and a cable cable whose supply end is connected with the primary windings of the matching transformer of the first underwater unit of the system installed on the depth garage, and the second underwater unit of the system installed on the remote-controlled underwater vehicle.
В первом варианте системы по кабель-тросу передается переменное напряжение с частотой 50 Гц, которое выпрямляется выпрямителями гаража-заглубителя, и к телеуправляемому подводному аппарату передается постоянное напряжение, позволяя устранить трансформатор из подводного аппарата, высвобождая пространство для других устройств.In the first version of the system, an alternating voltage with a frequency of 50 Hz is transmitted via a cable cable, which is rectified by the rectifiers of the garage-deepener, and a constant voltage is transmitted to the remote-controlled underwater vehicle, allowing the transformer to be removed from the underwater vehicle, freeing up space for other devices.
Во втором варианте системы электроснабжения подводного аппарата с судна-носителя первый подводный блок системы, установленный на гараже-заглубителе, содержит выпрямитель с фильтром, выход которого соединен с конвертором dc/ac, повышающим частоту питающего напряжения, которое затем подается на трансформатор, обеспечивающий питание устройств гаража-заглубителя, а также на согласующий трансформатор второго подводного блока системы, установленного на подводном аппарате. В этом варианте, за счет повышенной частоты существенно снижаются массогабаритные параметры трансформатора, установленного на подводном аппарате.In the second version of the power supply system of the underwater vehicle from the carrier vessel, the first underwater system unit mounted on the depth garages contains a rectifier with a filter, the output of which is connected to a dc / ac converter, which increases the frequency of the supply voltage, which is then supplied to the transformer that provides power to the devices a deepening garage, as well as a matching transformer of the second underwater unit of the system mounted on the underwater vehicle. In this embodiment, due to the increased frequency, the overall dimensions of the transformer mounted on the underwater vehicle are significantly reduced.
В третьем варианте, выходные обмотки силового трансформатора бортовой части системы соединены с выпрямителем с фильтром, выход которого связан с кабель-тросом, соединенным с первым подводным блоком системы, установленным на гараже-заглубителе, в которой первый подводный блок системы содержит конвертор dc/ac, повышающий частоту питающего напряжения, выход которого соединен с плавучим кабелем, соединенным со вторым подводным блоком системы, установленным на подводном аппарате.. В этом случае, так же как и во втором варианте, за счет повышенной частоты, существенно снижаются массогабаритные параметры трансформатора, установленного на подводном аппарате.In the third embodiment, the output windings of the power transformer of the on-board part of the system are connected to a rectifier with a filter, the output of which is connected to a cable cable connected to the first underwater unit of the system installed on the garage-deepener, in which the first underwater unit of the system contains a dc / ac converter, increasing the frequency of the supply voltage, the output of which is connected to a floating cable connected to the second underwater unit of the system mounted on the underwater vehicle .. In this case, as in the second embodiment, due to the increased frequency, the overall dimensions of the transformer mounted on the underwater vehicle are significantly reduced.
В четвертом варианте бортовая часть системы содержит конвертор dc/ac, повышающий частоту питающего напряжения, вход которого соединен с фильтром выпрямителя, а выход - с входными обмотками силового трансформатора бортовой части системы, на первой подводной части системы полученное высокочастотное напряжение через кабель-трос поступает на две параллельные ветви, одна из которых содержит согласующий трансформатор, выходные обмотки которого связаны с соответствующими выпрямителями, обеспечивающими питание устройств гаража-заглубителя, а вторая - выпрямитель с фильтром и конвертор dc/ac, выходная частота которого превышает частоту конвертора бортовой части системы, указанный конвертор dc/ac соединен с плавучим кабелем, соединенным с согласующим трансформатором второй подводной части системы, установленной на подводном аппарате.In the fourth embodiment, the onboard part of the system contains a dc / ac converter that increases the frequency of the supply voltage, the input of which is connected to the rectifier filter, and the output is connected to the input windings of the power transformer of the onboard part of the system; on the first underwater part of the system, the received high-frequency voltage is fed through a cable cable to two parallel branches, one of which contains a matching transformer, the output windings of which are connected with the corresponding rectifiers, providing power to the devices of the garage-deepener, and the second is a rectifier with a filter and a dc / ac converter, the output frequency of which exceeds the frequency of the converter on-board part of the system, the specified dc / ac converter is connected to a floating cable connected to a matching transformer of the second underwater part of the system mounted on the underwater vehicle.
В этом варианте, за счет первого повышения частоты питающего напряжения снижаются габариты трансформатора первой подводной части системы, установленной на гараже-заглубителе, за счет последующего повышения частоты, например до 10 кГц, снижаются габариты трансформатора подводного аппарата. Поскольку гараж-заглубитель и подводный аппарат соединены с помощью короткого плавучего кабеля, повышение частоты в этом варианте может достигать 10 кГц и выше. In this embodiment, due to the first increase in the frequency of the supply voltage, the dimensions of the transformer of the first underwater part of the system installed on the depth garage are reduced, due to the subsequent increase in the frequency, for example, to 10 kHz, the dimensions of the transformer of the underwater vehicle are reduced. Since the garage-deepener and the underwater vehicle are connected using a short floating cable, the frequency increase in this embodiment can reach 10 kHz and higher.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к устройствам для управления и обслуживания телеуправляемых подводных аппаратов, а именно к устройствам, обеспечивающим электропитание различных устройств подводного аппарата, к которым относятся силовые установки, приемопередающие системы, манипуляторы, навигационные системы, системы связи и т.п., от бортового источника питания на судне-носителе.The utility model relates to electrical engineering, in particular to devices for controlling and servicing remote-controlled underwater vehicles, namely, devices that provide power to various devices of the underwater vehicle, which include power plants, transceiver systems, manipulators, navigation systems, communication systems, etc. ., from the onboard power source on the carrier ship.
В последние годы развиваются подводные аппараты, которые позволяют проводить исследования на больших глубинах, например, около 10 км. Такой подводный аппарат требует использования кабель-троса длиной вдвое большей, чем указанная глубина.In recent years, underwater vehicles have been developed that allow research to be carried out at great depths, for example, about 10 km. Such an underwater vehicle requires the use of a cable cable twice as long as the specified depth.
Когда питание подается с использованием кабеля большой длины (около 10 км), электрическое сопротивление кабеля возрастает, и, следовательно, необходимо снизить падение напряжения при передаче его от источника, установленного на судне-носителе, т.е. снизить потери мощности. При использовании высокого напряжения необходимо снизить это напряжение до величины, требуемой для устройств, расположенных на подводном аппарате. Для этого на подводном аппарате устанавливается трансформатор. Обмотки и магнитопровод трансформатора имеют свойство увеличения размеров и веса пропорционально потребляемой мощности. Однако, имеется лимит на вес устройств, размещаемых на подводном аппарате, включая указанный трансформатор. Когда число устройств на подводном аппарате увеличивается, увеличивается не только вес этих устройств, но и потребляемая мощность. С увеличением мощности растут масса и габариты трансформатора, поэтому очень трудно найти компромисс между количеством необходимых устройств и размерами и весом трансформатора внутри лимитов на загрузку подводного аппарата. В связи с этим существует проблема снижения веса и размеров трансформатора, обеспечивающего необходимые питающие напряжения для устройств подводного аппарата внутри предписанных ограничений на вес и нагрузку подводного аппарата.When power is supplied using a long cable (about 10 km), the electrical resistance of the cable increases, and therefore it is necessary to reduce the voltage drop when transferring it from a source installed on a carrier vessel, i.e. reduce power loss. When using high voltage, it is necessary to reduce this voltage to the value required for devices located on the underwater vehicle. For this, a transformer is installed on the underwater vehicle. The windings and magnetic core of the transformer have the property of increasing the size and weight in proportion to the power consumption. However, there is a limit on the weight of devices placed on the underwater vehicle, including the specified transformer. When the number of devices on the underwater vehicle increases, not only the weight of these devices increases, but also the power consumption. With an increase in power, the mass and dimensions of the transformer increase, so it is very difficult to find a compromise between the number of necessary devices and the size and weight of the transformer within the limits for loading the underwater vehicle. In this regard, there is the problem of reducing the weight and size of the transformer, providing the necessary supply voltage for the devices of the underwater vehicle within the prescribed restrictions on the weight and load of the underwater vehicle.
Известен патент США №7692328, в котором описан блок питания подводного аппарата с судна-носителя, в котором снижается масса и габариты трансформатора за счет увеличения частоты (от нескольких сотен Гц до нескольких кГц). Однако, в этом устройстве преобразователь, повышающий частоту питающего напряжения, вместе с системой управления, установлен на подводном аппарате, занимая полезное пространство, высвобожденное уменьшением трансформатора.Known US patent No. 7692328, which describes the power supply unit of the underwater vehicle from the carrier vessel, which reduces the mass and dimensions of the transformer by increasing the frequency (from several hundred Hz to several kHz). However, in this device, the converter that increases the frequency of the supply voltage, together with the control system, is installed on the underwater vehicle, occupying the usable space released by reducing the transformer.
В современных системах подводного оборудования с дистанционным управлением используются в качестве составной части подводного оборудования заглубители (гаражи), в которых подводный аппарат может размещаться при его доставке на глубину, и с которым подводный аппарат может соединяться относительно коротким и легким плавучим кабелем. При этом повышается маневренность подводного аппарата, поскольку он не связан с длинным и тяжелым кабель-тросом, посредством которого заглубитель соединен с судном-носителем (См. Рекламный проспект фирмы "Schilling Robotics" на сайте httn://www.schilling.com), а также патенты №№US 6257162, US 6176831, GB 2160156, GB 2210838). Заглубитель в своем составе имеет кабину для размещения подводного аппарата, лебедку с барабаном плавучего кабеля с системой, управляющей длиной свободного плавучего кабеля между заглубителем и подводным аппаратом. Заглубитель также позволяет установить на нем часть блоков системы электроснабжения и управления, при этом освобождается дополнительное полезное пространство подводного аппарата и снижается его вес.In modern systems of underwater equipment with remote control, deepeners (garages) are used as part of underwater equipment, in which the underwater vehicle can be placed when it is delivered to the depth, and with which the underwater vehicle can be connected with a relatively short and light floating cable. This increases the maneuverability of the underwater vehicle, since it is not connected with a long and heavy cable cable, through which the deepener is connected to the carrier vessel (See the Schilling Robotics brochure on httn: //www.schilling.com), as well as patents No. US 6257162, US 6176831, GB 2160156, GB 2210838). The deepener in its composition has a cabin for accommodating the underwater vehicle, a winch with a floating cable drum with a system that controls the length of the free floating cable between the deepener and the underwater vehicle. The deepener also allows you to install on it part of the blocks of the power supply and control system, while freeing up additional usable space of the underwater vehicle and reducing its weight.
В качестве прототипа нами выбрана система электроснабжения подводного аппарата по патенту на полезную модель RU 46611, как наиболее близкая по достигаемому эффекту и существенным признакам к заявляемой полезной модели.As a prototype, we have chosen the power supply system of the underwater vehicle according to the patent for utility model RU 46611, as the closest in terms of the achieved effect and essential features to the claimed utility model.
Бортовая часть системы в указанном решении включает входной преобразователь, вход которого соединен с судовой электрической сетью, инверторное устройство, силовой трансформатор, кабель-трос, питающий конец которого соединен с согласующим трансформатором первого подводного блока системы, установленного на заглубителе. Первый подводный блок системы содержит управляемый выпрямитель, соединенный с вторичными обмотками согласующего трансформатора, и конвертор постоянного тока, вход которого соединен с одним выходом управляемого выпрямителя, второй выход которого и выход конвертора постоянного тока подключены к клеммам питания приемопередающей аппаратуры заглубителя.The onboard part of the system in this solution includes an input converter, the input of which is connected to the ship's electrical network, an inverter device, a power transformer, a cable cable, the supply end of which is connected to a matching transformer of the first underwater unit of the system installed on the depth of field. The first underwater unit of the system contains a controlled rectifier connected to the secondary windings of the matching transformer, and a DC converter, the input of which is connected to one output of the controlled rectifier, the second output of which and the output of the DC converter are connected to the power terminals of the transceiver equipment of the deepener.
Второй подводный блок, установленный на подводном аппарате, включает второй согласующий трансформатор, первичными обмотками связанный с плавучим кабелем, передающим питание и сигналы телеуправления к аппаратуре подводного аппарата, а вторичными обмотками - с первым и вторым блоками управляемых выпрямителей, выходы которых подключены к клеммам питания аппаратуры подводного аппарата, второй выход одного из указанных блоков управляемых выпрямителей соединен с конвертором постоянного тока, выход которого также подключен к клеммам питания аппаратуры подводного аппарата.The second underwater unit, mounted on the underwater vehicle, includes a second matching transformer, the primary windings connected to a floating cable that transfers power and remote control signals to the equipment of the underwater vehicle, and the secondary windings to the first and second blocks of controlled rectifiers, the outputs of which are connected to the power supply terminals of the equipment underwater vehicle, the second output of one of these blocks of controlled rectifiers is connected to a DC converter, the output of which is also connected to the power terminals ia equipment underwater vehicle.
Недостатком системы является ее сложность и недостаточное снижение массогабаритных параметров второго блока системы, установленного на подводном аппарате.The disadvantage of the system is its complexity and insufficient reduction of the overall dimensions of the second block of the system installed on the underwater vehicle.
Задачей полезной модели является упрощение системы с повышением надежности и сниженными потерями мощности в кабель-тросе, а также создание системы электроснабжения, позволяющей высвободить полезное пространство подводного аппарата и снизить вес используемой аппаратуры электроснабжения.The objective of the utility model is to simplify the system with increased reliability and reduced power loss in the cable, as well as the creation of an electricity supply system that allows you to free up the useful space of the underwater vehicle and reduce the weight of the power supply equipment used.
Поставленная задача решается несколькими возможными вариантами устройств. Первый вариант системы электроснабжения телеуправляемого подводного аппарата с судна-носителя, так же как и прототип, содержит установленную на судне-носителе бортовую часть системы, включающую коммутатор сети, вход которого соединен с судовой электрической сетью, а выход - с фильтром радиопомех, силовой трансформатор, кабель-трос, питающий конец которого соединен с первичными обмотками согласующего трансформатора первого подводного блока системы, установленного на гараже-заглубителе, вторичные обмотки которого соединены с управляемыми выпрямителями, и второй подводный блок системы, установленный на телеуправляемом подводном аппарате. В отличие от прототипа, управляемые выпрямители первого подводного бока связаны с фильтрами и далее один из указанных выпрямителей обеспечивает питание лебедки и электрических устройств гаража-заглубителя, а второй из указанных выпрямителей - питание, передаваемое в плавучий кабель, соединенный непосредственно со вторым подводным блоком системы, установленным на подводном аппарате. В этом случае система обладает наибольшей простотой и дешевизной. По плавучему кабелю передается постоянное напряжение, и отсутствует трансформатор на подводном аппарате, таким образом, существенно снижены массогабаритные параметры, что создает возможность установки дополнительного оборудования на подводном аппарате.The problem is solved by several possible device options. The first version of the power supply system for the remote-controlled underwater vehicle from the carrier vessel, as well as the prototype, contains an onboard part of the system installed on the carrier vessel, including a network switch, the input of which is connected to the ship’s electrical network, and the output - with a radio interference filter, power transformer, cable-cable, the supply end of which is connected to the primary windings of the matching transformer of the first underwater unit of the system installed on the garage-deepener, the secondary windings of which are connected to rectifiers, and the second underwater unit of the system mounted on a remotely controlled underwater vehicle. Unlike the prototype, the controlled rectifiers of the first underwater side are connected to the filters and then one of these rectifiers provides power to the winch and electrical devices of the garage-deepener, and the second of these rectifiers provides power transmitted to the floating cable connected directly to the second underwater unit of the system, mounted on an underwater vehicle. In this case, the system has the greatest simplicity and low cost. A constant voltage is transmitted via a floating cable, and there is no transformer on the underwater vehicle, thus, the overall dimensions are significantly reduced, which makes it possible to install additional equipment on the underwater vehicle.
Во втором варианте система электроснабжения, так же как и прототип, содержит установленную на судне-носителе бортовую часть системы, включающую коммутатор сети, вход которого соединен с судовой электрической сетью, а выход - с фильтром радиопомех, силовой трансформатор, кабель-трос, питающий конец которого соединен с первым подводным блоком системы, установленным на гараже-заглубителе, второй подводный блок системы, установленный на телеуправляемом подводном аппарате, и содержащий согласующий трансформатор, первичными обмотками соединенный с плавучим кабелем, а вторичными - с аппаратурой питания устройств, установленных на подводном аппарате. В отличие от прототипа, первый подводный блок системы, установленный на гараже-заглубителе, содержит выпрямитель с фильтром, выход которого соединен с инвертором dc/ac, повышающим частоту питающего напряжения, которое затем подается на трансформатор, обеспечивающий питание устройств гаража-заглубителя, а также на согласующий трансформатор второго подводного блока системы, установленного на подводном аппарате. В этом варианте, за счет повышенной частоты существенно снижаются массогабаритные параметры трансформатора, установленного на подводном аппарате.In the second embodiment, the power supply system, as well as the prototype, contains an onboard part of the system installed on the carrier vessel, including a network switch, the input of which is connected to the ship's electrical network, and the output - with a radio noise filter, power transformer, cable-cable, feeding end which is connected to the first underwater unit of the system installed on the garage-deepener, the second underwater unit of the system installed on the remote-controlled underwater device, and containing a matching transformer, the primary windings of the connection connected with a floating cable, and secondary with equipment for powering devices installed on the underwater vehicle. Unlike the prototype, the first underwater unit of the system, mounted on a garage-deepener, contains a rectifier with a filter, the output of which is connected to a dc / ac inverter, which increases the frequency of the supply voltage, which is then fed to a transformer that provides power to the devices of the garage-deepener, as well as to the matching transformer of the second underwater unit of the system mounted on the underwater vehicle. In this embodiment, due to the increased frequency, the overall dimensions of the transformer mounted on the underwater vehicle are significantly reduced.
В третьем варианте, система электроснабжения подводного телеуправляемого аппарата с судна-носителя, так же, как и прототип, содержит установленную на судне-носителе бортовую часть системы, включающую коммутатор сети, вход которого соединен с судовой электрической сетью, а выход - с фильтром радиопомех, силовой трансформатор, кабель-трос, питающий конец которого соединен с согласующим трансформатором первого подводного блока системы, установленного на гараже-заглубителе, и второй подводный блок системы, установленный на телеуправляемом подводном аппарате. В отличие от прототипа, выходные обмотки силового трансформатора бортовой части системы соединены с выпрямителем с фильтром, выход которого связан с кабель-тросом, соединенным с первым подводным блоком системы, установленным на гараже-заглубителе, в которой первый подводный блок системы содержит инвертор dc/ac, повышающий частоту питающего напряжения, выход которого соединен с плавучим кабелем, соединенным со вторым подводным блоком системы. В этом случае так же как и во втором варианте, за счет повышенной частоты, существенно снижаются массогабаритные параметры трансформатора, установленного на подводном аппарате.In the third embodiment, the power supply system for the underwater remote-controlled vehicle from the carrier vessel, as well as the prototype, contains an onboard part of the system installed on the carrier vessel, including a network switch, the input of which is connected to the ship’s electric network, and the output - with a radio interference filter, a power transformer, a cable cable, the supply end of which is connected to a matching transformer of the first underwater unit of the system installed on the garage-deepener, and the second underwater unit of the system mounted on the remote control underwater vehicle. Unlike the prototype, the output windings of the power transformer of the on-board part of the system are connected to a rectifier with a filter, the output of which is connected to a cable cable connected to the first underwater unit of the system installed on the garage-deepener, in which the first underwater unit of the system contains a dc / ac inverter increasing the frequency of the supply voltage, the output of which is connected to a floating cable connected to the second underwater unit of the system. In this case, as in the second embodiment, due to the increased frequency, the overall dimensions of the transformer mounted on the underwater vehicle are significantly reduced.
В четвертом варианте, система электроснабжения подводного телеуправляемого аппарата с судна-носителя, так же как и прототип, содержит установленную на судне носителе бортовую часть системы, включающую коммутатор сети, вход которого соединен с судовой электрической сетью, а выход - с фильтром радиопомех, выпрямитель с фильтром, силовой трансформатор, кабель - трос, питающий конец которого соединен с согласующим трансформатором первого подводного блока системы, установленного на гараже-заглубителе, и второй подводный блок системы, установленный на телеуправляемом подводном аппарате. В отличие от прототипа, бортовая часть системы содержит конвертор dc/ac, повышающий частоту питающего напряжения, вход которого соединен с фильтром выпрямителя, а выход - с входными обмотками силового трансформатора бортовой части системы, на первой подводной части системы полученное высокочастотное напряжение через кабель-трос поступает на две параллельные ветви, одна из которых содержит согласующий трансформатор, выходные обмотки которого связаны с соответствующими выпрямителями, обеспечивающими питание устройств гаража-заглубителя, а вторая - выпрямитель с фильтром и конвертор dc/ac, выходная частота которого превышает частоту конвертора бортовой части системы, указанный конвертор dc/ac соединен с плавучим кабелем, соединенным с согласующим трансформатором второй подводной части системы, установленной на подводном аппарате.In the fourth embodiment, the power supply system of the underwater remote-controlled vehicle from the carrier vessel, as well as the prototype, contains an onboard part of the system installed on the carrier vessel, including a network switch, the input of which is connected to the ship's electrical network, and the output with a radio noise filter, a rectifier with filter, power transformer, cable - cable, the supply end of which is connected to the matching transformer of the first underwater unit of the system installed on the garage-deepener, and the second underwater unit of the system, is installed lenny on remotely operated underwater vehicle. Unlike the prototype, the on-board part of the system contains a dc / ac converter that increases the frequency of the supply voltage, the input of which is connected to the rectifier filter, and the output is connected to the input windings of the power transformer of the on-board part of the system; on the first underwater part of the system, the high-frequency voltage obtained through the cable-cable enters two parallel branches, one of which contains a matching transformer, the output windings of which are connected with the corresponding rectifiers, providing power to the devices of the garage-deepener and the second is a rectifier with a filter and a dc / ac converter, the output frequency of which exceeds the frequency of the onboard side converter, the specified dc / ac converter is connected to a floating cable connected to a matching transformer of the second underwater part of the system mounted on the underwater vehicle.
В этом варианте, за счет первого повышения частоты питающего напряжения снижаются габариты трансформатора первой подводной части системы, установленной на гараже-заглубителе, за счет последующего повышения частоты, например до 10 кГц, снижаются габариты трансформатора подводного аппарата. Поскольку гараж-заглубитель и подводный аппарат соединены с помощью короткого плавучего кабеля, повышение частоты в этом варианте может достигать 10 кГц и выше.In this embodiment, due to the first increase in the frequency of the supply voltage, the dimensions of the transformer of the first underwater part of the system installed on the depth garage are reduced, due to the subsequent increase in the frequency, for example, to 10 kHz, the dimensions of the transformer of the underwater vehicle are reduced. Since the garage-deepener and the underwater vehicle are connected using a short floating cable, the frequency increase in this embodiment can reach 10 kHz and higher.
Далее сущность полезной модели поясняется рисунками, на которых представлены варианты выполнения системы электроснабжения подводного аппарата: фиг.1 - первый вариант системы, фиг.2 - второй вариант системы и фиг.3 - третий вариант системы.Further, the essence of the utility model is illustrated by drawings, which show the options for implementing the power supply system of the underwater vehicle: Fig. 1 - the first version of the system, Fig. 2 - the second version of the system, and Fig. 3 - the third version of the system.
На фиг.1 показана система электроснабжения телеуправляемого подводного аппарата, где 1 - бортовая часть системы, и 2 - первая подводная часть системы, установленная на гараже-заглубителе, и 3 - вторая подводная часть системы, установленная на подводном аппарате. Бортовая 1 и первая 2 подводная части системы соединены посредством кабель-троса 4, а заглубитель 2 и подводный аппарат 3 соединены плавучим кабелем 5. Бортовая часть 1 системы содержит бортовую сеть, выполненную в виде двух частей - 6 и 7, связанных с коммутатором сети 8. С коммутатора сети напряжение поступает на фильтр радиопомех 9, и далее на первичные обмотки силового трансформатора 10. Вторичные обмотки трансформатора 10 связаны с кабель-тросом 4, длиной до 10 км, соединяющим бортовую часть и первую подводную часть 2, установленную на заглубителе. Первая подводная часть 2 содержит согласующий трансформатор 11, вторичные обмотки которого соединены с выпрямителями 12 и 13, связанными с фильтрами 14 и 15, с которых питающее напряжение поступает на электропитание лебедки и других устройств заглубителя, а также - в плавучий кабель 5, длиной порядка 150-200 м, соединяющий заглубитель с телеуправляемым подводным аппаратом.Figure 1 shows the power supply system of a remote-controlled underwater vehicle, where 1 is the onboard part of the system, and 2 is the first underwater part of the system mounted on a depth garage, and 3 is the second underwater part of the system mounted on the underwater vehicle. The onboard 1 and the first 2 underwater parts of the system are connected via a cable-rope 4, and the deepener 2 and the underwater device 3 are connected by a floating cable 5. The onboard part 1 of the system contains an on-board network made in the form of two parts - 6 and 7, connected to the network switch 8 The voltage is supplied from the network switch to the radio interference filter 9, and then to the primary windings of the power transformer 10. The secondary windings of the transformer 10 are connected to a cable cable 4, up to 10 km long, connecting the side part and the first underwater part 2, mounted on the deepener . The first underwater part 2 contains a matching transformer 11, the secondary windings of which are connected to rectifiers 12 and 13, connected to the filters 14 and 15, from which the supply voltage is supplied to the power supply of the winch and other devices of the deepener, as well as to the floating cable 5, about 150 in length -200 m connecting the deepener with a remote-controlled underwater vehicle.
Работа системы по первому варианту происходит следующим образом: С помощью коммутатора 8 подключается одна из бортовых сетей 6 или 7, которая обычно обеспечивает трехфазное напряжение порядка 380 B с частотой 50 Гц. Это напряжение поступает на фильтр радиопомех 9, обеспечивающий помехоподавление по каждой фазе питающего напряжения. После фильтрации напряжение с частотой 50 Гц поступает на первичные обмотки трансформатора 10, где повышается до необходимой величины и поступает по кабель-тросу 4 на первичные обмотки трансформатора 11 первой подводной части системы 2. После выпрямления в выпрямителях 12 и 13, и фильтрации фильтрами 14 и 15, получают два постоянных напряжения (например, 300 B и 600 B), одно из которых обеспечивает питание лебедки и электроники гаража-заглубителя, а другое - передается по плавучему кабелю 5 на вторую подводную часть системы электроснабжения 3, установленную на подводном аппарате, непосредственно, без трансформатора, что позволяет существенно высвободить полезное пространство подводного аппарата и снизить вес используемой аппаратуры электроснабжения. Хотя в этом варианте присутствует существенное падение напряжения в кабель-тросе, но при этом система очень проста и существенно высвобождает полезное пространство подводного аппарата.The operation of the system according to the first embodiment is as follows: Using switch 8, one of the on-board networks 6 or 7 is connected, which usually provides a three-phase voltage of about 380 V with a frequency of 50 Hz. This voltage is supplied to the radio interference filter 9, providing noise suppression for each phase of the supply voltage. After filtering, a voltage with a frequency of 50 Hz is supplied to the primary windings of the transformer 10, where it rises to the required value and enters through the cable 4 to the primary windings of the transformer 11 of the first underwater part of system 2. After rectification in the rectifiers 12 and 13, and filtration by filters 14 and 15, two constant voltages are obtained (for example, 300 V and 600 V), one of which provides power to the winch and electronics of the garage-deepener, and the other is transmitted via a floating cable 5 to the second underwater part of the power supply system 3, installed hydrochloric submersible on directly without a transformer, which can significantly release the underwater vehicle storage space and reduce the weight of electrical equipment used. Although in this embodiment there is a significant voltage drop in the cable, the system is very simple and significantly releases the useful space of the underwater vehicle.
Система электроснабжения подводного аппарата по второму варианту, представленная на фиг.2 также содержит бортовую часть системы 1, первую подводную часть системы 2, установленную на гараже-заглубителе, и вторую подводную часть системы 3, установленную на подводном аппарате. Бортовая 1 и первая 2 подводная части системы соединены посредством кабель-троса 4, а заглубитель 2 и подводный аппарат 3 соединены плавучим кабелем 5. Бортовая часть 1 системы содержит бортовую сеть, выполненную в виде двух частей - 6 и 7, связанных с коммутатором сети 8. С коммутатора сети напряжение поступает на фильтр радиопомех 9, и далее на первичные обмотки силового трансформатора 10. Вторичные обмотки трансформатора 10 связаны с кабель-тросом 4, длиной до 10 км., соединяющим бортовую часть 1 и первую подводную часть 2, установленную на заглубителе. Во втором варианте полезной модели, первая подводная часть 2 системы, установленная на заглубителе, содержит выпрямитель 16, фильтр 17, соединенный с инвертором dc/ac 18, согласующий трансформатор 19, обеспечивающий питание для устройств заглубителя, и с другого выхода инвертора напряжение подается на согласующий трансформатор 20 подводной части 3 с повышенной частотой. Поскольку плавучий кабель 5 короткий (150-200 м), это повышение частоты практически не ограничено, за счет чего существенно снижаются масса и габариты трансформатора 20, установленного на подводном аппарате.The power supply system of the underwater vehicle according to the second embodiment, shown in FIG. 2 also contains the onboard part of the system 1, the first underwater part of the system 2 installed on the depth of the garage, and the second underwater part of the system 3 installed on the underwater vehicle. The onboard 1 and the first 2 underwater parts of the system are connected via a cable-rope 4, and the deepener 2 and the underwater device 3 are connected by a floating cable 5. The onboard part 1 of the system contains an on-board network made in the form of two parts - 6 and 7, connected to the network switch 8 . From the network switch, the voltage is supplied to the radio interference filter 9, and then to the primary windings of the power transformer 10. The secondary windings of the transformer 10 are connected to a cable cable 4, up to 10 km long., Connecting the side part 1 and the first underwater part 2, installed on deep le In the second embodiment of the utility model, the first underwater part 2 of the system, mounted on the burrower, contains a rectifier 16, a filter 17 connected to the inverter dc / ac 18, a matching transformer 19, which provides power for the devices of the burrowing device, and a voltage is supplied from the other inverter output to the matching transformer 20 of the underwater part 3 with increased frequency. Since the floating cable 5 is short (150-200 m), this increase in frequency is practically unlimited, due to which the mass and dimensions of the transformer 20 mounted on the underwater vehicle are significantly reduced.
Работа бортовой части системы по второму варианту системы не отличается от первого варианта. Напряжение с трансформатора 10, поступающее в кабель-трос 4 имеет частоту 50 Гц. Это напряжение выпрямляется выпрямителем 16, и после фильтров 17 поступает на инвертор 18, где преобразуется в переменное напряжение повышенной частоты, которое передается по короткому плавучему кабелю 5 на согласующий трансформатор 20 подводной части системы 3, установленной на подводном аппарате. За счет повышения частоты питающего напряжения можно существенно снизить вес и габариты трансформатора 20, что позволяет высвободить полезное пространство на подводном аппарате.The operation of the onboard part of the system according to the second embodiment of the system does not differ from the first embodiment. The voltage from the transformer 10 supplied to the cable cable 4 has a frequency of 50 Hz. This voltage is rectified by the rectifier 16, and after the filters 17 is supplied to the inverter 18, where it is converted to an alternating voltage of increased frequency, which is transmitted via a short floating cable 5 to the matching transformer 20 of the underwater part of the system 3 mounted on the underwater vehicle. By increasing the frequency of the supply voltage, it is possible to significantly reduce the weight and dimensions of the transformer 20, which allows you to free up usable space on the underwater vehicle.
Третий вариант полезной модели, представленный на фиг.3, также включает бортовую часть системы 1, установленную на судне-носителе, первую подводную часть 2, установленную на гараже-заглубителе, и вторую подводную часть 3, в бортовую часть системы 1 введен выпрямитель 21, соединенный с вторичными обмотками силового трансформатора 10, а выходом - с фильтром 22, напряжение с которого поступает в кабель-трос 4, соединенный с первой подводной частью системы 2, установленной на гараже-заглубителе. Первая подводная часть 2 системы в этом варианте содержит инвертор dc/ac 23, напряжение с которого поступает на согласующий трансформатор 20 второй подводной части системы, установленной на подводном аппарате.The third embodiment of the utility model shown in FIG. 3 also includes an onboard part of the system 1 mounted on a carrier vessel, a first underwater part 2 mounted on a buried garage, and a second underwater part 3, a rectifier 21 is inserted into the onboard part of the system 1, connected to the secondary windings of the power transformer 10, and the output to the filter 22, the voltage from which is supplied to the cable cable 4, connected to the first underwater part of the system 2, installed on the garage-deepener. The first underwater part 2 of the system in this embodiment contains a dc / ac 23 inverter, the voltage from which is supplied to the matching transformer 20 of the second underwater part of the system mounted on the underwater vehicle.
В этом варианте по кабель-тросу 4 передается постоянное напряжение, обеспечивая более низкие потери мощности. Это постоянное напряжение поступает на инвертор 23, где происходит расчетное повышение частоты, и на вторую подводную часть системы 3, установленную на подводном аппарате поступает напряжение высокой частоты, позволяя снизить вес и габариты трансформатора 20, высвобождая полезное пространство на подводном аппарате.In this embodiment, a constant voltage is transmitted through the cable cable 4, providing lower power losses. This constant voltage is supplied to the inverter 23, where the calculated frequency increase occurs, and a high frequency voltage is supplied to the second underwater part of the system 3 installed on the underwater vehicle, allowing to reduce the weight and dimensions of the transformer 20, freeing up useful space on the underwater vehicle.
Четвертый вариант полезной модели также содержит бортовую часть системы 1, включающую коммутатор сети 8, вход которого соединен с двумя частями судовой электрической сети 6 и 7. С коммутатора сети напряжение через фильтр радиопомех 9 поступает на выпрямитель 24, затем через фильтр 25 - на инвертор dc/ac 26, повышающий частоту питающего напряжения, например до 1000 Гц. Выход инвертора 26 соединен с первичными обмотками согласующего трансформатора 10, вторичные обмотки которого соединены с кабель-тросом 4, связанным с первичными обмотками согласующего трансформатора 11 первой подводной части 2, установленной на гараже-заглубителе, а также с выпрямителем 27, установленным на гараже-заглубителе 2. Вторичные обмотки согласующего трансформатора 11 соединены с соответствующими выпрямителями 12 и 13, напряжение с которых, через фильтры 14 и 15,поступает на устройства гаража-заглубителя. По второй ветви, содержащей выпрямитель 27, фильтр 28 и инвертор 29, напряжение поступает в плавучий кабель 5 с частотой, превышающей частоту инвертора 26 бортовой части системы. Плавучий кабель 5 соединен с трансформатором 20 подводной части системы 3.The fourth embodiment of the utility model also includes an onboard part of system 1, including a network switch 8, the input of which is connected to two parts of the ship electrical network 6 and 7. From the network switch, the voltage through the radio interference filter 9 is supplied to the rectifier 24, and then through the filter 25 to the inverter dc / ac 26, increasing the frequency of the supply voltage, for example up to 1000 Hz. The output of the inverter 26 is connected to the primary windings of the matching transformer 10, the secondary windings of which are connected to a cable cable 4 connected to the primary windings of the matching transformer 11 of the first underwater part 2, installed on the garage-deepener, as well as to the rectifier 27 installed on the garage-deepener 2. The secondary windings of the matching transformer 11 are connected to the corresponding rectifiers 12 and 13, the voltage from which, through the filters 14 and 15, is supplied to the devices of the garage-deepener. In the second branch, containing a rectifier 27, a filter 28 and an inverter 29, the voltage enters the floating cable 5 with a frequency higher than the frequency of the inverter 26 of the onboard part of the system. The floating cable 5 is connected to the transformer 20 of the underwater part of the system 3.
В четвертом варианте системы, сначала частота питающего напряжения повышается инвертором 26, входящим в бортовую часть системы 1, например, до 1000 Гц. При этом обеспечивается снижение массы и габаритов согласующего трансформатора 11, установленного на гараже-заглубителе. С вторичных обмоток трансформатора 11, напряжение поступает на выпрямители 12 и 13 и фильтры 14 и 15. После выпрямления в выпрямителях 12 и 13, и фильтрации фильтрами 14 и 15, получают два постоянных напряжения (например, 300 B и 600 B), обеспечивающих питание лебедки и электроники гаража-заглубителя. Кроме того, в этом варианте напряжение повышенной частоты по кабель-тросу 4 поступает по параллельной ветви на выпрямитель 27, установленный в первой подводной части системы 2, и после фильтрации фильтром 28 - на инвертор 29, где частота повышается еще раз, например до 10000 Гц. Это напряжение с частотой, превышающей частоту напряжения, поступающего в кабель-трос, передается по короткому плавучему кабелю 5 на согласующий трансформатор 20 второй подводной части системы, установленной на подводном аппарате. Поскольку гараж-заглубитель и подводный аппарат соединены с помощью короткого плавучего кабеля (150-200 м), повышение частоты в этом варианте может достигать 10 кГц и выше.In the fourth embodiment of the system, first, the frequency of the supply voltage is increased by an inverter 26 included in the onboard part of the system 1, for example, up to 1000 Hz. This ensures a reduction in the mass and dimensions of the matching transformer 11 installed on the garage-burrower. From the secondary windings of the transformer 11, the voltage is supplied to the rectifiers 12 and 13 and the filters 14 and 15. After rectification in the rectifiers 12 and 13 and filtering by the filters 14 and 15, two constant voltages are obtained (for example, 300 V and 600 V), providing power Winches and electronics of a deepening garage. In addition, in this embodiment, the increased frequency voltage through the cable cable 4 is supplied in a parallel branch to the rectifier 27 installed in the first underwater part of the system 2, and after filtering by the filter 28, to the inverter 29, where the frequency rises again, for example, to 10,000 Hz . This voltage with a frequency exceeding the frequency of the voltage supplied to the cable cable is transmitted via a short floating cable 5 to the matching transformer 20 of the second underwater part of the system mounted on the underwater vehicle. Since the garage-deepener and the underwater vehicle are connected using a short floating cable (150-200 m), the frequency increase in this embodiment can reach 10 kHz and higher.
Таким образом, представленные варианты системы электроснабжения телеуправляемого подводного аппарата представляют собой устройства, позволяющие снизить потери мощности в кабель-тросе, обладающие простой структурой, освобождающие полезное пространство на подводном аппарате, обеспечивая возможность увеличить количество устройств для исследований и других целей, устанавливаемых на подводном аппарате.Thus, the presented options for the power supply system of a remote-controlled underwater vehicle are devices that can reduce power losses in the cable, having a simple structure, freeing up usable space on the underwater vehicle, providing the opportunity to increase the number of devices for research and other purposes installed on the underwater vehicle.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012117672/08U RU119905U1 (en) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM OF THE UNDERWATER TELEPHONE APPLIANCE FROM THE BOAT SHIP (OPTIONS) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012117672/08U RU119905U1 (en) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM OF THE UNDERWATER TELEPHONE APPLIANCE FROM THE BOAT SHIP (OPTIONS) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU119905U1 true RU119905U1 (en) | 2012-08-27 |
Family
ID=46938324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012117672/08U RU119905U1 (en) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM OF THE UNDERWATER TELEPHONE APPLIANCE FROM THE BOAT SHIP (OPTIONS) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU119905U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2750396C1 (en) * | 2020-12-28 | 2021-06-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Underwater vehicle power supply system |
| RU2759118C1 (en) * | 2020-07-03 | 2021-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Power supply device for a remote-controlled uninhabited underwater vehicle with direct current energy transmission via an spc cable |
-
2012
- 2012-04-27 RU RU2012117672/08U patent/RU119905U1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2759118C1 (en) * | 2020-07-03 | 2021-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Power supply device for a remote-controlled uninhabited underwater vehicle with direct current energy transmission via an spc cable |
| RU2750396C1 (en) * | 2020-12-28 | 2021-06-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" | Underwater vehicle power supply system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2554723C2 (en) | Aircraft power supply method and device (versions) | |
| EP2838174B1 (en) | Underwater power supply system | |
| RU2544380C2 (en) | Method and device for transmission of electric power | |
| US10150373B2 (en) | Compact charging device for electric vehicle | |
| US20160318591A1 (en) | Transmission of Power Underwater | |
| McGinnis et al. | Inductive power system for autonomous underwater vehicles | |
| RU2011132279A (en) | DC UNDER-POWER INVERTER | |
| US9413564B2 (en) | Transmitting electrical power and communication signals | |
| US20190296580A1 (en) | Output device for wireless charging | |
| CN203119510U (en) | Wireless charger | |
| WO2012120945A8 (en) | Power line communication system, connector device, and power line communication device | |
| EP3053773A1 (en) | System, method and apparatus for remote opportunity charging | |
| CN105979193A (en) | Electric power and communication data transmission system and method for remote operated vehicle | |
| RU119905U1 (en) | ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM OF THE UNDERWATER TELEPHONE APPLIANCE FROM THE BOAT SHIP (OPTIONS) | |
| CN109428325A (en) | A kind of deepwater robot power supply system | |
| JP2009050154A (en) | Power converter system for automotive vehicle | |
| JP6356879B2 (en) | Power receiving device, power transmitting device and electric vehicle | |
| KR20150066223A (en) | Apparatus for tethered unmanned aerial vehicle | |
| CN106274620A (en) | A kind of scalable, upset and the compartment of horizontal sliding | |
| CN105223898A (en) | Submarine observation network is plugged into the control system of base station | |
| RU2013149932A (en) | ELECTRIC VEHICLE WITH CHARGER ON-BOARD | |
| CN203289200U (en) | An underwater wireless laser electric energy transmission device | |
| RU46611U1 (en) | ELECTRIC SUPPLY SYSTEM OF THE TELE-CONTROLLED UNDERWATER VEHICLE FROM THE SHIP BOAT | |
| CN105098870B (en) | Cable winding device with transmitter | |
| CN113830272A (en) | Efficient subsea charging of subsea autonomous aircraft |