RU16417U1

RU16417U1 - SHIPBOARD VALOGENERATORY INSTALLATION

Info

Publication number: RU16417U1
Application number: RU2000116721/20U
Authority: RU
Inventors: А.О. Третьяков; В.Г. Титов; О.С. Хватов; М.Л. Горланов; С.Е. Залетнов
Original assignee: Нижегородский государственный технический университет
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2000-12-27

Abstract

Судовая валогенераторная установка, содержащая асинхронную машину, полупроводниковый преобразователь с датчиком тока, регулятор тока, регулятор напряжения, датчик напряжения, датчик положения ротора, регулятор тока, регулятор частоты напряжения, датчик частоты напряжения, систему управления преобразователем, отличающаяся тем, что в нее введены регулируемый тиристорный источник реактивной мощности (ТИРМ), система управления им, выход ТИРМ подключен к сети переменного тока, а вход - к системе управления ТИРМ.Marine shaft generator set containing an asynchronous machine, a semiconductor converter with a current sensor, current regulator, voltage regulator, voltage sensor, rotor position sensor, current regulator, voltage frequency regulator, voltage frequency sensor, converter control system, characterized in that it incorporates an adjustable thyristor reactive power source (TIRM), its control system, the TIRM output is connected to an alternating current network, and the input is connected to the TIRM control system.

Description

СУДОВАЯ ВАЛОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКАSHIPBOARD VALOGENERATORY INSTALLATION

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в качестве судовой валогенераторной установки переменного тока стабильной частоты и амплитуды напряжения.The utility model relates to electrical engineering and can be used as a ship shaft generator unit of alternating current of a stable frequency and voltage amplitude.

Известна судовая валогенераторная установка, защищенная авторским свидетельством СССР №1042152, кл. Н 02 Р 9/42, 15.09.83, включающая в себя генератор стабильной частоты, дифференциальный механизм и канал регулирования передаточного числа дифференциального механизма, включающий регулирующую мащину постоянного тока, соединенную с регулирующим валом дифференциального механизма, и блок регулирования частоты вращения регулирующей машины, соединенный с выходным валом механизма и включающий блок управления, датчики частоты вращения главного двигателя, датчики частоты тока генератора стабильной частоты и элемент изменения частоты вращения регулирующей мащины, выполненной в виде тиристорного преобразователя переменно-постоянного тока.Known ship shaft generator set, protected by copyright certificate of the USSR No. 1042152, class. H 02 P 9/42, 09/15/83, including a stable frequency generator, a differential mechanism and a gear ratio control channel of a differential mechanism, including a DC regulating machine connected to the regulating shaft of the differential mechanism, and a speed control unit of the regulating machine connected with the output shaft of the mechanism and including the control unit, the speed sensors of the main engine, the current frequency sensors of the stable frequency generator and the element for changing the speed of the reg incriminating machine, made in the form of a thyristor AC-DC converter.

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает достаточной надежности и долговечности работы, а также возможностей увеличения быстродействия, увеличенные масса, габариты. Это объясняется тем, что в системе используется достаточно инерционное и малонадежное звено - дифферениальный механизм.A disadvantage of the known device is that it does not provide sufficient reliability and durability, as well as the possibility of increasing speed, increased weight, dimensions. This is because the system uses a fairly inertial and unreliable link - the differential mechanism.

20001167212000116721

МКИ Н 02 Р 9/42 MKI N 02 P 9/42

в качестве прототипа выбрана судовая валогенераторная установка, защищенная авторским свидетельством на полезную модель №8849 Судовая валогенераторная установка от 16.12.98, включающая в себя асинхронную машину, полупроводниковый преобразователь с датчиком тока, регулятор напряжения, датчик напряжения, датчик положения ротора, регулятор тока, регулятор частоты напряжения, датчик частоты напряжения, систему управления преобразователем.the ship shaft generator set, protected by the copyright certificate for utility model No. 8849, the ship shaft generator set from 12/16/98, which includes an asynchronous machine, a semiconductor converter with a current sensor, voltage regulator, voltage sensor, rotor position sensor, current regulator, regulator, is selected as a prototype voltage frequency, voltage frequency sensor, converter control system.

Недостатком известного устройства является низкий КПД, что объясняется загруженностью асинхронного генератора (А Г) реактивной мощностью.A disadvantage of the known device is its low efficiency, which is explained by the load of the asynchronous generator (AG) with reactive power.

Предлагаемой полезной моделью решается задача совершенствования судовой валогенераторной установки.The proposed utility model solves the problem of improving the ship shaft generator.

Технический результат от использования полезной модели заключается в увеличении КПД системы за счет более оптимального использования по мощности АГ.The technical result from the use of a utility model is to increase the efficiency of the system due to a more optimal use of AG power.

Указанный технический результат достигается тем, что в судовую валогенераторную установку, содержащую асинхронную машину, полупроводкккоЕый преобразователь с датчиком тока, регулятор напряжения, датчр1к напряжения, датчик положения ротора, регулятор тока, регулятор частоты напряжения, датчик частоты напряжения, систему управления преобразователем введены тиристорный источник реактив,,„ ,.,„,,/Т-ТДГ Л /f ,,ТГТЛПЛ/f The specified technical result is achieved by the fact that a thyristor source reagent is introduced into the ship shaft generator set containing an asynchronous machine, a semiconductor converter with a current sensor, a voltage regulator, a voltage sensor, a rotor position sensor, a current regulator, a voltage frequency regulator, a voltage frequency sensor, and a converter control system ,, „,.,„ ,, / T-TDG L / f ,, TGTLPL / f

го ii(o U %.go ii (o U%.

На фиг показана структурная схема судовой валогенераторной установки. Установка содержит асинхронную машину 1 с фазным ротором, полупроводниковый преобразователь 2, датчик тока 3, регулятор тока 4, датчик напряжения 5, регулятор напряжения 6, датчик частоты напряжения 7, регулятор частоты напряжения 8, датчик положения ротора 9, систему управления 10 полупроводниковым преобразователем 2, ТИРМ 11, систему управления ТИРМ 12, причем полупроводниковый преобразователь 2 подключен к выводам обмоток ротора асинхронной машины 1 одним входом, а другим входом к сети переменного тока, выход ТИРМ 11 подключен к сети переменного тока, а вход к системе управления ТИРМ 12, выход регулятора частоты напряжения 8 подключен к первому входу регулятора тока 4, а второй вход регулятора тока 4 - к выходу датчика тока 3, первый вход системы управления 10 преобразователем 2 подсоединен к выходу регулятора тока 4, второй вход системы управления 10 преобразователем 2 подсоединен к выходу регулятора частоты напряжения 8, а выход системы управления 10 - к полупроводниковому преобразователю 2, выход датчика частоты напряжения 7 подключен к первому входу регулятора частоты напряжения 8, а второй вход регулятора частоты напряжения 8 - к источнику задания частоты напряжения (на фиг. не показан), выход датчика напряжения 5 подключен к первому входу регулятора напряжения 6, а второй вход регулятора напряжения 6 - к источнику задания напряжения (на фиг. не показан), датчик положения ротора 9 подсоединен своим выходом к третьему входу системы управленияOn Fig shows a structural diagram of a ship shaft generator. The installation comprises an asynchronous machine 1 with a phase rotor, a semiconductor converter 2, a current sensor 3, a current regulator 4, a voltage sensor 5, a voltage regulator 6, a voltage frequency sensor 7, a voltage frequency regulator 8, a rotor position sensor 9, a control system 10 of a semiconductor converter 2 , TIRM 11, the control system TIRM 12, and the semiconductor converter 2 is connected to the terminals of the windings of the rotor of the asynchronous machine 1 with one input and the other with an AC input, the output of TIRM 11 is connected to an AC network current, and the input to the TIRM control system 12, the output of the voltage frequency regulator 8 is connected to the first input of the current regulator 4, and the second input of the current regulator 4 is connected to the output of the current sensor 3, the first input of the control system 10 of the converter 2 is connected to the output of the current regulator 4, the second input of the control system 10 of the converter 2 is connected to the output of the voltage frequency regulator 8, and the output of the control system 10 is connected to the semiconductor converter 2, the output of the voltage frequency sensor 7 is connected to the first input of the voltage frequency regulator 8, and w swarm input frequency voltage regulator 8 - to the frequency reference source voltage (in FIG. not shown), the output of the voltage sensor 5 is connected to the first input of the voltage regulator 6, and the second input of the voltage regulator 6 is connected to the voltage reference source (not shown in Fig.), the rotor position sensor 9 is connected by its output to the third input of the control system

10 преобразователем 2, второй выход регулятора напряжения 6 подсоединен ко входу системы управления ТИРМ 12.10 Converter 2, the second output of the voltage regulator 6 is connected to the input of the control system TIRM 12.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При работе ДВС на скорости менее соо система управления 10 полупроводниковым преобразователем переменного тока обеспечивает работу полупроводникового преобразователя 2 переменного тока в инверторном режиме по отношению к ЭДС ротора и в выпрямительном - к напряжению сети. При этом асинхронная машина 1, работает генератором стабильной частоты работает с двухканальной системой регулирования частоты и напряжения. Механическая энергия ДВС преобразуется в электрическую и при возбуждении ротора рекуперируется в сеть по статорной цепи за вычетом потерь в генераторе стабильной частоты и полупроводниковом преобразователе 2 переменного тока.When the internal combustion engine operates at a speed less than coo, the control system 10 of the AC semiconductor converter provides operation of the AC semiconductor converter 2 in inverter mode with respect to the rotor EMF and in the rectifier mode to the mains voltage. In this case, the asynchronous machine 1, works as a stable frequency generator, works with a two-channel frequency and voltage control system. The mechanical energy of the internal combustion engine is converted into electrical energy and when the rotor is excited, it is recovered into the network via the stator circuit minus losses in the stable frequency generator and AC semiconductor converter 2.

При скорости ДВС более шо полупроводниковый преобразователь 2 переменного тока работает в выпрямительном режиме по отношению к ЭДС ротора и в инверторном - к напряжению сети. Механическая энергия ДВС преобразуется в электрическую и за вычетом потерь рекуперируется в сеть через статор генератора стабильной частоты и полупроводниковый преобразователь 2 переменного тока.At an internal combustion engine speed, the AC semiconductor converter 2 operates in the rectifier mode with respect to the rotor EMF and in the inverter mode with respect to the mains voltage. The mechanical energy of the internal combustion engine is converted into electrical energy and, minus losses, is recovered into the network through the stator of a stable frequency generator and a semiconductor AC converter 2.

Система управления 10 полупроводниковым преобразователем 2 переменного тока во всех режимах работы преобразует выходной сигнал регулятора тока 4 в импульсы управления тиристорами полупроводниг i(( ( 4.The control system 10 of the AC semiconductor converter 2 in all operating modes converts the output signal of the current regulator 4 into control pulses of the semiconductor thyristors i (((4.

нового преобразователя 2 и совместно с датчиком положения ротора 9 синхронизирует его работу с сетью при переменной частоте вращения.new converter 2 and together with the rotor position sensor 9 synchronizes its operation with the network at a variable speed.

При изменении частоты напряжения сети сигнал, вырабатываемый датчиком частоты напряжения 7, поступает на вход регулятора частоты напряжения 8, на другой вход которого поступает сигнал с источника задания частоты. Это приводит к изменению сигнала на выходе регулятора частоты напряжения 8, который является заданием для регулятора тока 4. При этом изменяется сигнал на выходе регулятора тока 4, а система управления 10 полупроводниковым преобразователем 2 переменного тока обеспечивает изменение угла управления полупроводниковым преобразователем 2, по отношению к напряжению сети, что приводит к изменению величины тока ротора, которая отслеживается датчиком тока 3, и, следовательно к стабилизации частоты напряжения. При изменении величины напряжения сигнал с датчика напряжения 5 поступает на вход регулятора напряжения 6, на другой вход которого поступает сигнал источника задания напряжения. Это приводит к изменению сигнала на выходе регулятора напряжения 6, который поступает в систему управления 10 полупроводниковым преобразователем 1 и систему управления Т ИРМ 12, обеспечивая изменение угла управления полупроводниковым преобразователем 2 по отношению к ЭДС ротора и ТИРМ 11, и, следовательно, к стабилизации напряжения сети.When changing the frequency of the mains voltage, the signal generated by the voltage frequency sensor 7 is fed to the input of the voltage frequency regulator 8, the other input of which receives a signal from the frequency reference source. This leads to a change in the signal at the output of the voltage regulator 8, which is the task for the current regulator 4. This changes the signal at the output of the current regulator 4, and the control system 10 of the semiconductor converter 2 of the alternating current provides a change in the control angle of the semiconductor converter 2, with respect to mains voltage, which leads to a change in the magnitude of the rotor current, which is monitored by the current sensor 3, and, therefore, to stabilize the frequency of the voltage. When the voltage value changes, the signal from the voltage sensor 5 is fed to the input of the voltage regulator 6, the other input of which receives the signal of the voltage reference source. This leads to a change in the signal at the output of the voltage regulator 6, which enters the control system 10 of the semiconductor converter 1 and the control system T IRM 12, providing a change in the control angle of the semiconductor converter 2 with respect to the rotor EMF and TIRM 11, and, therefore, to stabilize the voltage network.

Предлагаемая судовая валогенераторная установка имеет увеличенный КПД асинхронной машины за счет ее максимальной загрузки активной мощностью и разгрузки но реактивной мощности.The proposed ship shaft generator set has an increased efficiency of an asynchronous machine due to its maximum load with active power and unloading but reactive power.

Claims

A ship shaft generator set containing an asynchronous machine, a semiconductor converter with a current sensor, a current regulator, a voltage regulator, a voltage sensor, a rotor position sensor, a current regulator, a voltage frequency regulator, a voltage frequency sensor, a converter control system, characterized in that an adjustable thyristor reactive power source (TIRM), its control system, the TIRM output is connected to an alternating current network, and the input is connected to the TIRM control system.