RU181202U1

RU181202U1 - VEHICLE MOTION SYSTEM

Info

Publication number: RU181202U1
Application number: RU2017145703U
Authority: RU
Inventors: Евгений Николаевич Коптяев; Евгений Николаевич Попков
Original assignee: Евгений Николаевич Коптяев
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2018-07-05

Abstract

Полезная модель относится к области судовых движителей и может быть использована в системах электродвижения судов с силовыми генераторами переменного тока. Техническим результатом является повышение эксплуатационных характеристик судовых движителей, таких как, улучшение электромагнитной совместимости и снижение их себестоимости. Технический результат достигается тем, что гребная электрическая установка судна содержит источник напряжения с двумя трехфазными обмотками, два реверсивных полупроводниковых коммутатора, гребной электродвигатель переменного тока, реверсивные полупроводниковые коммутаторы, которые включаются последовательно с трехфазными обмотками, чередуясь с ними, при этом начало первой трехфазной обмотки замыкается в общую точку, вторая трехфазная обмотка выполняется разомкнутой, так что начало ее фазных обмоток соединяется с выходом первого полупроводникового коммутатора, а конец упомянутых фазных обмоток соединяется с входом второго полупроводникового коммутатора, выход второго полупроводникового коммутатора подключается к трехфазному входу гребного электродвигателя. 9 ил.The utility model relates to the field of ship propulsion and can be used in electric propulsion systems of ships with power alternators. The technical result is to increase the operational characteristics of ship propulsion, such as improving electromagnetic compatibility and reducing their cost. The technical result is achieved by the fact that the rowing electric installation of the vessel contains a voltage source with two three-phase windings, two reversing semiconductor switches, an alternating current electric motor, reversing semiconductor switches that are connected in series with three-phase windings, alternating with them, while the beginning of the first three-phase winding closes to a common point, the second three-phase winding is open, so that the beginning of its phase windings is connected to the output of the first a semiconductor switch, and the end of said phase windings is connected to the input of the second semiconductor switch, the output of the second semiconductor switch is connected to a three-phase input of the propeller motor. 9 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель. Полезная модель относится к области судовых движителей и может быть использована в системах электродвижения судов с силовой сетью переменного тока.The technical field to which the utility model belongs. The utility model relates to the field of ship propulsion and can be used in electric propulsion systems of ships with AC power.

Уровень техники. Из уровня техники известен способ преобразования напряжения гребного электропривода и гребной электропривод для его осуществления [патент РФ №2489311], имеющий в своем составе источник напряжения, согласующий трансформатор, преобразователь частоты со звеном постоянного тока и с инвертором, гребной электродвигатель и блок управления преобразователем частоты, а способ преобразования напряжений гребного электропривода основан на последовательном согласовании напряжения питания, выпрямлении согласованного и инвертировании выпрямленного напряжений, при этом задают допустимые значения напряжений, токов и скоростей их изменения, преобразуют напряжение питания до начала его подключения, подключают преобразуемое уменьшенное до допустимого значения напряжение питания, управляют увеличением напряжения питания, измеряют преобразуемые напряжения и токи фаз, вычисляют скорости их изменения как производные напряжений и токов по времени, регулируют скорости этих изменений по результатам выполненных измерений и вычислений и в соответствии с заданными допустимыми значениями напряжений, токов и скоростей их изменения отключают преобразование напряжения питания при достижении им заданного значения, инвертируют выпрямленное напряжение и управляют гребным электроприводом в соответствии с заложенным алгоритмом.The level of technology. The prior art method for converting the voltage of a rowing electric drive and a rowing electric drive for its implementation [RF patent No. 2489311], comprising a voltage source, a matching transformer, a frequency converter with a DC link and an inverter, a rowing electric motor and a frequency converter control unit, and the method of converting the voltages of the propeller drive is based on sequentially matching the supply voltage, rectifying the matched and inverting the rectified about voltages, at the same time set permissible values of voltages, currents and rates of their change, convert the supply voltage before it starts connecting, connect the converted supply voltage reduced to an acceptable value, control the increase in supply voltage, measure the converted voltages and phase currents, calculate the rate of change as derivatives of voltages and currents with respect to time, regulate the rates of these changes according to the results of measurements and calculations and in accordance with specified permissible values voltages, currents and speeds of their changes turn off the conversion of the supply voltage when it reaches the specified value, invert the rectified voltage and control the electric propeller in accordance with the algorithm.

К недостаткам такого решения можно отнести наличие сглаживающего конденсатора большой емкости в звене постоянного тока, что приводит к снижению надежности и ресурса силовой части схемы, а также ухудшению габаритов. Работающий от звена постоянного тока инвертор работает в режиме прерывистых токов, и характеризуется плохой электромагнитной совместимостью с судовым электрооборудованием. Питание асинхронного гребного электродвигателя напряжением с широтно-импульсной модуляцией приводит к увеличению уровня его вибрации и снижению срока службы обмоток, а также повышенному нагреву кабельных трасс.The disadvantages of this solution include the presence of a large-capacity smoothing capacitor in the DC link, which leads to a decrease in the reliability and resource of the power part of the circuit, as well as a deterioration in dimensions. An inverter operating from a DC link operates in discontinuous current mode and is characterized by poor electromagnetic compatibility with marine electrical equipment. Power supply of an asynchronous outboard electric motor with voltage with pulse-width modulation leads to an increase in its vibration level and a decrease in the service life of the windings, as well as to an increased heating of cable routes.

Из уровня техники также известна система электродвижения судов [патент РФ на полезную модель №157368], содержащая два источника трехфазного напряжения, два согласующих трансформатора, двухканальный преобразователь частоты, гребной шестифазный асинхронный электродвигатель, при этом между источниками напряжения введена отключаемая перемычка, а каждый трансформатор имеет 6 вторичных многофазных обмоток, подключаемых к преобразователю частоты. Каждый канал преобразователя частоты имеет трехфазный выход и оснащается тремя комплектами из двух последовательно соединенных реверсивных мостов. Упомянутые комплекты реверсивных мостов каждого канала соединяются в звезду, образуя трехфазную систему напряжений, а выходы каналов преобразователя частоты через выключатели подключены к статорной обмотке шестифазного гребного электродвигателя.The ship’s electric propulsion system is also known from the prior art [RF patent for utility model No. 157368], which contains two three-phase voltage sources, two matching transformers, a two-channel frequency converter, a six-phase asynchronous rowing electric motor, and a disconnected jumper is introduced between the voltage sources, and each transformer has 6 secondary multiphase windings connected to a frequency converter. Each channel of the frequency converter has a three-phase output and is equipped with three sets of two series-connected reversible bridges. The mentioned sets of reversible bridges of each channel are connected to a star, forming a three-phase voltage system, and the outputs of the channels of the frequency converter through the switches are connected to the stator winding of a six-phase propeller motor.

К недостаткам такого решения относится использование трансформаторов для согласования уровней выходных напряжений каналов непосредственного преобразователя частоты, что приводит к значительному увеличению стоимости всей установки в целом, а также увеличению эксплуатационных потерь по причине снижения коэффициента полезного действия. Также к недостаткам относится значительное количество силовых полупроводниковых ключей, что ведет к увеличению себестоимости, и снижению надежности работы всей системы в целом.The disadvantages of this solution include the use of transformers to match the output voltage levels of the channels of the direct frequency converter, which leads to a significant increase in the cost of the entire installation as a whole, as well as an increase in operational losses due to a decrease in the efficiency. The disadvantages include a significant number of power semiconductor switches, which leads to an increase in cost, and a decrease in the reliability of the entire system.

Данное техническое решение является наиболее близким по своей технической сущности прототипом.This technical solution is the closest prototype in its technical essence.

Раскрытие полезной модели. Первое применение систем электродвижения судов практически совпало с появлением электричества на судах. В начале 20 века, с развитием техники, увеличивалась насыщенность судов электрооборудованием, что дало предпосылки развитию систем электродвижения. В дальнейшем, произошло значительное увеличение мощности судовых электроэнергетических систем, сопровождаемое увеличением числа потребителем. Появление атомных энергетических установок, например на ледоколах, открыло новые перспективы для развития систем электродвижения судов.Disclosure of a utility model. The first use of ship electric propulsion systems almost coincided with the appearance of electricity on ships. At the beginning of the 20th century, with the development of technology, the saturation of ships with electrical equipment increased, which gave rise to the development of electric propulsion systems. In the future, there was a significant increase in the power of marine electric power systems, accompanied by an increase in the number of consumers. The advent of nuclear power plants, for example, on icebreakers, has opened up new prospects for the development of ship electric propulsion systems.

В настоящее время мировой тенденцией является использование систем электродвижения переменного тока - как на кораблях, так и на гражданских судах, например арктических ледоколах. В таких системах регулировка оборотов гребного асинхронного электродвигателя реализуется за счет статических преобразователей частоты. Системы электродвижения с двигателями постоянного тока (ДПТ) имеют несколько большие габариты, и меньший ресурс из-за наличия коллектора и щеточного аппарата. Последнее делает затруднительным создание особо мощных гребных приводов на основе ДПТ для атомных ледоколов.Currently, the global trend is the use of AC electric propulsion systems - both on ships and on civilian vessels, such as Arctic icebreakers. In such systems, the speed control of the propeller asynchronous electric motor is realized through static frequency converters. Electric propulsion systems with DC motors (DC motors) have somewhat larger dimensions and less resource due to the presence of a collector and a brush apparatus. The latter makes it difficult to create a particularly powerful propulsion drives based on DPT for atomic icebreakers.

Наиболее распространенным типом являются преобразователи частоты с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Более высокая по сравнению с классическими преобразователями частота коммутации полупроводниковых ключей вызывает повышенный нагрев и снижает долговечность модулей, а разрыв тока требует снабберных цепей для гашения коммутационных выбросов [1]. Одним из путей повышения качества ШИМ является применение многоуровневых преобразователей, в которых тем или иным способом достигается разделение напряжения питания на несколько уровней, что позволяет приблизить форму выходного напряжения к синусоиде и улучшить его гармонический состав. Чаще всего в многоуровневых преобразователях используют высоковольтные конденсаторы на большую емкость, что ведет к ухудшению габаритов преобразователя и снижения его надежности ввиду относительно низкой вероятности безотказной работы таких конденсаторов. Повышение частоты коммутации полупроводниковых ключей ведет к ухудшению электромагнитной совместимости и снижению надежности их работы.The most common type are pulse width modulated (PWM) frequency converters. A higher switching frequency of semiconductor switches than classical converters causes increased heating and reduces the durability of the modules, and current breaking requires snubber circuits to suppress switching emissions [1]. One of the ways to improve the quality of PWM is the use of multilevel converters, in which one way or another, the separation of the supply voltage into several levels is achieved, which makes it possible to approximate the shape of the output voltage to a sinusoid and improve its harmonic composition. Most often, multilevel converters use high-voltage capacitors with a large capacity, which leads to a deterioration in the dimensions of the converter and a decrease in its reliability due to the relatively low probability of failure-free operation of such capacitors. Increasing the switching frequency of semiconductor switches leads to a deterioration in electromagnetic compatibility and a decrease in the reliability of their operation.

Таким образом, главной технической проблемой современной судовой преобразовательной техники можно признать процесс коммутации тока, а решением ее - снижение коммутационных выбросов и улучшение формы выходного напряжения. Осциллограмму напряжения одного из таких преобразователей, реализующего многоуровневую широтно-импульсную модуляцию, можно увидеть на фигуре 1.Thus, the process of current switching can be recognized as the main technical problem of modern ship converting technology, and its solution is to reduce switching emissions and improve the shape of the output voltage. The voltage waveform of one of these converters, which implements multilevel pulse-width modulation, can be seen in figure 1.

Как правило, в используемых на судах статических преобразователях для гребных установок, трансформаторы применяются главным образом для согласования напряжения питающей сети с напряжением на выходе преобразователя [2]. В мощных статических преобразователях частоты, чаще всего, используется звено постоянного тока, получаемое выпрямлением переменного напряжения сети, а для гальванической развязки и согласования напряжения используется силовой трансформатор.As a rule, in the static converters used on ships for rowing installations, transformers are mainly used for matching the supply voltage with the voltage at the converter output [2]. In powerful static frequency converters, most often, a DC link is used, obtained by rectifying an alternating voltage of the network, and a power transformer is used for galvanic isolation and voltage matching.

Также существует класс преобразователей переменного напряжения одной частоты в переменное напряжение другой частоты [1, 2]. Подобные устройства преобразования частоты без промежуточного звена постоянного тока получили название преобразователей с непосредственной связью (непосредственных преобразователей частоты, НПЧ).There is also a class of converters of alternating voltage of one frequency to alternating voltage of another frequency [1, 2]. Such frequency conversion devices without an intermediate DC link are called direct-coupled converters (direct frequency converters, NFC).

Основу любого НПЧ составляет трехфазный реверсивный коммутатор (трехфазный мост), подключенный к источнику переменного напряжения и нагрузке. Трехфазные НПЧ образуются соединением трех многофазных реверсивных мостов (которые известны из уровня техники и подробно описаны в учебной литературе по преобразовательной технике), при этом для соединения фаз нагрузки в звезду используют трансформаторы с раздельными вторичными обмотками, как это показано на фигуре 2.The basis of any low-frequency converter is a three-phase reversing switch (three-phase bridge) connected to an AC voltage source and load. Three-phase LPCs are formed by connecting three multiphase reversible bridges (which are known from the prior art and are described in detail in the educational literature on the converter technique), while transformers with separate secondary windings are used to connect the phases of the load in the star, as shown in figure 2.

Показанная на фигуре 2 схема электропривода с преобразователем НПЧ характеризуется большим числом полупроводниковых ключей, и повышенной себестоимостью из-за необходимости использовать силовые трансформаторы для гальванической развязки.Shown in figure 2, the drive circuit with the low-frequency converter is characterized by a large number of semiconductor switches, and increased cost due to the need to use power transformers for galvanic isolation.

Непосредственные преобразователи можно охарактеризовать как случай кусочно-синусоидальной модуляции выходного напряжения, поскольку выходное напряжение формируется из фрагментов синусоиды с частотой питающей сети. При этом на выходе преобразователя для любого момента времени возможно получение фрагментов как спадающего, так и возрастающего фронта синусоиды, что объясняется симметричным сдвигом напряжений между фазами.Direct converters can be described as the case of piecewise sinusoidal modulation of the output voltage, since the output voltage is formed from fragments of a sinusoid with a frequency of the supply network. At the same time, at the output of the converter for any moment of time, it is possible to obtain fragments of both a decreasing and increasing front of the sinusoid, which is explained by a symmetric shift of the voltage between the phases.

Существует несколько алгоритмов формирования выходного напряжения НПЧ, изображенных на фигуре 3 и фигуре 4. Показанный на фигуре 3 вариант имеет наихудшие гармонические искажения, и используется преимущественно в преобразователях с не полностью управляемыми ключами (тиристорами). На фигуре 4 показано формирование выходного напряжения, состоящего из аналогичных фрагментов питающего напряжения, так что восходящий фронт состоит из восходящих фрагментов, а нисходящий фронт - из нисходящих фрагментов. Это обеспечивает лучшее качество выходного напряжения.There are several algorithms for generating the output voltage of the NPF, shown in figure 3 and figure 4. The option shown in figure 3 has the worst harmonic distortion, and is used mainly in converters with incompletely controlled keys (thyristors). The figure 4 shows the formation of the output voltage, consisting of similar fragments of the supply voltage, so that the ascending front consists of ascending fragments, and the descending front of the descending fragments. This provides the best quality output voltage.

Из уровня техники известен альтернативный способ преобразования, так что выходное напряжение формируется из суммы обратных фрагментов двух каналов напряжения (фигура 5). Данный вариант характеризуется наилучшим приближением формы выходного напряжения преобразователя к синусоидальной, и позволяет реализовать режим квази-естественной коммутации без разрыва кривой тока. Реализация такого алгоритма возможна при использовании полупроводниковых коммутаторов с полностью управляемыми ключами (например, IGBT транзисторами).An alternative conversion method is known in the art, so that the output voltage is formed from the sum of the inverse fragments of the two voltage channels (Figure 5). This option is characterized by the best approximation of the shape of the output voltage of the converter to sinusoidal, and allows you to implement a quasi-natural switching mode without breaking the current curve. The implementation of this algorithm is possible using semiconductor switches with fully controllable keys (for example, IGBT transistors).

В результате суммирования напряжений двух последовательно соединенных реверсивных мостов, формируется гладкая выходная функция без разрывов, и коммутация вентилей происходит в моменты равенства ЭДС, что соответствует естественной коммутации без разрыва кривой тока.As a result of summing the voltages of two series-connected reversible bridges, a smooth output function is formed without gaps, and the switching of the valves occurs at the moments of equality of the EMF, which corresponds to natural switching without breaking the current curve.

Такое преобразование используется в системе электродвижения судов, выбранной за основной прототип, и показанной на фигуре 6. Для получения трехфазного выходного напряжения в ней используется три комплекта последовательно соединенных реверсивных мостов, при этом каждый мост получает питание от отдельной трехфазной вторичной обмотки силового трансформатора, каждая фаза выходного напряжения получается последовательным соединением двух мостов - как изображено на фигуре 7. Комплекты реверсивных мостов соединяются "звездой" по классической схеме, образуя трехфазную систему напряжений.Such a conversion is used in the ship’s electric propulsion system, selected for the main prototype, and shown in figure 6. To obtain a three-phase output voltage, it uses three sets of series-connected reversible bridges, with each bridge receiving power from a separate three-phase secondary winding of the power transformer, each phase the output voltage is obtained by the serial connection of two bridges - as shown in figure 7. Sets of reversible bridges are connected by a "star" in the classical th circuit, forming a three-phase voltage system.

Недостатком такой системы электродвижения является ее значительная громоздкость, очевидно большое количество полупроводниковых ключей, и использование силовых многообмоточных трансформаторов большой мощности, что повышает себестоимость системы. Для реализации такой системы требуется 72 IGBT транзистора на трехфазный канал, и 144 IGBT транзистора для работы в шестифазном режиме. Такая система технически реализуема, однако является громоздкой.The disadvantage of such an electromotive system is its considerable bulkiness, obviously a large number of semiconductor switches, and the use of multi-winding power transformers of high power, which increases the cost of the system. To implement such a system requires 72 IGBT transistors per three-phase channel, and 144 IGBT transistors to operate in six-phase mode. Such a system is technically feasible, but is cumbersome.

Как известно, использование в изменяемом по оборотам электроприводе преобразователя частоты требует регулирования его выходного напряжения [3], в зависимости от скорости вращения. Такое регулирование принципиально невозможно в системе электродвижения, принятой за основной прототип, что является ее главным недостатком.As is known, the use of a frequency converter in a variable speed drive requires the regulation of its output voltage [3], depending on the speed of rotation. Such regulation is fundamentally impossible in the electric propulsion system adopted as the main prototype, which is its main drawback.

На фигуре 8 изображена принципиальная схема предлагаемой системы электродвижения, не имеющей указанных недостатков основного прототипа. Здесь питание системы осуществляется напрямую от обмоток судового генератора переменного тока, таким образом, предлагаемое решение является интегрированным в судовую электроэнергетическую систему. В таком случае преобразователь и судовой источник электроэнергии (генератор) образуют неразрывно связанную систему электродвижения, с непосредственным преобразованием частоты.The figure 8 shows a schematic diagram of the proposed electric propulsion system that does not have these disadvantages of the main prototype. Here, the system is powered directly from the windings of the ship's alternator, so the proposed solution is integrated into the ship’s electric power system. In this case, the converter and the ship's electric power source (generator) form an inextricably linked electric propulsion system, with direct frequency conversion.

Главное преимущество такой системы - в возможности регулирования выходного напряжения, подаваемого на гребной электродвигатель, путем регулирования тока возбуждения источника (генератора), что принципиально невозможно (для широкого диапазона) в основном прототипе по причине использования трансформаторов, режим работы которых существенно зависит от питающего напряжения. Также в предлагаемой системе электродвижения решается задача уменьшения числа полупроводниковых ключей, которое благодаря последовательному включению коммутаторов и обмоток снижается до 36 IGBT транзисторов.The main advantage of such a system is the ability to control the output voltage supplied to the propeller motor by controlling the excitation current of the source (generator), which is fundamentally impossible (for a wide range) in the main prototype due to the use of transformers, the operation mode of which significantly depends on the supply voltage. Also, the proposed electric motor system solves the problem of reducing the number of semiconductor switches, which due to the sequential switching of switches and windings is reduced to 36 IGBT transistors.

Снижение числа полупроводниковых ключей обусловлено следующим. В известном из уровня техники решении, выбранном за основной прототип, применены трехфазные реверсивные коммутаторы (мосты), осуществляющие формирование однофазного напряжения. Напряжения включенных последовательно упомянутых коммутаторов суммируются, формируя выходное напряжение одной фазы. Получение трехфазной системы в таком случае требует включения по схеме "звезда" трех пар коммутаторов. Это и является причиной столь большого числа ключей (72 транзистора для трехфазного выхода). В предлагаемом решении, производится перекоммутация напряжений фазных обмоток, что исключает промежуточное преобразование в однофазное напряжение.The decrease in the number of semiconductor switches is due to the following. In the prior art solution, selected as the main prototype, three-phase reversing switches (bridges) are used to realize the formation of a single-phase voltage. The voltages of the switches included in series are summed, forming the output voltage of one phase. Obtaining a three-phase system in this case requires the inclusion of three pairs of switches according to the star scheme. This is the reason for such a large number of keys (72 transistors for three-phase output). In the proposed solution, the switching of the voltage of the phase windings is performed, which eliminates the intermediate conversion into a single-phase voltage.

На фигуре 9 изображена функциональная схема предлагаемой системы электродвижения. Здесь судовой источник (генератор) имеет две трехфазные обмотки, первая из которых началом своих фазных обмоток замыкается в общую точку, а концами упомянутых обмоток подключается к входу первого реверсивного полупроводникового коммутатора. Вторая трехфазная обмотка выполняется разомкнутой без общей точки, начала ее фазных обмоток подключаются к выходу первого реверсивного полупроводникового коммутатора, а концы упомянутых фазных обмоток подключаются к входу второго реверсивного полупроводникового коммутатора. Выход второго реверсивного полупроводникового коммутатора подключается к входу гребного электродвигателя переменного тока.The figure 9 shows a functional diagram of the proposed electric propulsion system. Here, the ship's source (generator) has two three-phase windings, the first of which closes to a common point by the beginning of its phase windings, and connects to the input of the first reversing semiconductor switch with the ends of the mentioned windings. The second three-phase winding is open without a common point, the beginnings of its phase windings are connected to the output of the first reversing semiconductor switch, and the ends of the phase windings are connected to the input of the second reversing semiconductor switch. The output of the second reversing semiconductor switch is connected to the input of the AC propeller motor.

Снижение числа полупроводниковых ключей в 2 раза является существенным преимуществом такой системы, одновременно решается задача уменьшения массы и габаритов - и как следствие, себестоимости всей установки в целом, а также повышения надежности.A 2-fold reduction in the number of semiconductor switches is a significant advantage of such a system; at the same time, the task of reducing the weight and dimensions - and as a result, the cost of the entire installation as a whole, as well as improving reliability - is being solved.

Заявляемая полезная модель является новым решением, имеющим следующие принципиальные отличия от прототипа:The inventive utility model is a new solution having the following fundamental differences from the prototype:

- для преобразования частоты предложено использовать последовательное включение обмоток и их полупроводниковых коммутаторов, что позволило существенно снизить количество полупроводниковых ключей;- for frequency conversion, it is proposed to use the series connection of the windings and their semiconductor switches, which significantly reduced the number of semiconductor switches;

- предложенное решение является интегрированным с судовым источником электроэнергии (генератором), при этом обмотки генератора входят в состав схемы системы электродвижения;- the proposed solution is integrated with the ship's electric power source (generator), while the generator windings are part of the circuit of the electric propulsion system;

- предложенное решение не содержит согласующих силовых трансформаторов, что позволило снизить массу и стоимость;- the proposed solution does not contain matching power transformers, which allowed to reduce weight and cost;

- предложенное решение позволяет регулировать выходное напряжение гребного электропривода за счет управления током обмотки возбуждения судового генератора.- the proposed solution allows you to adjust the output voltage of the propeller electric drive by controlling the excitation winding current of the ship generator.

Таким образом, совокупность существенных признаков решения приводит к новому техническому результату - значительному повышению эксплуатационных качеств системы электродвижения, в том числе улучшению электромагнитной совместимости, существенному снижению числа полупроводниковых ключей, снижению себестоимости за счет отказа от силовых трансформаторов, появлению возможности изменения выходного напряжения за счет регулирования обмотки возбуждения генератора.Thus, the set of essential features of the solution leads to a new technical result - a significant increase in the performance of the electromotive system, including improved electromagnetic compatibility, a significant reduction in the number of semiconductor switches, cost reduction due to the rejection of power transformers, and the possibility of changing the output voltage due to regulation field winding generator.

Краткое описание чертежей. На фигуре 1 изображена осциллограмма выходного напряжения промышленной серийно выпускаемой гребной установки мощностью 1,5 МВт. На фигуре 2 изображена принципиальная схема промышленного непосредственного преобразователя частоты. Здесь 1 - электродвигатель, 2 - полупроводниковый коммутатор. На фигуре 3 изображен график выходного напряжения непосредственного преобразователя частоты с обратными фронтами. На фигуре 4 изображен график выходного напряжения непосредственного преобразователя частоты с прямыми фронтами. На фигуре 5 изображен график выходного напряжения двухканального непосредственного преобразователя частоты с суммированием прямых и обратных фронтов. На фигуре 6 изображена функциональная схема системы электродвижения с двухканальным непосредственным преобразованием частоты, трансформаторами на входе и шестифазным гребным электродвигателем. Здесь 1 - электродвигатель, 2 - полупроводниковый коммутатор, 3 - судовые генераторы. На фигуре 7 изображена принципиальная схема одной фазы двухканального непосредственного преобразователя частоты. На фигуре 8 изображена принципиальная схема системы электродвижения с интегрированным двухканальным непосредственным преобразованием частоты. Здесь 1 - электродвигатель, 2 - полупроводниковый коммутатор, 4 - трехфазная обмотка судового генератора. На фигуре 9 изображена функциональная схема системы электродвижения с интегрированным двухканальным непосредственным преобразованием частоты. Здесь 1 - электродвигатель, 2 - полупроводниковый коммутатор, 3 - судовой генератор, 4 - трехфазная обмотка судового генератора.A brief description of the drawings. The figure 1 shows a waveform of the output voltage of an industrial commercially available rowing installation with a capacity of 1.5 MW. The figure 2 shows a schematic diagram of an industrial direct frequency converter. Here 1 is an electric motor, 2 is a semiconductor switch. The figure 3 shows a graph of the output voltage of a direct frequency converter with reverse edges. The figure 4 shows a graph of the output voltage of a direct frequency converter with straight edges. The figure 5 shows a graph of the output voltage of a two-channel direct frequency converter with the summation of the forward and reverse edges. The figure 6 shows a functional diagram of an electric propulsion system with two-channel direct frequency conversion, input transformers and a six-phase propeller motor. Here 1 is an electric motor, 2 is a semiconductor switch, 3 are ship's generators. The figure 7 shows a schematic diagram of one phase of a two-channel direct frequency converter. Figure 8 shows a schematic diagram of an electric propulsion system with integrated dual-channel direct frequency conversion. Here 1 is an electric motor, 2 is a semiconductor switch, 4 is a three-phase winding of a ship generator. The figure 9 shows a functional diagram of an electric propulsion system with integrated dual-channel direct frequency conversion. Here 1 is an electric motor, 2 is a semiconductor switch, 3 is a ship generator, 4 is a three-phase winding of a ship generator.

Список использованной литературы.List of used literature.

1. Зиновьев Г.С.Силовая электроника. - М.: Юрайт, 2012. 667 с.1. Zinoviev G.S. Power electronics. - M .: Yurayt, 2012.667 s.

2. Дмитриев Б.Ф., Рябенький В.М., Черевко А.И., Музыка М.М. Судовые полупроводниковые преобразователи: учебник. - Архангельск: Изд-во САФУ, 2015. - 556 с.2. Dmitriev B.F., Ryabenky V.M., Cherevko A.I., Music M.M. Marine semiconductor converters: a textbook. - Arkhangelsk: Publishing House of NArFU, 2015 .-- 556 p.

3. Г.В. Новиков Частотное управление асинхронными электродвигателями. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. - 498 с.3. G.V. Novikov Frequency control of asynchronous electric motors. - M.: Publishing House of MSTU. N.E. Bauman, 2016 .-- 498 p.

Claims

Rowing electrical installation of the vessel, containing a voltage source with two three-phase windings, two reversing semiconductor switches, an alternating current electric propulsion motor, and characterized in that the reversing semiconductor switches are connected in series with three-phase windings, alternating with them, while the beginning of the first three-phase winding closes into a common point, the second three-phase winding is open, so that the beginning of its phase windings is connected to the output of the first semiconductor switch torus, and the end of said phase windings is connected to an input of the second semiconductor switch, the output of the second semiconductor switch is connected to the three-phase input of the propeller motor.