RU2489311C2 - Method of propeller electric drive voltage conversion and propeller electric drive to this end - Google Patents

Method of propeller electric drive voltage conversion and propeller electric drive to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2489311C2
RU2489311C2 RU2011143056/11A RU2011143056A RU2489311C2 RU 2489311 C2 RU2489311 C2 RU 2489311C2 RU 2011143056/11 A RU2011143056/11 A RU 2011143056/11A RU 2011143056 A RU2011143056 A RU 2011143056A RU 2489311 C2 RU2489311 C2 RU 2489311C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
power unit
input
electric drive
voltages
Prior art date
Application number
RU2011143056/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011143056A (en
Inventor
Борис Андреевич Балабанов
Владимир Алексеевич Паршиков
Владимир Сергеевич Лебедев
Валентин Алексеевич Хомяк
Вадим Константинович Самсыгин
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority to RU2011143056/11A priority Critical patent/RU2489311C2/en
Publication of RU2011143056A publication Critical patent/RU2011143056A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489311C2 publication Critical patent/RU2489311C2/en

Links

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to ship power plants. Proposed method proceeds from matching supply voltage, rectifying matched voltage and inverting rectified voltage. Tolerances for voltage, current and rate of their change are set. Supply voltage is inverted prior to starting its connection. Inverted voltage reduced to tolerable supply magnitude is connected. Supply voltage is controlled to control inverted voltages and phase currents. Rates of the change are calculated as time derivatives. Said rates are adjusted by made measurements and calculations. In compliance with aforesaid tolerances, supply voltage conversion is terminated when preset magnitudes are reached. Rectified voltage iv inverted to control propeller drive in compliance with loaded algorithm. Propeller drive comprises power supply, matching transformer, frequency inverter with DC link and inverter, propeller motor, frequency inverter control unit and voltage inverter with power unit with thyristors, transducers of voltage and phase current, and controller. Power unit input is connected with voltage source. Voltage transducer power unit output is connected to matching transformer input. Inputs of voltage and current transducers are connected to power unit outputs while their output are connected to controller input. Controller another input is connected to frqencucy inverter control unit output. Controller outputs are connected to power unit thyristor control inputs.
EFFECT: ruled out direct connection of propeller drive to ship electric system on switching on of power.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области техники, включающей в себя судовые электроэнергетические установки и электроэнергетические системы судов. Конкретно изобретение относится к гребным электроприводам, к управлению процессами и построению систем электродвижения современных судов.The invention relates to the field of technology, including ship power plants and ship power systems. Specifically, the invention relates to rowing electric drives, to process control and construction of electric propulsion systems of modern ships.

Уровень техники определяется тем, что разработка выполнена на основе современных достижений в технологиях изготовления мощных электронных приборов для силовых цепей генерирования, преобразования и распределения электроэнергии, управления технологическими потребителями электрической энергии. Использованы коммутационные возможности современных электронных приборов (тиристоры IGCT, транзисторы IGBT), возможности обработки информации современной компьютерной техникой, применения более совершенных алгоритмов управления, регулирования процессов в мощных технологических потребителях электроэнергии, в ряду которых стоят и гребные электроприводы. Это позволяет высоко оценить уровень применяемой техники.The level of technology is determined by the fact that the development is based on modern advances in technologies for manufacturing powerful electronic devices for power circuits for generating, converting and distributing electricity, and for managing technological consumers of electric energy. The switching capabilities of modern electronic devices (IGCT thyristors, IGBT transistors), the possibility of processing information with modern computer technology, the use of more advanced control algorithms, process control in powerful technological electricity consumers, including rowing electric drives, were used. This allows you to appreciate the level of technology used.

Известно изобретение «Marine propulsion system with reduced on-board network distortion factor» патент WO 02/100716 A1. Эта морская пропульсивная система со сниженным коэффициентом нелинейных искажений бортовой сети относится к кругу задач гребного электропривода, что подтверждает актуальность решения задач гребного электропривода.The invention is known "Marine propulsion system with reduced on-board network distortion factor" patent WO 02/100716 A1. This marine propulsion system with a reduced coefficient of nonlinear distortion of the on-board network belongs to the range of tasks of a propeller electric drive, which confirms the relevance of solving problems of a propeller electric drive.

Известен рекуперативный транзисторный бездатчиковый частотно-регулируемый электропривод экскаватора ЭКГ-5 - разработки и производства ЗАО «ЭРАСИБ» (аналог). Электропривод предназначен для замены пяти главных электроприводов постоянного тока экскаватора ЭКГ-5 (подъема, напора, вращения платформы, гусеничного хода и открывания днища ковша) на регулируемый электропривод переменного тока с асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором без датчиков скорости и положения вала электродвигателей. В электроприводе сетевой транзисторный выпрямитель он же инвертор напряжения в режиме рекуперации управляется по закону синусоидальной широтно-импульсной модуляции и обеспечивает преобразование переменного напряжения питающей сети в постоянное напряжение, свободный обмен активной мощностью между сетью переменного и постоянного тока, поддержание синусоидальной формы тока и заданного коэффициента мощности на входе установки. Высокочастотные составляющие напряжения и тока рекуператора не пропускаются в питающую сеть синусным LC-фильтром. Мощность рекуператора выбрана равной 300 кВт по условию одновременной работы электродвигателей подъема и тяги, а также одновременного рекуперативного торможения электродвигателя подъема и двух электродвигателей поворота. К достоинствам привода можно отнести современные методы управления, реализации, элементную базу. Требования к работе привода экскаватора частично согласуются с требованиями к гребному электроприводу. Похожи условия ограничений по мощности и соответствию сетей питания и сети потребителя. Мощность одного гребного двигателя иногда сопоставима с мощностью ЭЭС судна в целом, что подлежит учету.Known recuperative transistor sensorless frequency-controlled electric drive of the excavator EKG-5 - development and production of ZAO ERASIB (analogue). The electric drive is designed to replace the five main DC drives of the EKG-5 excavator (lifting, pressure, platform rotation, caterpillar travel and opening the bottom of the bucket) with an adjustable AC drive with asynchronous motors with a squirrel-cage rotor without speed sensors and shaft position of electric motors. In an electric drive, a network transistor rectifier, a voltage inverter in the recovery mode, is controlled by the law of sinusoidal pulse-width modulation and provides the conversion of the alternating voltage of the supply network into a constant voltage, the free exchange of active power between the alternating and direct current network, maintaining a sinusoidal current shape and a given power factor at the input of the installation. The high-frequency components of the voltage and current of the recuperator are not passed to the mains by a sinus LC filter. The heat exchanger power was selected equal to 300 kW according to the condition of simultaneous operation of the lift and traction motors, as well as the simultaneous regenerative braking of the lift motor and two rotation motors. The advantages of the drive include modern methods of control, implementation, element base. The requirements for the operation of the excavator drive are partially consistent with the requirements for a rowing electric drive. The conditions for restrictions on power and the correspondence of power networks and consumer networks are similar. The power of one propeller engine is sometimes comparable with the power of the ship’s EPS as a whole, which must be taken into account.

Известна гребная электрическая установка - патент РФ №2392180 (аналог). Изобретение относится к судовым двигательно-движительным установкам. Электрическая гребная установка содержит источник электропитания постоянного тока, гребной электродвигатель, редуктор, три управляемые разъединительные муфты, систему управления. Источник электропитания соединен с гребным электродвигателем переменного тока через статический преобразователь параметров электроэнергии. Вход системы управления подключен к задатчику частоты вращения вала гребного винта, а ее выходы подключены к статическому преобразователю параметров электроэнергии и к управляемым разъединительным муфтам. Во втором варианте исполнения в качестве гребного электродвигателя применен электродвигатель постоянного тока. Достоинства предложения снижаются при реализации электропривода на постоянном токе, а также из-за наличия механического редуктора. В известной электроустановке не вполне решены вопросы работы гребного электропривода в условиях ограниченной мощности единой ЭЭС.Known rowing electrical installation - RF patent No. 2392180 (analogue). The invention relates to ship propulsion systems. The electric rowing installation comprises a direct current power source, a rowing electric motor, a gearbox, three controllable disconnecting couplings, and a control system. The power source is connected to the AC propulsion motor through a static converter of electric power parameters. The input of the control system is connected to the setpoint of the rotational speed of the propeller shaft, and its outputs are connected to a static converter of electric energy parameters and to controlled disconnect couplings. In the second embodiment, a direct current electric motor is used as a rowing electric motor. The advantages of the proposal are reduced when implementing a direct current electric drive, as well as due to the presence of a mechanical gearbox. In a well-known electrical installation, the issues of operation of a rowing electric drive in conditions of limited power of a single EPS are not completely resolved.

Известны преобразователи частоты ОАО «Завод ЭЛЕКТРОПУЛЬТ» (Санкт-Петербург). В преобразователях (прототип) применены современные схемные решения и комплектующие элементы. Такие преобразователи частоты могут быть положены в основу судовых гребных электроприводов при реализации конкретных требований к практическим задачам проектируемого судна.Known frequency converters OJSC "Plant ELECTROPULT" (St. Petersburg). In the converters (prototype) modern circuit solutions and components are used. Such frequency converters can be used as the basis for marine propeller electric drives when implementing specific requirements for the practical tasks of the designed vessel.

Недостатки прототипа применительно к судовому электроприводу определяются дополнительно особенностями современных судовых электроэнергетических систем. Это сопоставимость мощности судовой электростанции и мощности гребного электропривода, что необходимо учитывать при построении гребных электроприводов в составе единых судовых ЭЭС, обеспечивать их совместную работу особенно в переходных режимах.The disadvantages of the prototype in relation to the marine electric drive are additionally determined by the features of modern marine electrical power systems. This is the comparability of the power of a ship power station and the power of a rowing electric drive, which must be taken into account when building rowing electric drives as part of a single ship's EPS, to ensure their joint operation, especially in transient conditions.

Предложено следующее техническое решение.The following technical solution is proposed.

1. Способ преобразования напряжений гребного электропривода, основанный на последовательном согласовании напряжения питания, выпрямлении согласованного и инвертировании выпрямленного напряжений, отличающийся тем, что 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.1. A method of converting the voltages of a rotary electric drive based on sequentially matching the supply voltage, rectifying the matched and inverting the rectified voltages, characterized in that the permissible values of the voltages, currents and rates of change are set, the supply voltage is converted before it is connected, and the convertible reduced to acceptable supply voltage values, control the increase in supply voltage, measure the converted voltages and phase currents, calculate the speed x changes as derivatives of voltages and currents in time, regulate the speed of these changes according to the results of measurements and calculations and in accordance with the specified permissible values of voltages, currents and rates of change, turn off the conversion of the supply voltage when it reaches the specified value, invert the rectified voltage and control electric propeller in accordance with the algorithm laid down.

2. Гребной электропривод, содержащий источник напряжения, согласующий трансформатор, преобразователь частоты со звеном постоянного тока и с инвертором, гребной электродвигатель и блок управления преобразователем частоты, отличающийся тем, что он снабжен преобразователем напряжения, содержащим силовой блок с тиристорами (или транзисторами), датчиками напряжений, датчиками фазных токов и контроллер, вход силового блока соединен с источником напряжения, выход силового блока соединен с входом согласующего трансформатора, входы датчиков напряжений и датчиков токов соединены с выходами силового блока, выходы датчиков напряжений и датчиков токов соединены с входами контроллера, другие входы которого соединены с выходами блока управления преобразователем частоты, выходы контроллера соединены с управляющими входами тиристоров силового блока.2. A rowing electric drive containing 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, characterized in that it is equipped with a voltage converter containing a power unit with thyristors (or transistors), sensors voltages, phase current sensors and a controller, the input of the power unit is connected to a voltage source, the output of the power unit is connected to the input of a matching transformer, the inputs of the sensors are voltages and current sensors are connected to the outputs of the power unit, the outputs of the voltage sensors and current sensors are connected to the inputs of the controller, the other inputs of which are connected to the outputs of the control unit of the frequency converter, the outputs of the controller are connected to the control inputs of the thyristors of the power unit.

Сформулированы отличительные признаки способа преобразования напряжений в электроприводе и признаки гребного электропривода для реализации предложенного способа. В признаках предлагаемого решения по способу преобразования напряжений «… задают допустимые значения напряжений, токов и скоростей их изменения, преобразуют напряжение питания до начала его подключения, подключают преобразуемое уменьшенное до допустимого значения напряжение питания …» сформулированы действия, которые обеспечивают исключение недопустимого прямого подключения мощного электропривода к сопоставимому по мощности источнику судового напряжения. Для автономных, в том числе гребных электроприводов решение задач подключения питающего напряжения имеет важное самостоятельное значение. Современные мощности гребных электроприводов составляют десятки мегаватт. Потребности роста мощностей и напряжений не исчерпаны. Поэтому решение задач подключения автономных электроприводов актуально.The distinctive features of the method for converting voltages in an electric drive and the signs of a propeller electric drive for implementing the proposed method are formulated. In the features of the proposed solution for the method of voltage conversion "... set the permissible values of voltages, currents and rates of change, convert the supply voltage before starting to connect it, connect the converted supply voltage reduced to an acceptable value ..." formulated actions that ensure the exclusion of unacceptable direct connection of a powerful electric drive to a comparable power source of ship voltage. For autonomous, including propeller electric drives, the solution to the problems of connecting the supply voltage is of great independent importance. The modern capacity of rowing electric drives is tens of megawatts. The needs for growth of capacities and voltages are not exhausted. Therefore, the solution of the problems of connecting autonomous electric drives is relevant.

В признаках «… 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, …» сформулированы и решены задачи устранения недостатков прототипа, предложены и решены аппаратурно технические процедуры подключения мощного гребного электропривода, что является основой разработки конкретных судовых высоковольтных гребных электроприводов при питании от источников напряжения сопоставимой мощности в составе единых ЭЭС. Прямое включение электропривода приводит к негативным последствиям не только непосредственно в судовом электроприводе, но также и в судовой единой ЭЭС вплоть до несанкционированного отключения важных потребителей ЭЭС. Реализация сформулированных признаков обеспечивает управление гребным электроприводом в заданных допустимых значениях напряжений, токов и скоростей их изменения. Кроме того заданные ограничения при регулировании обеспечивают нормальную работу судового автономного источника питания электропривода.In the signs "... they control the increase in the supply voltage, measure the converted voltages and currents of the phases, calculate the rates of their change as derivatives of the voltages and currents in time, adjust the rates of these changes according to the results of measurements and calculations and in accordance with the specified permissible values of voltages, currents and their speeds changes, ... "the problems of the prototype deficiencies are formulated and solved, hardware and technical procedures for connecting a powerful rowing electric drive are proposed and solved, which is It is the basis for the development of specific shipboard high-voltage rowing electric drives powered by voltage sources of comparable power as part of a single EPS. Direct inclusion of the electric drive leads to negative consequences not only directly in the ship’s electric drive, but also in the ship’s unified EPS, up to the unauthorized shutdown of important consumers of EPS. The implementation of the formulated features ensures the control of the electric propeller in the given permissible values of the voltages, currents and rates of change. In addition, the specified regulatory constraints ensure the normal operation of the ship’s autonomous power supply for the electric drive.

В признаках предлагаемого решения «… отключают преобразование напряжения питания при достижении им заданного значения, инвертируют выпрямленное напряжение и управляют гребным электроприводом в соответствии с заложенным алгоритмом …» сформулирована важная возможность использовать отработанные в аналогах и прототипе алгоритмы управления преобразователем частоты гребного электропривода.In the features of the proposed solution, "... they turn off the conversion of the supply voltage when it reaches the set value, invert the rectified voltage and control the propeller drive in accordance with the established algorithm ..." an important opportunity is formulated to use the algorithms for controlling the frequency converter of the propeller drive developed in analogues and prototype.

В признаках предлагаемого решения по гребному электроприводу «… снабжен преобразователем напряжения, содержащим силовой блок с тиристорами (транзисторами), датчиками напряжений, датчиками фазных токов и контроллер, вход силового блока соединен с источником напряжения, выход силового блока соединен с входом согласующего трансформатора, …» реализован сформулированный способ преобразования напряжений. В заявляемый электропривод введены конкретные блоки и связи между блоками, обеспечивающие аппаратурное воплощение сформулированных технологических последовательностей.In the features of the proposed solution for a rowing electric drive "... is equipped with a voltage converter containing a power unit with thyristors (transistors), voltage sensors, phase current sensors and a controller, the input of the power unit is connected to the voltage source, the output of the power unit is connected to the input of the matching transformer, ..." The formulated method of voltage conversion is implemented. Concrete blocks and connections between blocks are introduced into the claimed electric drive, providing the hardware embodiment of the formulated technological sequences.

В признаках предлагаемого решения по гребному электроприводуIn the features of the proposed solution for electric propeller drive

«… входы датчиков напряжений и датчиков токов соединены с выходами силового блока, выходы датчиков напряжений и датчиков токов соединены с одним входом контроллера, другой вход которого соединен с выходом блока управления преобразователем частоты, выходы контроллера соединены с управляющими входами тиристоров (транзисторов) силового блока …» реализованы аппаратура, последовательность действий и связи между блоками аппаратуры в соответствии со способом преобразования напряжений гребного электропривода.“... the inputs of voltage sensors and current sensors are connected to the outputs of the power unit, the outputs of voltage sensors and current sensors are connected to one input of the controller, the other input of which is connected to the output of the control unit of the frequency converter, the outputs of the controller are connected to the control inputs of the thyristors (transistors) of the power unit ... »The equipment, the sequence of actions and communication between the blocks of equipment are implemented in accordance with the method of converting the voltage of the propeller drive.

Таким образом предложенный способ преобразования напряжений и гребной электропривод по предложенному способу соответствуют критерию «новизна», так как имеют отличительные признаки от прототипа, новые конструктивные элементы, новые связи между элементами. Приведенные свойства не совпадают со свойствами, являющимися отличительными признаками в известных технических решениях, и не являются суммой их свойств, что позволяет считать заявляемое техническое решение соответствующим критерию «существенные отличия».Thus, the proposed method for converting stresses and the electric propeller according to the proposed method meets the criterion of "novelty", as they have distinctive features from the prototype, new structural elements, new connections between the elements. The above properties do not coincide with the properties that are the hallmarks of the known technical solutions, and are not the sum of their properties, which allows us to consider the claimed technical solution meets the criterion of "significant differences".

Сущность изобретения поясняется примерами его реализации по схеме на фигуре.The invention is illustrated by examples of its implementation according to the scheme in the figure.

Гребной электропривод содержит согласующий трансформатор 1, преобразователь частоты 2 со звеном постоянного тока 3 и инвертором 4, гребной электродвигатель 5 и блок управления 6 электроприводом. Электропривод снабжен преобразователем 7 напряжения питания, содержащим силовой блок 8 с первой 9, второй 10 и третьей 11 парами тиристоров (транзисторов) управления напряжением, первый 12 и второй 13 датчики напряжений, а также первый 14 и второй 15 датчики токов фаз силового блока. Преобразователь 7 содержит контроллер 16. Звено постоянного тока 3 содержит датчик напряжения 17 и фильтрующий конденсатор 18. Вход силового тиристорного блока 8 соединен с выходом фаз источника питания, а выход силового тиристорного (транзисторного) блока 8 соединен с входом согласующего трансформатора 1. Входы датчиков напряжений 12, 13 и датчиков токов 14, 15 соединены с фазами выходов силового блока 8, выходы датчиков напряжений 12, 13 и датчиков токов 14, 15 соединены с входами контроллера 16. Другие входы контроллера 16 соединены с выходами блока управления 6 электроприводом. Выходы контроллера 16 соединены с управляющими входами тиристоров 9, 10, 11 силового блока 8. Вход датчика напряжения 17 подключен к выходу звена постоянного тока параллельно с конденсатором 18 фильтра выпрямителя 3 преобразователя частоты 2. Выход датчика напряжения 17 информационно соединен с входом блока управления 6 и через него с входом контроллера 16.The rowing electric drive contains a matching transformer 1, a frequency converter 2 with a DC link 3 and an inverter 4, a rowing electric motor 5 and a control unit 6 of the electric drive. The electric drive is equipped with a supply voltage converter 7 containing a power unit 8 with the first 9, second 10 and third 11 pairs of voltage control thyristors (transistors), the first 12 and second 13 voltage sensors, as well as the first 14 and second 15 phase current sensors of the power unit. The converter 7 contains a controller 16. The DC link 3 contains a voltage sensor 17 and a filtering capacitor 18. The input of the thyristor unit 8 is connected to the output of the phases of the power source, and the output of the thyristor (transistor) unit 8 is connected to the input of the matching transformer 1. Inputs of the voltage sensors 12, 13 and current sensors 14, 15 are connected to the phases of the outputs of the power unit 8, the outputs of the voltage sensors 12, 13 and current sensors 14, 15 are connected to the inputs of the controller 16. Other inputs of the controller 16 are connected to the outputs of the control unit detecting electric 6. The outputs of the controller 16 are connected to the control inputs of the thyristors 9, 10, 11 of the power unit 8. The input of the voltage sensor 17 is connected to the output of the DC link in parallel with the filter capacitor 18 of the rectifier 3 of the frequency converter 2. The output of the voltage sensor 17 is informationally connected to the input of the control unit 6 and through it with the input of the controller 16.

Гребной электропривод по способу пункта 1 формулы изобретения работает следующим образом.Rowing electric drive according to the method of paragraph 1 of the claims works as follows.

На первом этапе задают в памяти контроллера 16 допустимые значения напряжений, токов и скоростей их изменения с учетом особенностей электропривода и режимов его работы. Контроллер 16 ставит программу и обеспечивает управление силовым блоком 8 для уменьшения до заданного допустимого значения напряжения питания на выходе преобразователя напряжения питания до начала его подключения. После подключения уменьшенного преобразуемого напряжения контроллер 16 управляет увеличением напряжения на выходе силового блока 8. Для регулируемого управления измеряют преобразуемые напряжения и токи фаз, вычисляют в контроллере 16 скорости их изменения как производные напряжений и токов по времени. По результатам выполненных измерений и вычислений, в соответствии с заданными допустимыми значениями напряжений, токов и скоростей их изменения, регулируют эти изменения в процессе увеличения напряжения питания по программе управления, заложенной в контроллере 16. Контроллер 16 и блок управления электроприводом 6 контролируют выпрямляемое напряжение по данным датчика напряжения 17. При достижении заданного значения выпрямленного напряжения по команде контроллера 16 прекращают повышение напряжения питания в силовом блоке 8, отключают силовой блок (на схеме не показано) и начинают инвертировать выпрямленное напряжение по команде блока управления преобразователем 6. Переходят на работу электропривода от сетевого напряжения и управляют гребным электроприводом в соответствии с заложенным алгоритмом блока управления 6 электроприводом. При этом согласующий трансформатор 1 согласовывает напряжение питания и напряжение электропривода. Звено постоянного тока 3 преобразователя частоты 2 выпрямляет согласованное напряжение питания. Инвертор 4 преобразователя частоты 2 по командам бока управления 6 электроприводом обеспечивает управление гребным электродвигателем 5. Сохраняется возможность варьировать по желанию заказчика электропривода набором функций, реализуемых блоком управления электроприводом. Это могут быть например прямое частотное управление, ПИД - регулирование, плавный пуск и останов двигателя, автоматическое управление частотой и напряжением на выходе, автоматическое поддержание величины технологического параметра (скорости, температуры, и т.п.), а также автоматическое повторное включение с выходом на заданный режим после отключения, вызванного аварией питающей сети или недопустимой перегрузкой преобразователя, возможность настройки пользователем характеристики U/f и так далее.At the first stage, the permissible values of voltages, currents and rates of their change are set in the memory of the controller 16, taking into account the characteristics of the electric drive and its operation modes. The controller 16 sets the program and provides control of the power unit 8 to reduce to a predetermined allowable value of the supply voltage at the output of the supply voltage converter before starting to connect it. After connecting a reduced convertible voltage, the controller 16 controls the increase in voltage at the output of the power unit 8. For controlled control, the converted voltages and phase currents are measured, and their rate of change is calculated in the controller 16 as derivatives of voltages and currents with respect to time. According to the results of measurements and calculations, in accordance with the specified permissible values of voltages, currents and rates of change, these changes are regulated in the process of increasing the supply voltage according to the control program embedded in controller 16. Controller 16 and the electric drive control unit 6 control the rectified voltage according to voltage sensor 17. Upon reaching the set value of the rectified voltage on the command of the controller 16 stop the increase in the supply voltage in the power unit 8, turn off the forces a new unit (not shown in the diagram) and begin to invert the rectified voltage at the command of the control unit of the converter 6. They switch to operation of the electric drive from the mains voltage and control the rowing electric drive in accordance with the algorithm of the electric control unit 6. In this case, the matching transformer 1 coordinates the supply voltage and the voltage of the electric drive. The DC link 3 of the frequency converter 2 rectifies the matched supply voltage. The inverter 4 of the frequency converter 2 according to the commands of the control side 6 of the electric drive provides control of the rowing electric motor 5. It remains possible to vary, upon the customer’s request, the set of functions implemented by the electric drive control unit. This can be, for example, direct frequency control, PID control, soft start and stop of the engine, automatic control of the frequency and voltage at the output, automatic maintenance of the process parameter (speed, temperature, etc.), as well as automatic restart with output to the specified mode after a shutdown caused by a power outage or an unacceptable overload of the converter, the ability to customize U / f characteristics, and so on.

Таким образом предлагаемый гребной электропривод сохраняет возможности, которыми обладает прототип - двухтрансформаторный преобразователь частоты и отличается тем, что он исключает недостатки прямого включения гребного электропривода на напряжение судовой ЭЭС при подключении питания.Thus, the proposed rowing electric drive retains the capabilities that the prototype possesses - a two-transformer frequency converter and is characterized in that it eliminates the disadvantages of directly connecting the rowing electric drive to the voltage of the ship's EPS when the power is connected.

Claims (2)

1. Способ преобразования напряжений гребного электропривода, основанный на последовательном согласовании напряжения питания, выпрямлении согласованного и инвертировании выпрямленного напряжений, отличающийся тем, что 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.1. A method of converting the voltages of a rotary electric drive based on sequentially matching the supply voltage, rectifying the matched and inverting the rectified voltages, characterized in that the permissible values of the voltages, currents and rates of change are set, the supply voltage is converted before it is connected, and the convertible reduced to acceptable supply voltage values, control the increase in supply voltage, measure the converted voltages and phase currents, calculate the speed x changes 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 the specified permissible values of voltages, currents and rates of change, turn off the conversion of the supply voltage when it reaches the specified value, invert the rectified voltage and control the propeller electric drive in accordance with the inherent algorithm. 2. Гребной электропривод, содержащий источник напряжения, согласующий трансформатор, преобразователь частоты со звеном постоянного тока и с инвертором, гребной электродвигатель и блок управления преобразователем частоты, отличающийся тем, что он снабжен преобразователем напряжения, содержащим силовой блок с тиристорами (транзисторами), датчиками напряжений, датчиками фазных токов и контроллер, вход силового блока соединен с источником напряжения, выход силового блока преобразователя напряжения соединен с входом согласующего трансформатора, входы датчиков напряжений и датчиков токов соединены с выходами силового блока, выходы датчиков напряжений и датчиков токов соединены с входом контроллера, другой вход которого соединен с выходом блока управления преобразователем частоты, выходы контроллера соединены с управляющими входами тиристоров силового блока. 2. A rowing electric drive containing 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, characterized in that it is equipped with a voltage converter containing a power unit with thyristors (transistors), voltage sensors , phase current sensors and a controller, the input of the power unit is connected to a voltage source, the output of the power unit of the voltage converter is connected to the input of the matching transf Matora, input voltage sensors and current sensors are connected to the power unit output, the outputs of voltage sensors and current sensors connected to the controller input, the other input of which is connected to the output of frequency converter control unit, the controller outputs connected to control inputs of the thyristors of the power unit.
RU2011143056/11A 2011-10-25 2011-10-25 Method of propeller electric drive voltage conversion and propeller electric drive to this end RU2489311C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011143056/11A RU2489311C2 (en) 2011-10-25 2011-10-25 Method of propeller electric drive voltage conversion and propeller electric drive to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011143056/11A RU2489311C2 (en) 2011-10-25 2011-10-25 Method of propeller electric drive voltage conversion and propeller electric drive to this end

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011143056A RU2011143056A (en) 2013-04-27
RU2489311C2 true RU2489311C2 (en) 2013-08-10

Family

ID=49152099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011143056/11A RU2489311C2 (en) 2011-10-25 2011-10-25 Method of propeller electric drive voltage conversion and propeller electric drive to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489311C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2557807C2 (en) * 2013-11-06 2015-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Frequency converter
RU2639048C2 (en) * 2015-03-30 2017-12-19 Евгений Николаевич Коптяев Method of frequency conversion
RU181202U1 (en) * 2017-12-25 2018-07-05 Евгений Николаевич Коптяев VEHICLE MOTION SYSTEM
RU2691623C2 (en) * 2018-10-29 2019-06-17 Евгений Николаевич Коптяев Method of two-channel direct conversion of frequency

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0122445A2 (en) * 1983-03-23 1984-10-24 Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Continuous ship power supply from the propulsion network at alternating current ship drive of a vaiable frequency and partial frequency converter
SU1623077A1 (en) * 1989-03-21 1995-08-20 А.К. Васильев Shipboard power plant with shaft generator
RU2110441C1 (en) * 1997-05-14 1998-05-10 Государственная морская академия им.адм.С.О.Макарова Shipboard electrical plant
JP2000217275A (en) * 1999-01-20 2000-08-04 Electric Boat Corp Centralized power feeding apparatus for ship
US20040192123A1 (en) * 2001-09-11 2004-09-30 Hisanori Mori Power generating and propelling system of vessel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0122445A2 (en) * 1983-03-23 1984-10-24 Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Continuous ship power supply from the propulsion network at alternating current ship drive of a vaiable frequency and partial frequency converter
SU1623077A1 (en) * 1989-03-21 1995-08-20 А.К. Васильев Shipboard power plant with shaft generator
RU2110441C1 (en) * 1997-05-14 1998-05-10 Государственная морская академия им.адм.С.О.Макарова Shipboard electrical plant
JP2000217275A (en) * 1999-01-20 2000-08-04 Electric Boat Corp Centralized power feeding apparatus for ship
US20040192123A1 (en) * 2001-09-11 2004-09-30 Hisanori Mori Power generating and propelling system of vessel

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2557807C2 (en) * 2013-11-06 2015-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Frequency converter
RU2639048C2 (en) * 2015-03-30 2017-12-19 Евгений Николаевич Коптяев Method of frequency conversion
RU181202U1 (en) * 2017-12-25 2018-07-05 Евгений Николаевич Коптяев VEHICLE MOTION SYSTEM
RU2691623C2 (en) * 2018-10-29 2019-06-17 Евгений Николаевич Коптяев Method of two-channel direct conversion of frequency

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011143056A (en) 2013-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109067193B (en) Cascade power electronic transformer and unbalance compensation control method thereof
JP6312166B2 (en) Wind turbine, method for controlling the wind turbine, power generation and transmission system with the wind turbine, computer program for controlling the operation of the wind turbine, for controlling the operation of the system side bridge of the power converter in the wind turbine System side bridge controller
CN101304234B (en) Power converters
CN204802572U (en) Frequency conversion control speed governing type scraper conveyor
CN102893512B (en) There is electric power saving drive unit and the method for the device of identical load pattern
JP6312165B2 (en) Operation of wind turbines connected to the power system via high-voltage DC power connections only by the system-side bridge controller that controls power and voltage
CN102222937B (en) Photovoltaic grid-connected inverter and grid-connected control method thereof
JP2017022983A (en) Operation of wind turbine connected to electric power system only via umbilical ac cable by system-side bridge controller which controls electric power and voltage
CN103490419B (en) Flexible alternating-current direct-current hybrid power supply system of power distribution network
CN205670685U (en) Equipment for transmission electric power
CN101540580B (en) Electric energy feedback device
CN102868346A (en) Brushless doubly-fed motor excitation control system and control method using same
CN105620706B (en) Watercraft electric propulsion system with harmonics restraint and regenerative braking function and control method
CN110476346B (en) Rotating switching strategy for power converters
RU2489311C2 (en) Method of propeller electric drive voltage conversion and propeller electric drive to this end
CN110401196B (en) AC/DC hybrid micro-grid secondary control method based on unified coordination factor
CN104821596A (en) Internal model control-based hybrid DC transmission system topology and control method
CN107623466A (en) A kind of brake apparatus and braking method for handing over orthogonal traction drive
CN106655239A (en) Combined current converter and internal DC voltage balance control method thereof
CN108923450B (en) Control and operation method of current source type high-voltage direct-current transmission system
CN102355175B (en) Brake control method for induction motor
CN108039843B (en) Stator frequency control method of DFIG-DC system
CN106451483A (en) Double-fed wind turbine generator-based wind power plant reactive compensation apparatus and control method
CN110192317A (en) The exchange of electric power of control and self-commutation converter
CN103107757B (en) Method for heating wind driven generator by using full-power converter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131026

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20140920

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161026

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190603

PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200623