RU2591213C1 - Device for testing high-power frequency-controlled propulsion electric drive of electric propulsion system under bench conditions - Google Patents

Device for testing high-power frequency-controlled propulsion electric drive of electric propulsion system under bench conditions Download PDF

Info

Publication number
RU2591213C1
RU2591213C1 RU2014153418/07A RU2014153418A RU2591213C1 RU 2591213 C1 RU2591213 C1 RU 2591213C1 RU 2014153418/07 A RU2014153418/07 A RU 2014153418/07A RU 2014153418 A RU2014153418 A RU 2014153418A RU 2591213 C1 RU2591213 C1 RU 2591213C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency converter
voltage
rectifier
regenerative
propulsion
Prior art date
Application number
RU2014153418/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Дмитриевич Алексеев
Владимир Захарович Васютин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр"
Priority to RU2014153418/07A priority Critical patent/RU2591213C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2591213C1 publication Critical patent/RU2591213C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, particularly to benches for acceptance tests of frequency-controlled propulsion motors of electric propulsion system. Test bench comprises synchronous generator connected with screw motor and connected to regenerative frequency converter consisting of rectifier and inverter, the recuperative frequency converter is connected to network board. To ensure energy recuperation to the mains and obtainment of propeller load characteristic of the propulsion motor a control system is used via moment control channel on the shaft of propulsion motor and control channel of regenerative voltage frequency converter.
EFFECT: technical result consists in improvement of efficiency of testing electric propulsion system with frequency-controlled propulsion motor due to reduced losses of active power and provision of propeller load characteristic on the propulsion motor shaft, as well as reducing the amount of mooring testing of electric propulsion system aboard the ship.
1 cl, 1 dwg

Description

Предложение относится к полномасштабным мощным судовым системам электродвижения с частотно-управляемым гребным электродвигателем и может быть использовано при проведении приемо-сдаточных испытаний гребного электродвигателя (ГЭД) и системы электродвижения (СЭД) в условиях стенда.The proposal relates to a full-scale powerful marine electric propulsion systems with a frequency-controlled rowing electric motor and can be used for acceptance tests of a rowing electric motor (GED) and electric propulsion system (SED) in a bench.

Известно устройство для испытаний гребных электродвигателей с помощью нагрузочного генератора постоянного тока, сочлененного с ГЭД (Патент на изобретение №2498334 «Устройство для испытаний частотно-управляемого электропривода системы электродвижения в условиях стенда». Алексеев В.Д., Калинин И.М., Васютин В.З., Самсыгин В.К.), принятого за прототип.A device for testing propeller motors using a load DC generator coupled to a HED (Patent for invention No. 2498334 "Device for testing a frequency-controlled electric drive of an electric motor system in a bench." Alekseev VD, Kalinin IM, Vasyutin V.Z., Samsygin V.K.), adopted for the prototype.

Генератор постоянного тока с независимым возбуждением подключен к полупроводниковому преобразователю электроэнергии (ППЭ), который преобразовывает и рекуперирует энергии в сеть. Система регулирования по каналам управления моментом на валу электродвигателя и напряжения полупроводникового преобразователя обеспечивает винтовую характеристику на валу ГЭД и стабилизацию напряжения на выходе ППЭ.An independent excitation DC generator is connected to a semiconductor power converter (PES), which converts and recovers energy into a network. The control system for channels controlling the moment on the motor shaft and the voltage of the semiconductor converter provides a screw characteristic on the HED shaft and stabilizes the voltage at the output of the PES.

Однако такому устройству для испытаний мощных ГЭД присущи недостатки, заключающиеся в необходимости создавать нагрузочный генератор постоянного тока большой мощности, что представляет собой большие технические трудности.However, such a device for testing powerful HEDs has inherent disadvantages in the need to create a load DC generator of high power, which is a great technical difficulty.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности испытаний мощных СЭД с частотно-управляемым ГЭД, а также возможности получения нагрузочной характеристики на валу ГЭД, близкой к винтовой.The aim of the invention is to increase the efficiency of testing powerful EDMS with frequency-controlled HED, as well as the possibility of obtaining load characteristics on the HED shaft, close to the screw.

Для этого в устройстве для испытаний мощного частотно-управляемого гребного электропривода системы электродвижения в условиях стенда, содержащем щит электродвижения, трансформатор напряжения, преобразователь частоты, гребной электродвигатель, по изобретению с целью создания эффективного устройства для испытаний мощных систем электродвижения и снижения потерь активной мощности в сети, а также получения нагрузочной характеристики на валу гребного электродвигателя, близкой к винтовой, вал гребного электродвигателя сочленен с синхронным генератором с обмоткой независимого возбуждения, подключенной к выпрямителю питания обмотки возбуждения, в свою очередь синхронный генератор подключен к рекуперативному преобразователю частоты, при этом рекуперативный преобразователь частоты, состоящий из выпрямителя и инвертора, обеспечивает рекуперацию энергии в сеть через щит сети, а датчик момента канала управления по моменту на валу гребного электродвигателя подключен к усилителю рассогласования по напряжению с опорным напряжением Uоп1, выход усилителя рассогласования соединен с логическим блоком управления, по выходу, соединенному с выпрямителем питания обмотки возбуждения синхронного генератора, а выход датчика напряжения канала управления по напряжению рекуперативного преобразователя частоты соединен с усилителем рассогласования по напряжению выпрямителя с опорным напряжением Uоп2, в свою очередь выход усилителя рассогласования подключен к логическому блоку управления, выход которого соединен с системой управления выпрямителя рекуперативного преобразователя частоты, при этом логические блоки управления каналов управления по моменту на валу гребного электродвигателя и напряжению рекуперативного преобразователя частоты связаны между собой и с задатчиком режима, задающим параметры винтовой нагрузочной характеристики гребного электродвигателя.To this end, in a device for testing a powerful frequency-controlled rowing electric drive of an electric motor system in a test bench comprising an electric motor shield, a voltage transformer, a frequency converter, a propeller electric motor, according to the invention with the aim of creating an effective device for testing powerful electric motor systems and reduce active power losses in the network as well as obtaining load characteristics on the shaft of the propeller motor close to the screw, the shaft of the propeller motor is articulated with a sync A generator with an independent excitation winding connected to a rectifier of the excitation winding, in turn, the synchronous generator is connected to a regenerative frequency converter, while a regenerative frequency converter, consisting of a rectifier and an inverter, provides energy recovery to the network through the network shield, and the channel moment sensor torque control on the shaft of the propeller motor is connected to a voltage mismatch amplifier with a reference voltage Uop1, the output of the soy mismatch amplifier Din with a logical control unit, on the output connected to the rectifier of the excitation winding of the synchronous generator, and the output of the voltage sensor of the control channel for the voltage of the regenerative frequency converter is connected to the voltage imbalance amplifier of the rectifier with the reference voltage Uop2, in turn, the output of the mismatch amplifier is connected to the logical a control unit whose output is connected to the control system of the rectifier of the regenerative frequency converter, while the logic blocks board control channels on the moment on the shaft of the propeller motor and the voltage of the regenerative frequency converter are interconnected and with the mode dial, setting the parameters of the screw load characteristics of the propeller motor.

На фигуре 1 изображена принципиальная схема для испытаний мощного частотно-управляемого гребного электропривода СЭД напряжением 6,0 кВ в условиях стенда, состоящая из щита электродвижения ЩЭД (1), трансформатора напряжения ТН (2), преобразователя частоты ПЧ (3), гребного электродвигателя ГЭД (4), синхронного генератора напряжением 6,3 кВ СГ (5), обмотки независимого возбуждения синхронного генератора ОВСГ (6), полупроводникового преобразователя П (7) для питания ОВСГ, рекуперативного преобразователя частоты РПЧ (8), представленного выпрямителем В (9) и инвертором И (10), щита сети ЩС (11).The figure 1 shows a schematic diagram for testing a powerful frequency-controlled paddle electric drive EDMS voltage of 6.0 kV in a stand, consisting of an electric shield SHED (1), a voltage transformer TN (2), an frequency converter (3), a propeller motor HED (4), a 6.3 kV SG synchronous generator (5), independent excitation windings of an OVSG synchronous generator (6), a semiconductor converter P (7) to supply OVSG, a regenerative frequency converter RPC (8), represented by a rectifier B ( 9) and the inverter And (10), the shield of the AC network (11).

При испытаниях ГЭД (4) тормозной момент создается системой СГ (5) - РПЧ (8). Система регулирования предлагаемого устройства обеспечивает изменение в широком диапазоне тормозного момента на валу ГЭД (4) в зависимости от частоты вращения ГЭД (4) - M=f(n) подобно характеристикам гребного винта судна.When testing HED (4), the braking torque is created by the SG system (5) - RPC (8). The regulation system of the proposed device provides a change in a wide range of braking torque on the HED shaft (4) depending on the HED rotation speed (4) - M = f (n) similar to the characteristics of a ship's propeller.

Система регулирования имеет два канала управления: канал управления моментом на валу ГЭД (4) и канал управления напряжением РПЧ (8), что отображено на фигуре 1. Канал управления моментом на валу ГЭД (4) содержит: датчик момента ДМ (12), усилитель рассогласования по напряжению УР1 (13) с опорным напряжением Uоп1, логический блок управления ЛБУ1 (14), сигнал с которого управляет полупроводниковым преобразователем П (7) обмотки возбуждения ОВСГ (6).The control system has two control channels: a torque control channel on the HED shaft (4) and an RPC voltage control channel (8), which is shown in figure 1. The torque control channel on the HED shaft (4) contains: DM torque sensor (12), an amplifier voltage mismatch UR1 (13) with the reference voltage Uop1, the logic control unit LBU1 (14), the signal from which controls the semiconductor converter P (7) of the OVSG field winding (6).

Канал управления напряжения РПЧ (8) состоит из: датчика напряжения ДН (15), усилителя рассогласования по напряжению УР2 (16) с опорным напряжением Uоп2, логического блока управления ЛБУ2 (17), сигнал с которого воздействует на систему управления СУ (18), выпрямителя В (9), обеспечивая стабилизацию напряжения на входе инвертора (10), последующее преобразование напряжения постоянного тока в переменный с помощью инвертора И (10) и передачу энергии в сеть через щит сети ЩС (11).The RPCh voltage control channel (8) consists of: a voltage sensor ДН (15), a voltage mismatch amplifier УР2 (16) with a reference voltage Uop2, a logic control unit ЛБУ2 (17), the signal from which acts on the control system of the control system (18), rectifier B (9), providing stabilization of the voltage at the input of the inverter (10), the subsequent conversion of the DC voltage to alternating voltage using the inverter And (10) and the transfer of energy to the network through the shield of the AC network (11).

Связанные между собой и управляемые задатчиком режима 3Р (19) логические блоки управления (14) и (17) управляют полупроводниковым преобразователем П (7) и системой управления (18) В (9).The logical control units (14) and (17), interconnected and controlled by the mode 3P master (19), control the semiconductor converter P (7) and the control system (18) B (9).

Таким образом, предложенное устройство позволяет создать эффективное устройство для испытаний мощных СЭД с частотно-управляемым ГЭД за счет снижения потерь активной мощности путем рекуперации энергии в сеть и обеспечения винтовой нагрузочной характеристики на валу ГЭД. Предлагаемое устройство позволяет уменьшить объем швартовых испытаний на судне.Thus, the proposed device allows you to create an effective device for testing powerful EDMS with a frequency-controlled HED by reducing the loss of active power by recovering energy into the network and providing a screw load characteristics on the HED shaft. The proposed device allows to reduce the volume of mooring tests on the ship.

Claims (1)

Устройство для испытаний мощного частотно-управляемого гребного электропривода системы электродвижения в условиях стенда, содержащее щит электродвижения, трансформатор напряжения, преобразователь частоты, гребной электродвигатель, отличающееся тем, что вал гребного электродвигателя сочленен с синхронным генератором с обмоткой независимого возбуждения, подключенной к выпрямителю питания обмотки возбуждения, в свою очередь синхронный генератор подключен к рекуперативному преобразователю частоты, при этом рекуперативный преобразователь частоты, состоящий из выпрямителя и инвертора, обеспечивает рекуперацию энергии в сеть через щит сети, а датчик момента канала управления по моменту на валу гребного электродвигателя подключен к усилителю рассогласования по напряжению с опорным напряжением Uоп1, выход усилителя рассогласования соединен с логическим блоком управления, по выходу, соединенному с выпрямителем питания обмотки возбуждения синхронного генератора, а выход датчика напряжения канала управления по напряжению рекуперативного преобразователя частоты соединен с усилителем рассогласования по напряжению выпрямителя с опорным напряжением Uоп2, в свою очередь выход усилителя рассогласования подключен к логическому блоку управления, выход которого соединен с системой управления выпрямителя рекуперативного преобразователя частоты, при этом логические блоки управления каналов управления по моменту на валу гребного электродвигателя и напряжению рекуперативного преобразователя частоты связаны между собой и с задатчиком режима, задающим параметры винтовой нагрузочной характеристики гребного электродвигателя. A device for testing a powerful frequency-controlled rowing electric drive of an electric motor system in a test bench, comprising an electric motor shield, a voltage transformer, a frequency converter, a rowing electric motor, characterized in that the rowing electric motor shaft is coupled to a synchronous generator with an independent excitation winding connected to the excitation rectifier , in turn, the synchronous generator is connected to a regenerative frequency converter, while the regenerative converter The frequency converter, consisting of a rectifier and an inverter, provides energy recovery to the network through the network shield, and the torque sensor of the control channel by the moment on the shaft of the propeller motor is connected to the voltage mismatch amplifier with the reference voltage Uop1, the output of the mismatch amplifier is connected to the logic control unit, by the output connected to the power rectifier of the excitation winding of the synchronous generator, and the output of the voltage sensor of the control channel by the voltage of the regenerative frequency converter inen with an amplifier of the error matching the voltage of the rectifier with the reference voltage Uop2, in turn, the output of the error matching amplifier is connected to a logical control unit, the output of which is connected to the control system of the rectifier of the regenerative frequency converter, while the logical control units of the control channels are controlled by the torque on the shaft of the propeller motor and voltage regenerative frequency converter are interconnected and with the mode dial, setting the parameters of the screw load characteristics of the comb th electric motor.
RU2014153418/07A 2014-12-29 2014-12-29 Device for testing high-power frequency-controlled propulsion electric drive of electric propulsion system under bench conditions RU2591213C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014153418/07A RU2591213C1 (en) 2014-12-29 2014-12-29 Device for testing high-power frequency-controlled propulsion electric drive of electric propulsion system under bench conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014153418/07A RU2591213C1 (en) 2014-12-29 2014-12-29 Device for testing high-power frequency-controlled propulsion electric drive of electric propulsion system under bench conditions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2591213C1 true RU2591213C1 (en) 2016-07-20

Family

ID=56412263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014153418/07A RU2591213C1 (en) 2014-12-29 2014-12-29 Device for testing high-power frequency-controlled propulsion electric drive of electric propulsion system under bench conditions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2591213C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010102148A (en) * 2010-01-26 2011-08-10 Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт э STAND WITH ELECTROMAGNETIC LOADING MODULE FOR RESEARCH AND TEST OF ELECTRIC DRIVES
CN102645634A (en) * 2012-04-25 2012-08-22 北京理工大学 Vehicle driving motor test stand data acquisition system based on LabVIEW
WO2013024499A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-21 Universitad' Degli Studi Di Roma "La Sapienza" Method for measurement of magnetic gap reduction in three-phase synchronous machines
RU2498334C1 (en) * 2012-06-06 2013-11-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Device for testing of frequency-controlled propulsion electric drive of electric propulsion system under bench conditions
RU2521788C2 (en) * 2012-06-22 2014-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Electric drives survey and test bench

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010102148A (en) * 2010-01-26 2011-08-10 Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт э STAND WITH ELECTROMAGNETIC LOADING MODULE FOR RESEARCH AND TEST OF ELECTRIC DRIVES
WO2013024499A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-21 Universitad' Degli Studi Di Roma "La Sapienza" Method for measurement of magnetic gap reduction in three-phase synchronous machines
CN102645634A (en) * 2012-04-25 2012-08-22 北京理工大学 Vehicle driving motor test stand data acquisition system based on LabVIEW
RU2498334C1 (en) * 2012-06-06 2013-11-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Device for testing of frequency-controlled propulsion electric drive of electric propulsion system under bench conditions
RU2521788C2 (en) * 2012-06-22 2014-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Electric drives survey and test bench

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100668118B1 (en) A electrical power converter and power converting method for doubly-fed induction generator
CN105048905B (en) Generator for generating electric power
RU2013138457A (en) POWER TRANSFORM DEVICE
RU2014108517A (en) METHOD AND SYSTEM FOR HYDROELECTRIC TURBINE CONTROL
US20160028321A1 (en) Power converters for aircraft starter/generators
EP2830210A3 (en) Generator excitation apparatus and power conversion system
RU157368U1 (en) VEHICLE MOTION SYSTEM
CN101527517A (en) Twin-stage type matrix converter with direct-current excitation regulation and voltage frequency transformation
WO2017215182A1 (en) Induction generation system and train
RU2591213C1 (en) Device for testing high-power frequency-controlled propulsion electric drive of electric propulsion system under bench conditions
TW201513548A (en) Boost type direct current output control circuit device controlled by subpower
CN203637592U (en) Driving device and vehicle
RU181202U1 (en) VEHICLE MOTION SYSTEM
JP2013226029A5 (en)
RU2498334C1 (en) Device for testing of frequency-controlled propulsion electric drive of electric propulsion system under bench conditions
RU2521883C1 (en) Marine electric power plant
Wang et al. A modular DC solid state transformer for future onboard DC grid
TWI376867B (en) Dc/dc converter with modulized open-loop zero voltage and current
RU2639048C2 (en) Method of frequency conversion
RU143222U1 (en) MULTI-MOTOR AUXILIARY DC ELECTRIC MOTOR ACTUATOR
RU2556236C1 (en) Power conversion system for diesel locomotive auxiliaries
RU2612066C1 (en) Locomotive traction converter
CN104709101B (en) drive device and vehicle
RU2462728C1 (en) Test device of frequency-controlled propulsion electric drive of electric propulsion system under bench conditions
RU2474038C1 (en) Double-motor electric drive