RU2658759C1 - Propulsion electric power plant - Google Patents

Propulsion electric power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2658759C1
RU2658759C1 RU2017111742A RU2017111742A RU2658759C1 RU 2658759 C1 RU2658759 C1 RU 2658759C1 RU 2017111742 A RU2017111742 A RU 2017111742A RU 2017111742 A RU2017111742 A RU 2017111742A RU 2658759 C1 RU2658759 C1 RU 2658759C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electric
voltage
level voltage
power plant
phase
Prior art date
Application number
RU2017111742A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федор Андреевич Гельвер
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 RU2017111742A priority Critical patent/RU2658759C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2658759C1 publication Critical patent/RU2658759C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/13—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines using AC generators and AC motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/22—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing
    • B63H23/24—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/32—Waterborne vessels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

FIELD: shipbuilding.
SUBSTANCE: invention relates to the power plants on ships. Propulsion power plant contains two heat engines, two three-phase electric generators, two three-phase full-wave voltage rectifiers, two DC link capacitors, three-level voltage inverters, propulsion motors, each working on its own propeller. Wherein each of the generators is mechanically connected to its heat engine, and electrically connected to the input of its voltage rectifier. Generators have zero point output, and the voltage inverters number is equal to the number of propulsion motors. First voltage rectifier positive terminal is connected to the second voltage rectifier positive terminal, and also to all voltage inverters positive terminals and to the first capacitor first terminal. First capacitor second terminal is connected to the generators zero points, to all voltage inverters zero points and the second capacitor first terminal. Second capacitor second terminal is connected to the two rectifiers negative terminals and to all voltage inverters negative points.
EFFECT: technical result consists in increase in the electric power plant operational characteristics.
4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, в частности к гребным электроэнергетическим установкам судов большой мощности как гражданского, так и военно-морского флота для которых необходимо обеспечить питание гребных электродвигателей с широким диапазоном регулирования частоты вращения гребного винта. Предлагаемая гребная электроэнергетическая установка может обеспечивать питание потребителей собственных нужд, а также питание внешних береговых либо буксируемых потребителей, что значительно расширяет ее функциональные возможности.The invention relates to shipbuilding, in particular to the rowing electric power plants of high-power vessels of both civilian and navy for which it is necessary to provide power to the rowing electric motors with a wide range of speed control of the propeller. The proposed rowing electric power plant can provide power to consumers of their own needs, as well as power to external shore or towed consumers, which greatly expands its functionality.

Известна судовая электроэнергетическая установка (МПК В63Н 21/17, В63Н 23/24, патент RU 2529090 (С1), дата подачи заявки 27.03.2013, Калмыков А.Н., Кузнецов В.И., Сеньков А.П., Судовая электроэнергетическая установка), содержащая главные первичные тепловые двигатели, многообмоточные главные синхронные генераторы, главный распределительный щит, многоуровневые преобразователи частоты, гребные электродвигатели, аварийный дизель-генератор, аварийный распределительный щит, согласующие многообмоточные трансформаторы и потребители собственных нужд. На статоре каждого главного синхронного генератора размещены многофазные обмотки, подключенные к раздельным шинам главного распределительного щита к которому также подключены выпрямители многоуровневых преобразователей частоты и согласующие многообмоточные трансформаторы потребителей собственных нужд. К выходу многоуровневых преобразователей частоты подключены гребные электродвигатели, а к шинам вторичного распределительного щита подключены аварийный и стояночный дизель-генератор.Known ship electric power plant (IPC V63N 21/17, V63N 23/24, patent RU 2529090 (C1), filing date 03/27/2013, Kalmykov A.N., Kuznetsov V.I., Senkov A.P., Ship electric power installation), containing the main primary heat engines, multi-winding main synchronous generators, the main switchboard, multi-level frequency converters, propeller motors, emergency diesel generator, emergency distribution board, matching multi-winding transformers and auxiliary consumers. On the stator of each main synchronous generator there are multiphase windings connected to the separate buses of the main switchboard, to which rectifiers of multilevel frequency converters and matching multi-winding transformers of consumers of their own needs are also connected. Propeller motors are connected to the output of the multilevel frequency converters, and an emergency and parking diesel generator are connected to the tires of the secondary distribution board.

Недостатками известной судовой электроэнергетической установки является сложная структура системы распределения электроэнергии, наличие нестандартного, громоздкого и сложного электрооборудования, а также искажения напряжения на шинах главного распределительного щита вызванные работой преобразователей частоты. К недостаткам известной установки также можно отнести невозможность использования высокочастотного генераторного агрегата, так как шины главного распределительного щита должны быть рассчитаны на напряжение промышленной частоты 50 Гц для последующего питания потребителей собственных нужд.The disadvantages of the well-known marine power plant are the complex structure of the power distribution system, the presence of non-standard, bulky and complex electrical equipment, as well as voltage distortion on the buses of the main switchboard caused by the operation of frequency converters. The disadvantages of the known installation can also be attributed to the impossibility of using a high-frequency generator unit, since the buses of the main switchboard must be designed for an industrial frequency voltage of 50 Hz for subsequent power supply to consumers of their own needs.

Известна конструкция единой судовой электроэнергетической установки (МПК В63Н 21/17; В63Н 23/24; B63J 3/02, патент KR 20140046441 (А), 21.06.2012, Hystad Egil [FI]; Djuve Svein [FI]; WAERTSILAE FINLAND OY, Improvement in ship propulsion engine fuel efficiency), содержащая первичные тепловые двигатели, с которыми механически соединены синхронные генераторы переменного тока, трехфазные обмотки статора которых подключены каждая к своей трехфазной линии главного распределительного щита. Причем напряжения, генерируемые трехфазными обмотками статоров генераторов одного борта, сдвинуты друг относительно друга по фазе. К шинам трехфазных линий главного распределительного щита через согласующие трансформаторы подключены потребители собственных нужд и выпрямители преобразователей частоты, питающие гребные электродвигатели. Известная установка содержит промежуточные накопители энергии, которые через электрические преобразователи подключены к шинам переменного тока главного распределительного щита. Достоинством такой структуры является наличие промежуточных накопителей энергии, с возможностью запасания энергии торможения гребных электродвигателей и последующей отдачей этой энергии для совершения полезной работы, следовательно, такая структура обладает высокой энергетической эффективностью.A known design of a single ship electric power plant (IPC B63H 21/17; B63H 23/24; B63J 3/02, patent KR 20140046441 (A), 06/21/2012, Hystad Egil [FI]; Djuve Svein [FI]; WAERTSILAE FINLAND OY, Improvement in ship propulsion engine fuel efficiency), containing primary heat engines with which synchronous alternators are mechanically connected, the three-phase stator windings of which are each connected to its three-phase line of the main switchboard. Moreover, the voltage generated by the three-phase windings of the stators of the generators of one side, are shifted relative to each other in phase. To the buses of the three-phase lines of the main switchboard, matching consumers are connected to auxiliary consumers and rectifiers of the frequency converters supplying the rowing motors. The known installation contains intermediate energy storage devices, which are connected through electric converters to the alternating current buses of the main switchboard. The advantage of this structure is the presence of intermediate energy storage, with the possibility of storing the braking energy of the propeller motors and the subsequent release of this energy to perform useful work, therefore, such a structure has high energy efficiency.

Недостатком известной установки является большое количество преобразований электрической энергии, сложная структура системы электродвижения, а также множество электрических преобразователей и элементов преобразования электрической энергии.A disadvantage of the known installation is the large number of electrical energy conversions, the complex structure of the electric movement system, as well as many electrical converters and electric energy conversion elements.

Наиболее близкой по технической сущности является гребная электрическая установка (МПК B60L 11/00, В63Н 21/17, Н02М 7/00, патент RU 2475376 (С1), дата подачи заявки 24.06.2011, Калинин И.М., Хомяк В.А., Балабанов В.А., Гребная электрическая установка с многоуровневыми преобразователями частоты), содержащая генераторные агрегаты с источниками электроэнергии, коммутационные аппараты, главный распределительный щит, многообмоточные трансформаторы, разъединитель, выпрямительные модули, конденсаторы звена постоянного тока, многоуровневые инверторы и двухобмоточный гребной электродвигатель. Достоинством такой структуры является простота структуры системы электродвижения, а также использование многоуровнего преобразователя частоты позволяющего обеспечить более высокое качество формируемого выходного напряжения для питания обмоток гребного электродвигателя.The closest in technical essence is a rowing electric installation (IPC B60L 11/00, B63H 21/17, H02M 7/00, patent RU 2475376 (C1), filing date 06/24/2011, Kalinin IM, Khomyak V.A ., Balabanov V.A., Rowing electric installation with multi-level frequency converters), containing generating sets with electric power sources, switching devices, main distribution board, multi-winding transformers, disconnector, rectifier modules, DC link capacitors, multi-level inverters and double-winding rowing electric motor. The advantage of this structure is the simplicity of the structure of the electric motor system, as well as the use of a multi-level frequency converter, which allows providing a higher quality of the generated output voltage to power the windings of the propeller motor.

К недостаткам известной структуры относятся наличие сложного двухобмоточного гребного электродвигателя и силовых многообмоточных согласующих трансформаторов. К недостаткам известной гребной электрической установки можно отнести большое количество преобразований электроэнергии, а так же невозможность использования энергии торможения гребного электродвигателя. Еще одним из недостатков известной структуры является отсутствие питания потребителей собственных нужд.The disadvantages of the known structure include the presence of a complex double-winding propeller motor and multi-winding power matching transformers. The disadvantages of the known rowing electric installation include a large number of power conversions, as well as the inability to use the braking energy of the propeller electric motor. Another disadvantage of the known structure is the lack of food for consumers of their own needs.

Задачей предлагаемой гребной электроэнергетической установки является улучшение эксплуатационных характеристик системы электродвижения, упрощение системы распределения электроэнергии и уменьшение количества электрических преобразователей в силовом электрическом канале.The objective of the proposed rowing electric power plant is to improve the operational characteristics of the electric propulsion system, simplifying the power distribution system and reducing the number of electrical converters in the power electric channel.

Гребная электроэнергетическая установка судна может быть построена с использованием высокооборотных безредукторных главных генераторных установок с выходным напряжением повышенной частоты, а электрические преобразователи гребных электродвигателей построены на основе трехуровневых преобразователей частоты позволяющих получать высокое качество напряжения питания гребных электродвигателей.A rowing electric power plant of a vessel can be constructed using high-speed gearless main generator sets with an output voltage of increased frequency, and electric converters of the rowing electric motors are built on the basis of three-level frequency converters allowing to obtain a high quality of the supply voltage of the rowing electric motors.

Гребная электроэнергетическая установка судна помимо выполнения основных требований эксплуатационного характера позволит:The rowing electric power plant of the vessel, in addition to fulfilling the basic requirements of an operational nature, will allow:

- улучшить массогабаритные характеристики, а также повысить надежность и живучесть энергетической установки;- improve weight and size characteristics, as well as increase the reliability and survivability of the power plant;

- повысить энергетическую эффективность и экономичность энергоустановки;- increase energy efficiency and efficiency of the power plant;

- повысить коэффициент загрузки первичных тепловых двигателей, тем самым повысив их ресурс эксплуатации;- increase the load factor of primary heat engines, thereby increasing their service life;

- осуществлять торможение гребных электродвигателей без использования громоздких и дорогих тормозных цепочек с передачей энергии на накопитель, либо рассеиванием энергии торможения в рабочей среде - воде;- to brake the propeller motors without the use of bulky and expensive brake chains with the transfer of energy to the drive, or the dissipation of braking energy in the working medium - water;

- обеспечивать потребители собственных нужд электроэнергией от главного первичного теплового двигателя в режимах движения судна;- provide consumers with their own needs with electricity from the main primary heat engine in the modes of movement of the vessel;

- обеспечивать питание электроэнергией внешних потребителей судна, например береговых потребителей либо потребителей буксируемых объектов от главного первичного теплового двигателя.- provide power to external ship consumers, such as coastal consumers or consumers of towed objects from the main primary heat engine.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в гребной электроэнергетической установке, содержащей два тепловых двигателя, два трехфазных электрических генератора, два трехфазных двухполупериодных выпрямителя напряжения, два конденсатора звена постоянного тока, трехуровневые инверторы напряжения, гребные электродвигатели, работающие каждый на свой винт, причем каждый из электрических генераторов механически соединен со своим тепловым двигателем, а электрически подключен на вход своего трехфазного двухполупериодного выпрямителя напряжения, предусмотрены следующие отличия: трехфазные электрические генераторы имеют вывод нулевой точки, а количество трехуровневых инверторов напряжения равно количеству гребных электродвигателей, причем плюсовой вывод первого трехфазного двухполупериодного выпрямителя напряжения соединен с плюсовым выводом второго трехфазного двухполупериодного выпрямителя напряжения, а также с плюсовыми выводами всех трехуровневых инверторов напряжения и с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с нулевыми точками трехфазных электрических генераторов, нулевыми точками всех трехуровневых инверторов напряжения и с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с минусовыми выводами двух трехфазных двухполупериодных выпрямителей напряжения и с минусовыми точками всех трехуровневых инверторов напряжения.The problem is solved due to the fact that in a rowing electric installation containing two heat engines, two three-phase electric generators, two three-phase two-half-wave voltage rectifiers, two DC link capacitors, three-level voltage inverters, rowing electric motors, each working on its own screw, each of which electric generators are mechanically connected to its heat engine, and electrically connected to the input of its three-phase two-half-wave rectifies For voltage, the following differences are provided: three-phase electric generators have a zero point output, and the number of three-level voltage inverters is equal to the number of propeller motors, and the positive output of the first three-phase two-half-voltage rectifier is connected to the positive output of the second three-phase two-half-voltage rectifier, as well as with the positive conclusions of all three-level voltage inverters and with the first output of the first capacitor, the second output of which is connected to zero points of three-phase electric generators, zero points of all three-level voltage inverters and with the first output of the second capacitor, the second output of which is connected to the negative terminals of two three-phase two-half-voltage rectifiers and with the negative points of all three-level voltage inverters.

Кроме того, предложенная гребная электроэнергетическая установка может быть выполнена так, что один из электрических генераторов и один из двухполупериодных выпрямителей напряжения электрически подключенный к этому генератору выполнены многофазными.In addition, the proposed rowing electric power installation can be performed so that one of the electric generators and one of the half-wave voltage rectifiers electrically connected to this generator are multi-phase.

Кроме того, предложенная гребная электроэнергетическая установка дополнительно содержит накопитель энергии со своим согласующим электрическим преобразователем, дополнительный трехуровневый инвертор напряжения, двухобмоточный согласующий трансформатор, два автоматических выключателя, распределительный щит, вспомогательный дизель-генератор и потребители собственных нужд, причем накопитель энергии через согласующий электрический преобразователь подключен к плюсовым и минусовым выводам трехуровневых инверторов напряжения, дополнительный трехуровневый инвертор напряжения своим входом подключен параллельно входам трехуровневых инверторов напряжения, а выход дополнительного трехуровневого инвертора напряжения подключен на первичную обмотку двухобмоточного согласующего трансформатора, вторичная обмотка которого через первый автоматический выключатель подключена к распределительному щиту, к которому подключены потребители собственных нужд и через второй автоматический выключатель электрический генератор вспомогательного дизель-генератора.In addition, the proposed rowing electric power plant further comprises an energy storage device with its matching electric converter, an additional three-level voltage inverter, a double-winding matching transformer, two circuit breakers, a distribution board, an auxiliary diesel generator and auxiliary consumers, the energy storage being connected via a matching electrical converter to the plus and minus conclusions of three-level voltage inverters, additional A three-level voltage inverter is connected with its input parallel to the inputs of three-level voltage inverters, and the output of an additional three-level voltage inverter is connected to the primary winding of a two-winding matching transformer, the secondary winding of which is connected through a first circuit breaker to a distribution board to which auxiliary consumers are connected and through a second circuit breaker electric generator auxiliary diesel generator.

Кроме того, гребная электроэнергетическая установка дополнительно содержит автоматический выключатель, разъединитель и щит питания внешних потребителей, причем разъединитель установлен в цепь между одним из выходов одного трехуровневого инвертора напряжения и гребным электродвигателем, а автоматический выключатель своим входом подключен на выход этого трехуровневого инвертора напряжения, а выход автоматического выключателя подключен к щиту питания внешних потребителей.In addition, the rowing electric power plant further comprises a circuit breaker, a disconnector and a power supply board for external consumers, the disconnector being installed in a circuit between one of the outputs of one three-level voltage inverter and a rowing electric motor, and the circuit breaker is connected to the output of this three-level voltage inverter by its input, and the output circuit breaker is connected to the power supply panel of external consumers.

Структура гребной электроэнергетической установки судна построена таким образом, что для различных режимов работы энергетической установки используются различные варианты включения в работу одного из генераторных агрегатов и осуществляется мягкий переход с одного генератора на другой, при этом в такой структуре нет необходимости использования коммутационных аппаратов в основном силовом канале гребных электродвигателей. Соединение элементов схемы выполнено таким образом, чтобы помимо выполнения требований технологического процесса между источником энергии и исполнительным агрегатом было минимальное число элементов, а используемый источник энергии загружался под номинальное значение и не работал вхолостую.The structure of the ship’s rowing electric power plant is constructed in such a way that for different operating modes of the power plant, various options are used to turn one of the generator units into operation and a soft transition is made from one generator to another, while in this structure there is no need to use switching devices in the main power channel rowing electric motors. The connection of the circuit elements is made in such a way that in addition to meeting the requirements of the technological process, there is a minimum number of elements between the energy source and the actuating unit, and the used energy source is loaded at a nominal value and does not work idle.

Предложенная гребная электроэнергетическая установка судна может быть снабжена дополнительными накопителем энергии, а также согласующими электрическим преобразователем и двухобмоточным трансформатором для питания потребителей собственных нужд.The proposed rowing electric power plant of the vessel can be equipped with additional energy storage, as well as matching electric converter and double winding transformer to power consumers of their own needs.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

Гребная электроэнергетическая установка, схема которой представлена на Фиг. 1, содержит два тепловых двигателя 1, 2, два трехфазных электрических генератора 3, 4, два трехфазных двухполупериодных выпрямителя напряжения 5, 6, два конденсатора 7 и 8 звена постоянного тока, трехуровневые инверторы напряжения 9-1÷9-n, гребные электродвигатели 10-1÷10-n. Гребные электродвигатели 10-1÷10-n работают каждый на свой винт 11-1÷11-n. Каждый из электрических генераторов 3 и 4 механически соединен со своим тепловым двигателем 1 и 2, а электрически подключен на вход своего трехфазного двухполупериодного выпрямителя напряжения 5 и 6. Трехфазные электрические генераторы 3 и 4 имеют вывод нулевой точки, а количество трехуровневых инверторов напряжения 9-1÷9-n равно количеству гребных электродвигателей 10-1÷10-n. Плюсовой вывод первого трехфазного двухполупериодного выпрямителя напряжения 5 соединен с плюсовым выводом второго трехфазного двухполупериодного выпрямителя напряжения 6, а также с плюсовыми выводами всех трехуровневых инверторов напряжения 9-1÷9-n и с первым выводом первого конденсатора 7. Второй вывод первого конденсатора 7 соединен с нулевыми точками трехфазных электрических генераторов 3 и 4, нулевыми точками всех трехуровневых инверторов напряжения 9-1÷9-n и с первым выводом второго конденсатора 8. Второй вывод второго конденсатора 8 соединен с минусовыми выводами двух трехфазных двухполупериодных выпрямителей напряжения 5 и 6 и с минусовыми точками всех трехуровневых инверторов напряжения 9-1÷9-n.A rowing electric power plant, the circuit of which is shown in FIG. 1, contains two heat engines 1, 2, two three-phase electric generators 3, 4, two three-phase two-half-wave voltage rectifiers 5, 6, two capacitors 7 and 8 of the DC link, three-level voltage inverters 9-1 ÷ 9-n, rowing motors 10 -1 ÷ 10-n. Rowing motors 10-1 ÷ 10-n work each on its own screw 11-1 ÷ 11-n. Each of the electric generators 3 and 4 is mechanically connected to its heat engine 1 and 2, and electrically connected to the input of its three-phase two-half-wave voltage rectifier 5 and 6. Three-phase electric generators 3 and 4 have a zero point output, and the number of three-level voltage inverters is 9-1 ÷ 9-n is equal to the number of propeller motors 10-1 ÷ 10-n. The positive terminal of the first three-phase two-half-wave voltage rectifier 5 is connected to the positive terminal of the second three-phase two-half-voltage rectifier 6, as well as with the positive terminals of all three-level voltage inverters 9-1 ÷ 9-n and with the first terminal of the first capacitor 7. The second terminal of the first capacitor 7 is connected to zero points of three-phase electric generators 3 and 4, zero points of all three-level voltage inverters 9-1 ÷ 9-n and with the first output of the second capacitor 8. The second output of the second capacitor 8 oedinen with minus terminals of the two three-phase full-wave voltage rectifier 5 and 6 and with minus points of all three-level inverter voltage 9-1 ÷ 9-n.

Гребная электроэнергетическая установка, схема которой представлена на Фиг. 2, реализована так, что один из электрических генераторов 3 и один из двухполупериодных выпрямителей напряжения 5, электрически подключенный к этому генератору 3, выполнены многофазными.A rowing electric power plant, the circuit of which is shown in FIG. 2 is implemented in such a way that one of the electric generators 3 and one of the half-wave voltage rectifiers 5, electrically connected to this generator 3, are made multiphase.

Гребная электроэнергетическая установка, схема которой представлена на Фиг. 3, дополнительно содержит накопитель энергии 12 со своим согласующим электрическим преобразователем 13, дополнительный трехуровневый инвертор напряжения 14, двухобмоточный согласующий трансформатор 15, два автоматических выключателя 16, 17, распределительный щит 18, вспомогательный дизель-генератор 19 и потребители собственных нужд 20. Накопитель энергии 12 через согласующий электрический преобразователь 13 подключен к плюсовым и минусовым выводам трехуровневых инверторов напряжения 9-l÷9-n. Дополнительный трехуровневый инвертор напряжения 14 своим входом подключен параллельно входам трехуровневых инверторов напряжения 9-1÷9-n. Выход дополнительного трехуровневого инвертора напряжения 14 подключен на первичную обмотку двухобмоточного согласующего трансформатора 15, вторичная обмотка которого через первый автоматический выключатель 16 подключена к распределительному щиту 18. К распределительному щиту 18 подключены потребители собственных нужд 20 и через второй автоматический выключатель 17 электрический генератор 21 вспомогательного дизель-генератора 19.A rowing electric power plant, the circuit of which is shown in FIG. 3 further comprises an energy storage device 12 with its matching electric converter 13, an additional three-level voltage inverter 14, a double-winding matching transformer 15, two circuit breakers 16, 17, a distribution board 18, an auxiliary diesel generator 19, and auxiliary consumers 20. Energy storage 12 through a matching electrical converter 13 is connected to the plus and minus terminals of three-level voltage inverters 9-l ÷ 9-n. An additional three-level voltage inverter 14 with its input is connected in parallel with the inputs of three-level voltage inverters 9-1 ÷ 9-n. The output of an additional three-level voltage inverter 14 is connected to the primary winding of a double-winding matching transformer 15, the secondary winding of which is connected through a first circuit breaker 16 to a distribution panel 18. Auxiliary consumers 20 are connected to the distribution panel 18 and, through a second circuit breaker 17, an auxiliary diesel generator 21 generator 19.

Гребная электроэнергетическая установка, схема которой представлена на Фиг. 4, дополнительно содержит автоматический выключатель 22, разъединитель 23 и щит питания внешних потребителей 24. Разъединитель 23 установлен в цепь между одним из выходов одного трехуровневого инвертора напряжения 9-1 и гребным электродвигателем 10-1, а автоматический выключатель 22 своим входом подключен на выход этого трехуровневого инвертора напряжения 9-1, а выход автоматического выключателя 22 подключен к щиту питания внешних потребителей 24.A rowing electric power plant, the circuit of which is shown in FIG. 4, additionally contains a circuit breaker 22, a disconnector 23 and a power supply board of external consumers 24. A disconnector 23 is installed in a circuit between one of the outputs of one three-level voltage inverter 9-1 and a propeller motor 10-1, and the circuit breaker 22 is connected to its output by its input three-level voltage inverter 9-1, and the output of the circuit breaker 22 is connected to the power supply panel of external consumers 24.

Работа гребной электроэнергетической установки происходит следующим образом. В гребной электроэнергетической установке, представленной на Фиг. 1 и Фиг. 2, изображены два источника электроэнергии на основе первого теплового двигателя 1 и электрического генератора 3 большей мощности и на основе второго теплового двигателя 2 и электрического генератора 4 меньшей мощности. При этом в гребной электроэнергетической установке (Фиг. 1 и Фиг. 2) возможны два режима работы режим полного хода и швартовный режим (режим малого хода). Источник электроэнергии на основе первого теплового двигателя 1 и электрического генератора 3 используется для режима полного хода судна, источник электроэнергии на основе второго теплового двигателя 2 и электрического генератора 4 используется для швартовного режима судна и режима малого хода. При этом одновременно оба тепловых двигателя 1 и 2 работают только при переходе с одного режима работы на другой. Переход с одного режима на другой осуществляется плавно без использования электрических коммутационных и пусковых аппаратов. Более подробно рассмотрим переход гребной электроэнергетической установки с одного режима работы на другой. Пусть гребная электроэнергетическая установка (Фиг. 1) работает в швартовном режиме (режиме малого хода) при этом работает источник электроэнергии на основе второго теплового двигателя 2 и электрического генератора 4 при этом трехуровневые инверторы напряжения 9-1÷9-n и гребные электродвигатели 10-1÷10-n получают питание от трехфазного двухполупериодного выпрямителя напряжения 6. При необходимости перехода гребной электроэнергетической установки в режим полного хода производится запуск первого теплового двигателя 1 и возбуждение электрического генератора 3. Как только напряжение на выходе электрического генератора 3 станет больше, чем напряжение на выходе электрического генератора 4, трехуровневые инверторы напряжения 9-1÷9-n и гребные электродвигатели 10-1÷10-n начнут получать питание от источника электроэнергии на основе первого теплового двигателя 1 и электрического генератора 3, а трехфазный двухполупериодный выпрямитель напряжения 6 будет заперт напряжением, приложенным с выхода трехфазного двухполупериодного выпрямителя напряжения 5. В результате чего второй тепловой двигатель 2 и электрический генератор 4 выведены из работы и могут быть остановлены. Следует отметить, что в такой структуре есть возможность регулирования напряжения в звене постоянного тока средствами возбуждения электрических генераторов 3 и 4 для различных режимов работы гребной электроэнергетической установки. Следовательно, появляется возможность формировать напряжения на выходах трехуровневых инверторов напряжения 9-1÷9-n близкие к синусоидальным, в зависимости от частот вращения гребных электродвигателей 10-1÷10-n. Аналогичным образом производиться переход гребной электроэнергетической установки с режима полного хода на швартовный режим (режим малого хода). Таким образом, осуществляется переход гребной электроэнергетической установки с одного режима на другой без использования электрических коммутационных и пусковых аппаратов только средствами пуска тепловых двигателей 1 и 2 и средствами возбуждения электрических генераторов 3 и 4. Электрические генераторы 3 и 4 имеют выводы нулевой точки, которые используются для организации питания трехуровневых инверторов напряжения 9-1÷9-n гребных электродвигателей 10-1÷10-n без применения многообмоточных трансформаторов и использования сложных генераторных агрегатов. При этом гребная электроэнергетическая установка имеет простую структуру и минимальное число преобразовании энергии в силовом канале.The work of the rowing electric power plant is as follows. In the rowing electric power plant shown in FIG. 1 and FIG. 2, two power sources are shown based on a first heat engine 1 and an electric generator 3 of higher power and based on a second heat engine 2 and an electric generator 4 of lower power. Moreover, in a rowing electric power plant (Fig. 1 and Fig. 2), two operating modes are possible: full speed mode and mooring mode (low speed mode). An electric power source based on the first heat engine 1 and electric generator 3 is used for the full speed of the vessel, an electric power source based on the second heat engine 2 and the electric generator 4 is used for the mooring mode of the vessel and the low speed mode. At the same time, both heat engines 1 and 2 simultaneously work only when switching from one operating mode to another. The transition from one mode to another is carried out smoothly without the use of electrical switching and starting devices. In more detail, we consider the transition of a rowing electric power plant from one operating mode to another. Let the rowing electric power plant (Fig. 1) operate in the mooring mode (low speed mode) while the electric power source is operating on the basis of the second heat engine 2 and the electric generator 4, while the three-level voltage inverters 9-1 ÷ 9-n and the rowing motors 10- 1 ÷ 10-n receive power from a three-phase two-half-wave voltage rectifier 6. If necessary, the rowing electric power plant switches to full speed mode, the first heat engine 1 is started and electricity is excited generator 3. As soon as the voltage at the output of electric generator 3 becomes greater than the voltage at the output of electric generator 4, three-level voltage inverters 9-1 ÷ 9-n and propeller motors 10-1 ÷ 10-n will begin to receive power from the electric power source based on the first heat engine 1 and the electric generator 3, and the three-phase two-half-wave voltage rectifier 6 will be locked by the voltage applied from the output of the three-phase two-half-voltage rectifier 5. As a result, the second thermal driver 2 and electric generator 4 are out of operation and can be stopped. It should be noted that in such a structure there is the possibility of regulating the voltage in the DC link by means of excitation of electric generators 3 and 4 for various operating modes of a rowing electric power plant. Therefore, it becomes possible to generate voltages at the outputs of three-level inverters, voltage 9-1 ÷ 9-n close to sinusoidal, depending on the rotational speeds of the propeller motors 10-1 ÷ 10-n. Similarly, the transition of the rowing electric power plant from the full speed mode to the mooring mode (low speed mode) is carried out. Thus, the rowing electric power plant is transferred from one mode to another without the use of electric switching and starting apparatuses only by starting the heat engines 1 and 2 and by means of exciting electric generators 3 and 4. Electric generators 3 and 4 have zero point outputs that are used for power supply of three-level voltage inverters 9-1 ÷ 9-n rowing motors 10-1 ÷ 10-n without the use of multi-winding transformers and the use of complex generators aggregates. In this case, the rowing electric power plant has a simple structure and a minimum number of energy conversion in the power channel.

Гребная электроэнергетическая установка, изображенная на Фиг. 2, схемотехнически реализована, так что электрический генератор 3 и выпрямитель напряжения 5, электрически подключенный к этому генератору 3, выполнены многофазными. Такое решение позволит снизить уровень пульсации на конденсаторах 7 и 8 при работе гребной электроэнергетической установке в режиме полного хода и тем самым улучшить качество напряжения формируемого на выходах трехуровневых инверторов напряжения 9-1÷9-n для питания гребных электродвигателей 10-1÷10-n.The rowing electric power plant shown in FIG. 2, is schematically implemented, so that the electric generator 3 and the voltage rectifier 5, electrically connected to this generator 3, are made multiphase. This solution will reduce the ripple level on the capacitors 7 and 8 when the rowing electric power plant is operating in full speed mode and thereby improve the quality of the voltage generated at the outputs of the three-level inverters voltage 9-1 ÷ 9-n for supplying the rowing electric motors 10-1 ÷ 10-n .

При необходимости остановки или изменения направления движения судна в гребной электроэнергетической установке, изображенной на Фиг. 1 и Фиг. 2, меньшее целое число от половины либо половина гребных электродвигателей 10-1÷10-S (где S=trunk(n/2), trunk - меньшая целая часть числа) переводятся в генераторный режим, при этом рекуперируемая энергия поступает через трехуровневые инверторы напряжения 9-1÷9-S, подключенные к этим гребным электродвигателям 10-1÷10-S, на общие шины постоянного тока. Происходит рост напряжения на шинах постоянного тока, при этом выпрямители напряжения 5 и 6 гребной электроэнергетической установки находятся в запертом состоянии. Энергия, рекуперируемая гребными электродвигателями 10-1÷10-S, переведенными в генераторный (тормозной) режим, потребляется гребными электродвигателями 10-(S+1)÷10-n, работающими в двигательном режиме. После остановки гребных электродвигателей 10-1÷10-S они переводятся в двигательный режим с направлением вращения в противоположную сторону, а гребные электродвигатели 10-(S+1)+÷10-n переводятся в генераторный режим, энергия, рекуперируемая ими, передается на раскрутку гребных электродвигателей 10-1÷10-S. После остановки гребных электродвигателей 10-(S+1)÷10-n они переводятся в двигательный режим и энергия из сети потребляется всеми 10-1÷10-n электродвигателями на вращение в противоположную сторону.If it is necessary to stop or change the direction of movement of the vessel in the rowing electric power installation shown in FIG. 1 and FIG. 2, a smaller integer from half or half of the propeller motors 10-1 ÷ 10-S (where S = trunk (n / 2), trunk is the smaller integer part of the number) are transferred to the generator mode, while the recovered energy is supplied through three-level voltage inverters 9-1 ÷ 9-S, connected to these 10-1 ÷ 10-S propeller motors, to common DC buses. There is an increase in voltage on DC buses, while the voltage rectifiers 5 and 6 of the rowing electric power plant are in a locked state. The energy recuperated by the 10-1 ÷ 10-S propeller motors converted to the generator (brake) mode is consumed by the 10- (S + 1) ÷ 10-n propeller motors operating in the motor mode. After the 10-1 ÷ 10-S propeller motors stop, they are transferred to the motor mode with the direction of rotation in the opposite direction, and the 10- (S + 1) + ÷ 10-n propeller motors are transferred to the generator mode, the energy recovered by them is transmitted to promotion of rowing electric motors 10-1 ÷ 10-S. After the 10- (S + 1) ÷ 10-n propeller motors stop, they are put into motor mode and the energy from the network is consumed by all 10-1 ÷ 10-n motors to rotate in the opposite direction.

Гребная электроэнергетическая установка, изображенная на Фиг. 3, позволяет осуществлять питание потребителей собственных нужд 20 и осуществлять сброс энергии торможения гребных электродвигателей 10-1÷10-n на накопитель энергии 12 через согласующий электрический преобразователь 13 с последующим использованием накопленной энергии для обеспечения разгона гребных электродвигателей 10-1÷10-n либо для питания потребителей собственных нужд 20.The rowing electric power plant shown in FIG. 3, it allows power supply to consumers of their own needs 20 and discharge the braking energy of the propeller motors 10-1 ÷ 10-n to the energy storage device 12 through the matching electric converter 13 with the subsequent use of the stored energy to provide acceleration of the propeller motors 10-1 ÷ 10-n or to supply consumers with their own needs 20.

В штатном режиме работы потребители собственных нужд 20 гребной электроэнергетической установки (Фиг. 3) получают питание от источника электроэнергии на основе первого теплового двигателя 1 и электрического генератора 3 либо источника электроэнергии на основе второго теплового двигателя 2 и электрического генератора 4 по цепи от выпрямителей напряжения 5 либо 6 соответственно на общие шины постоянного тока, через дополнительный трехуровневый инвертор напряжения 14, согласующий трансформатор 15, первый автоматический выключатель 16 и распределительный щит 18. При этом дополнительный трехуровневый инвертор напряжения 14 производит стабилизацию уровня напряжения и частоты напряжения на требуемом уровне для питания потребителей собственных нужд 20. При недогрузке тепловых двигателей 1 либо 2 при их работе в режимах полного хода или швартовном режиме (режим малого хода) соответственно возможна их "дозагрузка" за счет заряда накопителя энергии 12 через согласующий электрический преобразователь 13 подключенный к плюсовым и минусовым выводам трехуровневых инверторов напряжения 9-1÷9-n. При этом энергия, накопленная в накопителе энергии 12, будет использоваться для разгона гребных электродвигателей 10-1÷10-n либо для питания потребителей собственных нужд 20 при необходимости.In normal operation, consumers of their own needs 20 rowing electric power plant (Fig. 3) receive power from an electric power source based on the first heat engine 1 and electric generator 3 or an electric power source based on the second heat engine 2 and electric generator 4 in a circuit from voltage rectifiers 5 or 6, respectively, to common DC buses, through an additional three-level voltage inverter 14, matching transformer 15, the first circuit breaker 16 and distribution dividing board 18. At the same time, an additional three-level voltage inverter 14 stabilizes the voltage level and voltage frequency at the required level to power consumers of their own needs 20. If the heat engines 1 or 2 are underloaded when they are operating in full speed or mooring mode (low speed mode) accordingly, their "reloading" is possible due to the charge of the energy storage device 12 through a matching electrical converter 13 connected to the positive and negative terminals of the three-level voltage inverters 9-1 ÷ 9 -n. In this case, the energy stored in the energy storage device 12 will be used to accelerate the propeller motors 10-1 ÷ 10-n or to power consumers of their own needs 20 if necessary.

При необходимости остановки или изменения направления движения судна энергия торможения с гребных электродвигателей 10-1÷10-n может передаваться через общие шины постоянного тока и через согласующий электрический преобразователь 13 для заряда накопителя энергии 12 либо через общие шины постоянного тока, дополнительный трехуровневый инвертор напряжения 14 и согласующий трансформатор напряжения 15, первый автоматический выключатель 16, распределительный щит 18 для питания потребителей собственных нужд 20. В случае невозможности накопителем энергии 12 принять на себя энергию торможения и при необходимости торможения судна торможение осуществляется ранее описанным способом перераспределением энергии между гребными электродвигателями 10-1÷10-n.If it is necessary to stop or change the direction of the vessel’s movement, the braking energy from the propeller motors 10-1 ÷ 10-n can be transmitted through common DC buses and through a matching electrical converter 13 to charge the energy storage device 12 or through common DC buses, an additional three-level voltage inverter 14 and matching voltage transformer 15, the first circuit breaker 16, switchboard 18 for power supply to consumers of their own needs 20. If it is impossible to store e ergii 12 to assume the braking energy during braking and deceleration is carried need vessel previously described energy redistribution between electric motors 10-1 ÷ propeller 10-n.

При стоянке судна гребная электроэнергетическая установка может быть переведена в стояночный режим с осуществлением питания потребителей собственных нужд от электрического генератора 21 вспомогательного дизель-генератора 19. При этом потребители собственных 20 нужд получают питание по цепи электрический генератор 21, второй автоматический выключатель 17 и на шины распределительного щита 18.When the vessel is stationary, the rowing electric power plant can be put into standby mode with the power supply to auxiliary consumers from the electric generator 21 of the auxiliary diesel generator 19. At the same time, consumers of their own 20 needs receive power from the electric generator 21, the second circuit breaker 17 and to the distribution buses shield 18.

Предложенная гребная электроэнергетическая установка отличается высокой степенью надежности так в случае отказа первого теплового двигателя 1 система может работать с уменьшением значения мощности на гребных электродвигателях 10-1÷10-n от второго теплового двигателя 2, в случае отказа второго теплового двигателя 2 система может работать с уменьшением значения мощности на гребных электродвигателях 10-1÷10-n от вспомогательного дизель-генератора 19. Питание гребных электродвигателей 10-1÷10-n от вспомогательного дизель-генератора 19 в аварийном режиме осуществляется по цепи электрический генератор 21 вспомогательного дизель-генератора 19, второй автоматический выключатель 17, распределительный щит 18, первый автоматический выключатель 16, согласующий трансформатор напряжения 15, обратные диоды транзисторов дополнительного трехуровневого инвертора напряжения 14, звено постоянного тока, трехуровневые инверторы напряжения 9-1÷9-n и гребные электродвигатели 10-1÷10-n. Следует отметить, что суммарная мощность на винтах 11-1÷11-n гребных электродвигателей 10-1÷10-n не должна превышать мощности электрического генератора 21 вспомогательного дизель-генератора 19.The proposed rowing electric power plant is characterized by a high degree of reliability, so in the event of a failure of the first heat engine 1, the system can operate with a decrease in the power value of the rowing motors 10-1 ÷ 10-n from the second heat engine 2, in the event of a failure of the second heat engine 2, the system can work with reducing the value of the power on the propeller motors 10-1 ÷ 10-n from the auxiliary diesel generator 19. Power propeller motors 10-1 ÷ 10-n from the auxiliary diesel generator 19 the hedgehog is carried out by a circuit of an electric generator 21 of an auxiliary diesel generator 19, a second circuit breaker 17, a distribution board 18, a first circuit breaker 16, a matching voltage transformer 15, reverse transistor diodes of an additional three-level voltage inverter 14, a DC link, three-level voltage inverters 9- 1 ÷ 9-n and propeller motors 10-1 ÷ 10-n. It should be noted that the total power on the screws 11-1 ÷ 11-n of the rowing electric motors 10-1 ÷ 10-n should not exceed the power of the electric generator 21 of the auxiliary diesel generator 19.

Гребная электроэнергетическая установка, изображенная на Фиг. 4 позволяет осуществлять питание внешних потребителей от электроэнергетической установки судна, например питание мощных береговых потребителей либо транспортируемого объекта. В этом случае производиться отключение разъединителя 23 и включение автоматического выключателя 22 на щит питания внешних потребителей 24. При этом трехуровневый инвертор напряжения 9-1 синтезирует выходные напряжения с требуемыми параметрами действующего значения, частоты и фазы необходимого для питания внешних потребителей электрической энергии. Следует отметить, что от этого же щита питания внешних потребителей 24 может осуществляться и питание предложенной гребной электроэнергетической установки при стоянке либо при движении от внешнего источника электроэнергии. Таким образом, гребная электроэнергетическая установка, представленная на Фиг. 4 существенно расширяет функциональные возможности и делает ее универсальной.The rowing electric power plant shown in FIG. 4 allows the supply of power to external consumers from the ship’s power plant, for example, power to powerful coastal consumers or a transported object. In this case, the disconnector 23 is turned off and the circuit breaker 22 is turned on to the power supply panel of external consumers 24. In this case, the three-level voltage inverter 9-1 synthesizes the output voltages with the required parameters of the effective value, frequency and phase necessary for powering the external consumers of electrical energy. It should be noted that from the same power supply panel of external consumers 24, power can also be supplied to the proposed rowing electric power plant when parking or when moving from an external source of electricity. Thus, the rowing electric power plant shown in FIG. 4 significantly expands the functionality and makes it universal.

Структура электроэнергетической установки судна построена таким образом, что для различных режимов работы энергетической установки используются различные варианты включения в работу одного из генераторных агрегатов.The structure of the ship’s electric power plant is designed in such a way that for various operating modes of the power plant, various options are used for including one of the generating sets in operation.

Предложенная гребная электроэнергетическая установка судна может быть снабжена дополнительными накопителем энергии, а также согласующими электрическим преобразователем и двухобмоточным трансформатором для питания потребителей собственных нужд.The proposed rowing electric power plant of the vessel can be equipped with additional energy storage, as well as matching electric converter and double winding transformer to power consumers of their own needs.

Предложенная гребная электроэнергетическая установка судна позволяет осуществлять мягкий переход с одного генератора на другой, при этом в такой структуре нет необходимости использования коммутационных аппаратов в основном силовом канале гребных электродвигателей. Предлагаемая электроэнергетическая установка позволяет использовать высокочастотные генераторные агрегаты, тем самым уменьшая массогабаритные характеристики всей электроэнергетической системы. Такая электроэнергетическая система сочетает в себе минимум элементов преобразования электрической энергии, и максимальную функциональность, и энергетическую эффективность при работе. К достоинствам единой электроэнергетической системы также можно отнести: отсутствие необходимости в использовании ГРЩ (главного распределительного щита); отсутствие необходимости в использовании согласующих трансформаторов; торможение судна осуществляется без использования тормозных резисторов, либо сбросом энергии на потребители собственных нужд и накопитель энергии, либо сбросом энергии на другие гребные электродвигатели. Преимуществом данной электроэнергетической установки является повышение энергетической эффективности и увеличения коэффициента загрузки первичных тепловых двигателей электроэнергетической установки и, как следствие, экономия топлива, а также повышение ресурса элементов системы. К достоинствам предлагаемой системы также следует отнести простоту структуры, улучшение массогабаритных характеристик, а также повышение надежности и живучести электроэнергетической установки.The proposed rowing electric power plant of the vessel allows for a smooth transition from one generator to another, while in this structure there is no need to use switching devices in the main power channel of the propeller motors. The proposed electric power installation allows the use of high-frequency generating sets, thereby reducing the overall dimensions of the entire electric power system. Such an electric power system combines a minimum of electric energy conversion elements, and maximum functionality, and energy efficiency during operation. The advantages of a single electric power system can also include: the lack of need for the use of main switchboards (main switchboard); no need for matching transformers; ship braking is carried out without the use of braking resistors, either by dumping energy to consumers of their own needs and energy storage, or by dumping energy to other propeller motors. The advantage of this power plant is to increase energy efficiency and increase the load factor of the primary heat engines of the power plant and, as a result, fuel economy, as well as increasing the resource of system elements. The advantages of the proposed system should also include the simplicity of the structure, the improvement of weight and size characteristics, as well as improving the reliability and survivability of the electric power plant.

Claims (4)

1. Гребная электроэнергетическая установка, содержащая два тепловых двигателя, два трехфазных электрических генератора, два трехфазных двухполупериодных выпрямителя напряжения, два конденсатора звена постоянного тока, трехуровневые инверторы напряжения, гребные электродвигатели, работающие каждый на свой винт, причем каждый из электрических генераторов механически соединен со своим тепловым двигателем, а электрически подключен на вход своего трехфазного двухполупериодного выпрямителя напряжения, отличающаяся тем, что трехфазные электрические генераторы имеют вывод нулевой точки, а количество трехуровневых инверторов напряжения равно количеству гребных электродвигателей, причем плюсовой вывод первого трехфазного двухполупериодного выпрямителя напряжения соединен с плюсовым выводом второго трехфазного двухполупериодного выпрямителя напряжения, а также с плюсовыми выводами всех трехуровневых инверторов напряжения и с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с нулевыми точками трехфазных электрических генераторов, нулевыми точками всех трехуровневых инверторов напряжения и с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с минусовыми выводами двух трехфазных двухполупериодных выпрямителей напряжения и с минусовыми точками всех трехуровневых инверторов напряжения.1. A rowing electric power plant containing two heat engines, two three-phase electric generators, two three-phase two-half-wave voltage rectifiers, two DC link capacitors, three-level voltage inverters, rowing electric motors, each working on its own screw, and each of the electric generators is mechanically connected to its own heat engine, and is electrically connected to the input of its three-phase two-half-wave voltage rectifier, characterized in that the three-phase electric electric generators have a zero point output, and the number of three-level voltage inverters is equal to the number of propeller motors, and the positive output of the first three-phase two-half-wave voltage rectifier is connected to the positive output of the second three-phase two-half-voltage rectifier, as well as with the positive terminals of all three-level voltage inverters and with the first output of the first , the second output of which is connected to the zero points of three-phase electric generators, zero points E all three-level voltage inverter and the first terminal of the second capacitor, the second terminal of which is connected to the negative terminal of the two-phase full-wave rectifier voltage and minus voltage points of the three-level inverters. 2. Гребная электроэнергетическая установка по п. 1, отличающаяся тем, что один из электрических генераторов и один из двухполупериодных выпрямителей напряжения, электрически подключенный к этому генератору, выполнены многофазными.2. A rowing electric power plant according to claim 1, characterized in that one of the electric generators and one of the half-wave voltage rectifiers electrically connected to this generator are made multiphase. 3. Гребная электроэнергетическая установка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит накопитель энергии со своим согласующим электрическим преобразователем, дополнительный трехуровневый инвертор напряжения, двухобмоточный согласующий трансформатор, два автоматических выключателя, распределительный щит, вспомогательный дизель-генератор и потребители собственных нужд, причем накопитель энергии через согласующий электрический преобразователь подключен к плюсовым и минусовым выводам трехуровневых инверторов напряжения, дополнительный трехуровневый инвертор напряжения своим входом подключен параллельно входам трехуровневых инверторов напряжения, а выход дополнительного трехуровневого инвертора напряжения подключен на первичную обмотку двухобмоточного согласующего трансформатора, вторичная обмотка которого через первый автоматический выключатель подключена к распределительному щиту, к которому подключены потребители собственных нужд и через второй автоматический выключатель электрический генератор вспомогательного дизель-генератора.3. A rowing electric power plant according to claim 1, characterized in that it further comprises an energy storage device with its matching electric converter, an additional three-level voltage inverter, a double-winding matching transformer, two circuit breakers, a distribution board, an auxiliary diesel generator and auxiliary consumers, moreover energy storage through a matching electrical converter is connected to the plus and minus terminals of three-level voltage inverters, An additional three-level voltage inverter is connected with its input parallel to the inputs of three-level voltage inverters, and the output of an additional three-level voltage inverter is connected to the primary winding of a double-winding matching transformer, the secondary winding of which is connected through a first circuit breaker to a distribution board to which auxiliary consumers are connected and through a second circuit breaker electric generator auxiliary diesel generator. 4. Гребная электроэнергетическая установка по п. 3, отличающаяся тем, что дополнительно содержит автоматический выключатель, разъединитель и щит питания внешних потребителей, причем разъединитель установлен в цепь между одним из выходов одного трехуровневого инвертора напряжения и гребным электродвигателем, а автоматический выключатель своим входом подключен на выход этого трехуровневого инвертора напряжения, а выход автоматического выключателя подключен к щиту питания внешних потребителей.4. Rowing electric power plant according to claim 3, characterized in that it further comprises a circuit breaker, a disconnector and a power supply board of external consumers, the disconnector being installed in a circuit between one of the outputs of one three-level voltage inverter and a propeller motor, and the circuit breaker is connected by its input to the output of this three-level voltage inverter, and the output of the circuit breaker is connected to the power supply panel of external consumers.
RU2017111742A 2017-04-06 2017-04-06 Propulsion electric power plant RU2658759C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017111742A RU2658759C1 (en) 2017-04-06 2017-04-06 Propulsion electric power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017111742A RU2658759C1 (en) 2017-04-06 2017-04-06 Propulsion electric power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2658759C1 true RU2658759C1 (en) 2018-06-26

Family

ID=62712689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017111742A RU2658759C1 (en) 2017-04-06 2017-04-06 Propulsion electric power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2658759C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110893900A (en) * 2018-09-13 2020-03-20 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 Ship electric propulsion system and ship
RU2732816C1 (en) * 2019-11-19 2020-09-22 Общество с ограниченной ответственностью "Горизонт" Traction converter of locomotive

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012175624A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Wärtsilä Finland Oy Improvement in ship propulsion engine fuel efficiency
RU2475376C1 (en) * 2011-06-24 2013-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Propelling electrical machine with multilevel frequency converter
RU2529090C1 (en) * 2013-03-27 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" Ship electric power plant
RU2575366C1 (en) * 2014-10-07 2016-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Marine electric power plant

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012175624A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Wärtsilä Finland Oy Improvement in ship propulsion engine fuel efficiency
RU2475376C1 (en) * 2011-06-24 2013-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Propelling electrical machine with multilevel frequency converter
RU2529090C1 (en) * 2013-03-27 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" Ship electric power plant
RU2575366C1 (en) * 2014-10-07 2016-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Marine electric power plant

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110893900A (en) * 2018-09-13 2020-03-20 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 Ship electric propulsion system and ship
CN110893900B (en) * 2018-09-13 2021-06-25 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 Ship electric propulsion system and ship
RU2732816C1 (en) * 2019-11-19 2020-09-22 Общество с ограниченной ответственностью "Горизонт" Traction converter of locomotive

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6150731A (en) Integrated high frequency marine power distribution arrangement with transformerless high voltage variable speed drive
RU2551411C2 (en) Power distribution system
RU2436708C1 (en) Ship electric power generator unit
KR101089905B1 (en) Method for operation of a marine-vessel propulsion system with waste-heat recovery, as well as a marine-vessel propulsion system with waste-heat recovery
EP0536876B1 (en) Electric power system for marine vehicles
US6188139B1 (en) Integrated marine power distribution arrangement
RU2529090C1 (en) Ship electric power plant
EP2627557B1 (en) Marine propulsion systems
Reusser et al. Power electronics and drives: Applications to modern ship propulsion systems
RU2658759C1 (en) Propulsion electric power plant
RU197447U1 (en) SHIP'S ELECTRIC POWER SYSTEM
RU2756141C1 (en) Propulsion electric unit
Cardoso et al. Evolution and development prospects of electric propulsion systems of large sea ships
RU2737842C1 (en) Motor vehicle electromotive complex
RU2521883C1 (en) Marine electric power plant
RU2618614C1 (en) Unified vessel power generating plant
RU2733179C1 (en) Ship electric power plant (embodiments)
RU2692980C1 (en) Ship electric power plant
RU2765022C1 (en) Electric propulsion installation with double dc buses
RU2693745C1 (en) Electric power plant of vessel with electric propulsion system
RU2723562C1 (en) Electromotive propulsion plant of ship with several propellers
RU2735298C1 (en) Electrically-driven plant with cascade electric converter
JP2525103Y2 (en) Shaft drive generator
RU2724019C1 (en) Electromotive complex of vehicle with cascade electric converter
RU197961U1 (en) UNIFIED ELECTRIC POWER SYSTEM SHIP