RU87581U1 - DEVICE FOR ELECTRICAL SUPPLY OF THE UNDERWATER VEHICLE FROM THE SHIP-BOAT WITH COMPENSATION OF REACTIVE POWER IN A CABLE-ROPE - Google Patents
DEVICE FOR ELECTRICAL SUPPLY OF THE UNDERWATER VEHICLE FROM THE SHIP-BOAT WITH COMPENSATION OF REACTIVE POWER IN A CABLE-ROPE Download PDFInfo
- Publication number
- RU87581U1 RU87581U1 RU2008142707/22U RU2008142707U RU87581U1 RU 87581 U1 RU87581 U1 RU 87581U1 RU 2008142707/22 U RU2008142707/22 U RU 2008142707/22U RU 2008142707 U RU2008142707 U RU 2008142707U RU 87581 U1 RU87581 U1 RU 87581U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- underwater
- cable
- underwater vehicle
- power supply
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
1. Устройство для электроснабжения подводного аппарата с судна-носителя, содержащее установленный на судне-носителе преобразователь частоты, повышающий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выходом преобразователя частоты, вход которого связан с судовой электрической сетью, линию связи в виде кабель-троса или кабеля, приемный конец которой соединен со вторичной обмоткой судового трансформатора, а передающий конец - с первичной обмоткой трансформатора подводной части системы электроснабжения, установленный на подводном аппарате выпрямитель, вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора подводной части, а выход с потребителями тока, и компенсирующие индуктивности, установленные на концах линии связи, отличающееся тем, что в качестве компенсирующих индуктивностей используются трансформаторы бортовой и подводной частей системы электроснабжения, для чего сердечники трансформаторов изготовлены из аморфных магнитомягких сплавов, магнитные проницаемости которых µ1 и µ2 соответственно выбраны из условия ! Qµ1TV≈Qµ2TV≈0,5Qк, ! где Qµ1TV - реактивная мощность трансформатора бортовой части системы, Qµ2TV - реактивная мощность трансформатора подводной части системы, Qк - реактивная мощность в кабель-тросе, обусловленная емкостным током. ! 2. Устройство для электроснабжения телеуправляемого подводного аппарата с судна-носителя по п.1, отличающееся тем, что подводная часть включает заглубитель, а магнитные проницаемости µ3 и µ4 сердечников трансформаторов соответственно заглубителя и подводного аппарата, выполненных из аморфных магнитомягких сплавов, выбраны из условия распределения комп�1. A device for powering an underwater vehicle from a carrier vessel, comprising a frequency converter mounted on a carrier vessel, a step-up transformer, the primary winding of which is connected to the output of the frequency converter, the input of which is connected to the ship's electrical network, a communication line in the form of a cable or cable the receiving end of which is connected to the secondary winding of the ship transformer, and the transmitting end to the primary winding of the transformer of the underwater part of the power supply system mounted on the underwater The apparatus has a rectifier, the input of which is connected to the secondary winding of the transformer of the underwater part, and the output with current consumers, and compensating inductances installed at the ends of the communication line, characterized in that transformers of the onboard and underwater parts of the power supply system are used as compensating inductors, for which the cores transformers are made of amorphous soft magnetic alloys whose magnetic permeabilities μ1 and μ2 are respectively selected from the condition! Qµ1TV≈Qµ2TV≈0.5Qк,! where Qµ1TV is the reactive power of the transformer of the onboard part of the system, Qµ2TV is the reactive power of the transformer of the underwater part of the system, Qк is the reactive power in the cable, due to capacitive current. ! 2. A device for powering a remote-controlled underwater vehicle from a carrier vessel according to claim 1, characterized in that the underwater part includes a deepener, and the magnetic permeabilities μ3 and μ4 of the transformer cores respectively of the deepener and underwater vehicle made of amorphous soft magnetic alloys are selected from the distribution condition computer
Description
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к устройствам для электроснабжения телеуправляемых подводных аппаратов и их составных частей, а именно к устройствам, обеспечивающим электропитание различных устройств подводного аппарата, к которым относятся силовые установки, приемопередающие системы, манипуляторы, навигационные системы, системы связи и т.п., от бортового источника питания на судне-носителе. В частности полезная модель относится к установкам для передачи электрической мощности через кабель высокого напряжения переменного тока между двумя распределительными устройствами, расположенными на большом расстоянии друг от друга, причем одно из них находится под водой.The utility model relates to electrical engineering, in particular to devices for power supply of remote-controlled underwater vehicles and their components, namely, devices that provide power to various devices of the underwater vehicle, which include power plants, transceiver systems, manipulators, navigation systems, communication systems, etc. .p. from an onboard power source on a carrier vessel. In particular, the utility model relates to installations for transmitting electric power through a high-voltage cable of alternating current between two switchgears located at a great distance from each other, one of them being under water.
Полезная модель может быть также использована в высоковольтных электрических сетях для компенсации потерь мощности, вызванных дополнительной нагрузкой жил кабеля и систем электроснабжения емкостным током, а также для снижения массы и габаритов электрооборудования за счет отказа от отдельных компенсирующих устройств.The utility model can also be used in high-voltage electrical networks to compensate for power losses caused by the additional load of cable cores and power supply systems with capacitive current, as well as to reduce the weight and dimensions of electrical equipment due to the rejection of individual compensating devices.
Известно устройство для электроснабжения подводного аппарата с судна-носителя, содержащее установленный на судне-носителе повышающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к судовой электрической сети, а вторичная - к линии связи, установленный на подводном аппарате понижающий трансформатор, вход которого подключен к другому концу линии связи, а выход - к входу вторичных источников питания, обеспечивающих электроэнергией потребители подводного аппарата (Системы и элементы глубоководной техники и подводных исследований./Под ред. В.С.Ястребова. Л.: Судостроение, 1981, с.158)A device is known for powering an underwater vehicle from a carrier vessel, comprising a step-up transformer mounted on a carrier ship, the primary winding of which is connected to the ship's electrical network, and the secondary winding to a communication line, a step-down transformer installed on the underwater vehicle, the input of which is connected to the other end of the line communication, and the output - to the input of secondary power sources that provide electricity to consumers of the underwater vehicle (Systems and elements of deep-sea equipment and underwater research ./Under the editorship of V.S.Yastrebov. L .: Shipbuilding, 1981, p. 158)
Недостатками этого устройства является то, что понижающий трансформатор в подводном аппарате имеет большую массу и габариты, а также низкая стабильность напряжения на выходе при изменении в широких пределах мощности, потребляемой аппаратом, вследствие падения напряжения на сопротивлении линии связи, что приводит к необходимости значительного схемного усложнения и увеличения габаритов стабилизаторов напряжения вторичных источников. Кроме того, в этом устройстве имеют место потери в линии связи, вызванные емкостным током в кабеле.The disadvantages of this device is that the step-down transformer in the underwater vehicle has a large mass and dimensions, as well as low stability of the output voltage when changing over a wide range of power consumed by the device, due to a voltage drop on the resistance of the communication line, which leads to the need for significant circuit complexity and increase the size of voltage stabilizers of secondary sources. In addition, in this device there are losses in the communication line caused by the capacitive current in the cable.
Известны традиционные средства компенсации и регулирования реактивной мощности в электрических сетях - синхронные компенсаторы (СК) и статические тиристорные компенсаторы (СТК). Первые являются вращающимися электрическими машинами, требующими закрытых помещений и постоянного квалифицированного обслуживания. В СТК отсутствуют подвижные элементы, однако они так же, как и СК, нуждаются в охлаждении, закрытом помещении, обслуживании, поскольку средством регулирования в них являются высоковольтные тиристорные ключи на полную мощность. Очевидно, что использование таких систем в устройствах для электропитания подводных аппаратов невозможно из-за габаритов, а также из-за дополнительных потерь и неэффективности.Known traditional means of compensation and regulation of reactive power in electrical networks - synchronous compensators (SC) and static thyristor compensators (STK). The former are rotating electric machines that require enclosed spaces and ongoing qualified service. There are no movable elements in the STK, however, like SK, they need cooling, enclosed space, and maintenance, since they are controlled by high-voltage thyristor switches at full power. Obviously, the use of such systems in devices for powering underwater vehicles is impossible because of the dimensions, as well as because of additional losses and inefficiency.
Известна установка для передачи электрической мощности (заявка США №2006096953), которая имеет кабель с внутренним электрическим проводником, с изолирующим слоем из твердого материала, окружающего проводник, и с внешним экранирующим заземленным слоем, и в которую дополнительно введен один или более компенсирующих индукторов. Согласно изобретению, установка содержит индукторы, установленные на концах линии, т.е. в бортовой и подводной частях системы электроснабжения. Недостатком такого решения для систем электроснабжения подводных аппаратов является увеличение веса и габаритов системы электроснабжения за счет введения индукторов. При введении компенсирующих индукторов, габариты и масса суммарных объемов и масс согласующих трансформаторов и компенсирующих индукторов возрастают практически в два раза, что для подводного аппарата недопустимо из-за ограниченного пространства.A known installation for transmitting electrical power (US application No. 2006096953), which has a cable with an internal electric conductor, with an insulating layer of solid material surrounding the conductor, and with an external shielding grounded layer, and in which one or more compensating inductors is additionally inserted. According to the invention, the installation comprises inductors mounted at the ends of the line, i.e. in the onboard and underwater parts of the power supply system. The disadvantage of this solution for the power supply systems of underwater vehicles is the increase in weight and dimensions of the power supply system due to the introduction of inductors. With the introduction of compensating inductors, the dimensions and mass of the total volumes and masses of matching transformers and compensating inductors increase almost twice, which is unacceptable for an underwater vehicle due to limited space.
Полезная модель направлена на уменьшение массы и габаритов системы электроснабжения, за счет устранения отдельных компенсирующих устройств, увеличение передаваемой по линии связи мощности с сохранением ограничений по габаритам и массе.The utility model is aimed at reducing the mass and dimensions of the power supply system, by eliminating individual compensating devices, increasing the power transmitted through the communication line while maintaining restrictions on the dimensions and weight.
Это достигается тем, что в устройстве для электроснабжения подводного аппарата с судна-носителя, содержащем установленный на судне-носителе преобразователь частоты, вход которого связан с судовой электрической сетью, повышающий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выходом преобразователя частоты, линию связи в виде кабеля или кабель-троса, приемный конец которой соединен со вторичной обмоткой судового трансформатора, а передающий конец - с первичной обмоткой трансформатора подводной части системы электроснабжения, установленные на подводном аппарате потребители тока, соединенные своими концами с вторичной обмоткой трансформатора подводной части, и компенсирующие индуктивности, установленные на концах линии, в качестве компенсирующих дросселей используются трансформаторы бортовой и подводной частей системы электроснабжения, для чего сердечники трансформаторов изготовлены из аморфных магнитомягких сплавов, магнитные проницаемости которых µ1 и µ2, соответственно, выбраны из условияThis is achieved by the fact that in the device for power supply of the underwater vehicle from the carrier vessel, comprising a frequency converter mounted on the carrier vessel, the input of which is connected to the ship's electrical network, a step-up transformer, the primary winding of which is connected to the output of the frequency converter, a communication line in the form of a cable or cable, the receiving end of which is connected to the secondary winding of the ship transformer, and the transmitting end to the primary winding of the transformer of the underwater part of the power supply system, current consumers installed on the underwater vehicle, connected at their ends to the secondary winding of the transformer of the underwater part, and compensating inductances installed at the ends of the line, transformers of the onboard and underwater parts of the power supply system are used as compensating chokes, for which the transformer cores are made of amorphous soft magnetic alloys the permeabilities of which μ 1 and μ 2 , respectively, are selected from the condition
Qµ1TV≈Qµ2TV≈0,5QЛЭП,Q µ1TV ≈Q µ2TV ≈0.5Q power lines ,
где Qµ1TV - реактивная мощность трансформатора бортовой части системы, Qµ2TV - реактивная мощность трансформатора подводной части системы, QЛЭП, - реактивная мощность в кабель-тросе, обусловленная емкостным током.where Q µ1TV is the reactive power of the transformer of the onboard part of the system, Q µ2TV is the reactive power of the transformer of the underwater part of the system, Q power lines , is the reactive power in the cable cable due to the capacitive current.
Такое совмещение компенсирующих индуктивностей и трансформаторов позволяет почти в два раза снизить суммарные массогабаритные характеристики устройства по сравнению с использованием отдельных индукторов, добавленных к системе, в которой трансформаторы являются необходимыми элементами, несмотря на то, что приходится несколько увеличить сечение провода обмоток.Such a combination of compensating inductances and transformers makes it possible to almost halve the total weight and size characteristics of the device compared to using separate inductors added to a system in which transformers are necessary elements, despite the fact that you have to slightly increase the cross-section of the winding wire.
В современных системах подводного оборудования с телеуправляемыми подводными аппаратами, используются в качестве составной части подводного оборудования заглубители (гаражи), в которых подводный аппарат размещается при его доставке на глубину, и с которым подводный аппарат соединяется относительно коротким и легким плавучим кабелем. При этом повышается маневренность подводного аппарата, поскольку он не связан с длинным и тяжелым кабель-тросом, посредством которого заглубитель соединен с судном-носителем.In modern underwater equipment systems with telecontrolled underwater vehicles, submersibles (garages) are used as part of the underwater equipment, in which the underwater vehicle is placed at its depth and is connected to the underwater vehicle by a relatively short and light floating cable. This increases the maneuverability of the underwater vehicle, since it is not connected with a long and heavy cable cable, through which the deepener is connected to the carrier vessel.
Заглубитель позволяет установить на нем часть блоков системы электроснабжения и управления, при этом освобождается дополнительное полезное пространство подводного аппарата и снижается его вес. В такой системе, часть реактивной мощности, компенсируемая индуктивностью подводной части системы, можно распределить между трансформаторами заглубителя и подводного аппарата. Поскольку в такой системе, мощность трансформатора, установленного на подводном аппарате, существенно превышает мощность трансформатора заглубителя, то целесообразно магнитные сердечники трансформаторов заглубителя и подводного аппарата выполнять из магнитомягких аморфных сплавов, магнитные проницаемости µ3 и µ4 которых, соответственно, выбраны из условия распределения компенсирующей индуктивности подводной части системы между трансформаторами заглубителя и подводного аппарата пропорционально их мощностям.The deepener allows you to install on it part of the blocks of the power supply and control system, while freeing up additional usable space of the underwater vehicle and reducing its weight. In such a system, a part of the reactive power, compensated by the inductance of the underwater part of the system, can be distributed between the transformers of the subsoiler and the underwater vehicle. Since in such a system, the power of the transformer installed on the underwater vehicle substantially exceeds the power of the depth transformer, it is advisable to use the magnetic cores of the depth transformer and the underwater vehicle from magnetically soft amorphous alloys, the magnetic permeabilities μ 3 and μ 4 of which, respectively, are selected from the distribution the inductance of the underwater part of the system between the transformers of the subsoiler and the underwater apparatus is proportional to their capacities.
В том случае, когда к подводному аппарату предъявляются жесткие требования по габаритам и массе, целесообразно всю компенсирующую индуктивность подводной части системы сосредоточить в трансформаторе заглубителя. Для этого магнитные проницаемости µ3 и µ4 сердечников трансформаторов соответственно заглубителя и подводного аппарата, выполненных из аморфных магнитомягких сплавов, выбраны из условия обеспечения компенсирующей индуктивности подводной части системы только трансформатором заглубителя.In the case when strict requirements for dimensions and weight are imposed on the underwater vehicle, it is advisable to concentrate the entire compensating inductance of the underwater part of the system in the depth transformer transformer. For this, the magnetic permeabilities μ 3 and μ 4 of the transformer cores of the deepener and the underwater vehicle, respectively, made of amorphous soft magnetic alloys are selected from the condition that the compensating inductance of the underwater part of the system is provided only by the deepener transformer.
На чертежах представлены функциональные схемы устройств для электроснабжения подводного аппарата с судна-носителя с компенсацией реактивной мощности для однозвенного выполнения (фиг.1), и для двузвенного выполнения (с заглубителем) (фиг.2). На фиг.3 показано распределение реактивной мощности при работе линии связи - кабеля или кабель-троса.The drawings show functional diagrams of devices for powering an underwater vehicle from a carrier vessel with reactive power compensation for single-link execution (FIG. 1), and for two-link execution (with a deepener) (FIG. 2). Figure 3 shows the distribution of reactive power during the operation of the communication line - cable or cable cable.
Устройство на фиг.1 содержит установленный на судне-носителе преобразователь частоты 2, соединенный с судовой электрической сетью 1 и повышающий частоту судовой сети 50 Гц до частот (500-1000)Гц, повышающий трансформатор 4, первичная обмотка которого соединена с выходом преобразователя 2, линию связи 5 с подводным аппаратом. Линия связи 5 может быть кабелем или кабель-тросом, один конец которого соединен со вторичной обмоткой трансформатора 4, а второй - с первичной обмоткой трансформатора 7 подводной части системы электропитания, установленный на подводном аппарате выпрямитель 8, связанный со вторичной обмоткой трансформатора 7 и потребители тока 9 подключенные к выходу выпрямителя 8. Трансформаторы 4 и 7 имеют сердечники 3 и 6, соответственно. Сердечники трансформаторов 3 и 6 выполнены из аморфных магнитомягких сплавов, магнитные проницаемости µ1 и µ2 которых, соответственно, выбираются из условия обеспечения трансформаторами 4 и 7 компенсирующей реактивной мощности линии связи, обусловленной емкостным током в кабеле:The device of FIG. 1 comprises a frequency converter 2 mounted on a carrier vessel, connected to a ship electrical network 1 and increasing the frequency of the ship network 50 Hz to frequencies (500-1000) Hz, increasing transformer 4, the primary winding of which is connected to the output of converter 2, communication line 5 with the underwater vehicle. The communication line 5 may be a cable or cable, one end of which is connected to the secondary winding of the transformer 4, and the second to the primary winding of the transformer 7 of the underwater part of the power supply system, a rectifier 8 mounted on the underwater vehicle, connected to the secondary winding of the transformer 7 and current consumers 9 connected to the output of the rectifier 8. Transformers 4 and 7 have cores 3 and 6, respectively. The cores of transformers 3 and 6 are made of amorphous soft magnetic alloys, the magnetic permeabilities μ 1 and μ 2 of which, respectively, are selected from the condition that the transformers 4 and 7 provide compensating reactive power of the communication line due to the capacitive current in the cable:
Qµ1TV≈Qµ2TV≈0,5QЛЭП, где Qµ1TV - реактивная мощность трансформатора 4 бортовой части системы, Qµ2TV -реактивная мощность трансформатора 7 подводной части системы, QЛЭП, - реактивная мощность в кабель-тросе 5, обусловленная емкостным током. Принцип действия устройства основан на том, что для уменьшения массы и габаритов системы электропитания подводной части, а также с целью максимального упрощения, электрическую энергию передают повышенным напряжением на повышенной частоте. Увеличение напряжения и частоты тока в кабель-тросе ведет к возрастанию емкостного тока кабеля, дополнительно нагружающего силовые жилы, что ведет к дополнительным потерям, и может уменьшить полезную нагрузку телеуправляемого необитаемого подводного комплекса, поскольку по техническим условиям допустимая величина тока в кабеле ограничена, но только в тех случаях, когда плотность тока в жилах кабеля близка к предельно допустимой. С другой стороны, увеличение напряжения ведет к уменьшению составляющей тока, зависящей от нагрузок подводной части, состоящей из подводного модуля, или гаража-заглубителя и подводного модуля. Поэтому существует некое оптимальное соотношение, связывающее величины напряжения и частоты, при которых потери в кабеле минимальны.Q μ1TV ≈Q μ2TV ≈0.5Q power lines , where Q μ1TV is the reactive power of the transformer 4 of the system's onboard side, Q μ2TV is the reactive power of the transformer 7 of the underwater part of the system, Q power lines are the reactive power in the cable 5, due to the capacitive current. The principle of operation of the device is based on the fact that to reduce the mass and dimensions of the power supply system of the underwater part, as well as to simplify it as much as possible, electric energy is transmitted by increased voltage at an increased frequency. An increase in the voltage and frequency of the current in the cable leads to an increase in the capacitive current of the cable, additionally loading the power cores, which leads to additional losses, and can reduce the payload of the remote-controlled uninhabited underwater complex, since, according to specifications, the permissible current in the cable is limited, but only in cases where the current density in the cores of the cable is close to the maximum permissible. On the other hand, an increase in voltage leads to a decrease in the current component, which depends on the loads of the underwater part, consisting of an underwater module, or a deepening garage and an underwater module. Therefore, there is a certain optimal ratio connecting the voltage and frequency values at which the cable losses are minimal.
При суммарной мощности нагрузок гаража-заглубителя и подводного модуля до 50 кВт и сечении жил кабеля не менее 6,0 мм2, увеличение частоты ограничивает в большей степени не перегрузка кабеля по току, а возрастание реактивной мощности, «потребляемой» емкостью кабеля, что ведет к увеличению потерь в кабеле и, следовательно, к увеличению мощности бортовой части системы электроснабжения, кроме того, увеличивается мощность компенсации, «нейтрализующая» реактивную мощность кабеля.With the total load power of the garage-deepener and the underwater module up to 50 kW and a cable core section of at least 6.0 mm 2 , the increase in frequency is limited to a greater extent not by overloading the cable by current, but by increasing the reactive power “consumed” by the cable capacity, which leads to to increase losses in the cable and, therefore, to increase the power of the onboard part of the power supply system, in addition, the compensation power “neutralizing” the reactive power of the cable increases.
Компенсация реактивной мощности кабеля позволяет «разгрузить» по реактивной мощности преобразователь (автономный 3-х фазный инвертор), преобразующий выпрямленное напряжение корабельной сети в 3-х фазное напряжение переменного тока повышенной частоты, т.е. не увеличивать полную мощность преобразователя.Compensation of the reactive power of the cable allows you to “unload” the converter (autonomous 3-phase inverter) by reactive power, which converts the rectified voltage of the ship network into a 3-phase AC voltage of increased frequency, i.e. Do not increase the total power of the converter.
Распределение реактивной мощности при работе линии связи - кабель-троса 5, выделяемой в кабеле, показано на фиг.3. Пунктиром показано распределение этой мощности, если компенсирующий дроссель установлен только на одном из концов линии, т.е. только на судовой части системы электроснабжения.The distribution of reactive power during the operation of the communication line - cable cable 5 allocated in the cable is shown in Fig.3. The dotted line shows the distribution of this power if the compensating choke is installed at only one end of the line, i.e. only on the ship part of the power supply system.
На частотах напряжения в кабель-тросе до 1 кГц влияние емкости кабеля сказывается на реактивной мощности, выделяемой в кабеле 5, обусловленной емкостным током, следующим образом:At voltage frequencies in the cable cable up to 1 kHz, the influence of the cable capacitance affects the reactive power released in the cable 5, due to capacitive current, as follows:
, где U - напряжение, Хс - эквивалентное реактивное (емкостное)сопротивление кабеля. where U is the voltage, Xc is the equivalent reactive (capacitive) resistance of the cable.
В предшествующих устройствах для компенсации реактивной мощности использовались дроссели с соответствующими индуктивностями, установленные на двух концах кабель-троса. Сущность данной полезной модели - совместить функции компенсирующих индуктивностей и повышающих трансформаторов. Для того чтобы получить необходимую для компенсации величину индуктивности, трансформаторы изготовлены на сердечниках из аморфного магнитомягкого материала с необходимой задаваемой величиной магнитных проницаемостей (µ).In previous devices, reactive power compensators used inductors with corresponding inductances mounted on both ends of the cable. The essence of this utility model is to combine the functions of compensating inductances and step-up transformers. In order to obtain the inductance necessary for compensation, the transformers are made on the cores of an amorphous soft magnetic material with the required set value of magnetic permeability (µ).
Индуктивность намагничивания трансформатора может быть определена из выражения:The transformer magnetization inductance can be determined from the expression:
где w - число витков обмотки трансформатора;where w is the number of turns of the transformer winding;
µ0 - магнитная постоянная;µ 0 is the magnetic constant;
µ - относительная магнитная проницаемость сердечника трансформатора;µ is the relative magnetic permeability of the transformer core;
l - средняя длина магнитной силовой линии.l is the average length of the magnetic field line.
Выбором магнитных проницаемостей сердечников трансформаторов судовой и подводной частей, используя приведенные выражения, можно достичь выполнения условия равенства Qµ1TV≈Qµ2TV≈0,5QЛЭП, и скомпенсировать реактивную мощность, обусловленную емкостным током кабель-троса без дополнительных дросселей, снизив при этом вес и габариты подводной части системы электроснабжения, несмотря на необходимость несколько увеличить сечение провода обмоток.By choosing the magnetic permeabilities of the transformer cores of the ship and the underwater parts, using the above expressions, it is possible to satisfy the condition of equality Q µ1TV ≈Q µ2TV ≈0.5 Q power lines and compensate for the reactive power due to the capacitive current of the cable without additional chokes, while reducing weight and dimensions of the underwater part of the power supply system, despite the need to slightly increase the cross-section of the winding wire.
На фиг.2 показана функциональная схема электроснабжения телеуправляемого подводного аппарата с использованием заглубителя. Устройство на фиг.2 содержит установленный на судне-носителе преобразователь частоты 2, соединенный с судовой электрической сетью 1 и повышающий частоту судовой сети 50 Гц до частот (500-1000)Гц, повышающий трансформатор 4, первичная обмотка которого соединена с выходом преобразователя 2, линию связи 5 с заглубителем. Линия связи 5 может быть кабелем или кабель-тросом, один конец которого соединен со вторичной обмоткой трансформатора 4, а второй - с первичной обмоткой трансформатора 7 подводной части системы электроснабжения заглубителя. Выпрямитель 8, установленный на заглубителе, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора 7, а к выходу подключены потребители тока 9. С помощью плавучего кабеля 10, часть системы электроснабжения, установленная на заглубителе, связана с системой электроснабжения подводного аппарата. Установленный на подводном аппарате выпрямитель 13, связанный с вторичной обмоткой трансформатора 12 и потребители тока 14, подключенные к выходу выпрямителя 13. Трансформаторы 4, 7 и 12 имеют сердечники 3, 6 и 11, соответственно. Путем подбора магнитных проницаемостей µ3 и µ4 сердечников 6 и 11, часть реактивной мощности, компенсируемая индуктивностью подводной части системы электроснабжения, можно распределить между трансформаторами заглубителя и подводного аппарата пропорционально их мощностям. Например, при мощности трансформатора 7 заглубителя, равной 5 кВ, и мощности трансформатора 11 подводного аппарата, равной 40 кВ, подбором магнитных проницаемостей сердечников 6 и 11 добиваются, того, чтобы часть реактивной мощности, компенсируемая подводной частью, компенсировалась трансформатором заглубителя на 1/8, и трансформатором подводного аппарата - на 7/8 от этой части.Figure 2 shows a functional diagram of the power supply of a remote-controlled underwater vehicle using a deepener. The device of FIG. 2 comprises a frequency converter 2 mounted on a carrier vessel, connected to a ship electrical network 1 and increasing the frequency of the ship network 50 Hz to frequencies (500-1000) Hz, increasing transformer 4, the primary winding of which is connected to the output of converter 2, communication line 5 with a deepener. Communication line 5 may be a cable or cable, one end of which is connected to the secondary winding of the transformer 4, and the second to the primary winding of the transformer 7 of the underwater part of the power supply system of the deepener. A rectifier 8 mounted on the burrower, the input of which is connected to the secondary winding of the transformer 7, and current consumers 9 are connected to the output. Using a floating cable 10, the part of the power supply system installed on the burrower is connected to the power supply system of the underwater vehicle. A rectifier 13 mounted on the underwater vehicle is connected to the secondary winding of the transformer 12 and current consumers 14 are connected to the output of the rectifier 13. Transformers 4, 7 and 12 have cores 3, 6 and 11, respectively. By selecting the magnetic permeabilities μ 3 and μ 4 of the cores 6 and 11, part of the reactive power, compensated by the inductance of the underwater part of the power supply system, can be distributed between the transformers of the deepener and the underwater apparatus in proportion to their capacities. For example, when the power of the transformer 7 of the deepener is 5 kV and the power of the transformer 11 of the underwater vehicle is 40 kV, the selection of the magnetic permeabilities of the cores 6 and 11 is achieved so that the part of the reactive power compensated by the underwater part is compensated by the transformer of the deepener by 1/8 , and the transformer of the underwater vehicle - 7/8 from this part.
В том случае, когда к подводному аппарату предъявляются жесткие требования по габаритам и массе, целесообразно всю компенсирующую индуктивность подводной части системы электроснабжения сосредоточить в трансформаторе 7 заглубителя. Для этого магнитные проницаемости µ3 и µ4 сердечников 6 и 11 трансформаторов 7 и 12In the case when stringent requirements for dimensions and weight are imposed on the underwater vehicle, it is advisable to concentrate all the compensating inductance of the underwater part of the power supply system in the transformer 7 of the subsoiler. For this, the magnetic permeabilities μ 3 and μ 4 of the cores 6 and 11 of the transformers 7 and 12
выполненных из аморфных магнитомягких сплавов, подбираются из условия обеспечения компенсирующей индуктивности подводной части системы только трансформатором 7 заглубителя.made of amorphous soft magnetic alloys are selected from the condition of providing compensating inductance of the underwater part of the system only with transformer 7 of the burrower.
Применение указанного технического решения обеспечивает оптимизацию массогабаритных и стоимостных показателей систем электропитания глубоководных телеуправляемых необитаемых подводных комплексов нового поколения большой энерговооруженности. Уменьшение габаритов и массы, по сравнению с применением отдельных компенсирующих дросселей, составляет примерно 1,5-2 раза.The application of the indicated technical solution provides optimization of the weight and size and cost parameters of the power supply systems of the deep-sea telecontrolled uninhabited underwater complexes of a new generation of large power equipment. The reduction in size and weight, compared with the use of individual compensating chokes, is approximately 1.5-2 times.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008142707/22U RU87581U1 (en) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | DEVICE FOR ELECTRICAL SUPPLY OF THE UNDERWATER VEHICLE FROM THE SHIP-BOAT WITH COMPENSATION OF REACTIVE POWER IN A CABLE-ROPE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008142707/22U RU87581U1 (en) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | DEVICE FOR ELECTRICAL SUPPLY OF THE UNDERWATER VEHICLE FROM THE SHIP-BOAT WITH COMPENSATION OF REACTIVE POWER IN A CABLE-ROPE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU87581U1 true RU87581U1 (en) | 2009-10-10 |
Family
ID=41261367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008142707/22U RU87581U1 (en) | 2008-10-28 | 2008-10-28 | DEVICE FOR ELECTRICAL SUPPLY OF THE UNDERWATER VEHICLE FROM THE SHIP-BOAT WITH COMPENSATION OF REACTIVE POWER IN A CABLE-ROPE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU87581U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111654180A (en) * | 2020-05-21 | 2020-09-11 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | Power transmission system for remote control submersible |
-
2008
- 2008-10-28 RU RU2008142707/22U patent/RU87581U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111654180A (en) * | 2020-05-21 | 2020-09-11 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | Power transmission system for remote control submersible |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2273939C1 (en) | Method and device for transferring electric energy (variants) | |
| RU2459340C2 (en) | Method and device for transmission of power | |
| RU2544380C2 (en) | Method and device for transmission of electric power | |
| CA2135299C (en) | Apparatus and method for single line electrical transmission | |
| RU2255406C2 (en) | Method and device for electrical energy transmission | |
| RU2502170C1 (en) | Device for non-contact transfer of electric energy to underwater object (versions) | |
| EP2953254B1 (en) | Light weight filter with dc common mode inductor for electric aircraft motor controller | |
| RU2411142C2 (en) | Method of electric power wireless transmission and device to this end | |
| CN101145702A (en) | Non-contact feeding device for elevator car | |
| RU87581U1 (en) | DEVICE FOR ELECTRICAL SUPPLY OF THE UNDERWATER VEHICLE FROM THE SHIP-BOAT WITH COMPENSATION OF REACTIVE POWER IN A CABLE-ROPE | |
| CN111033993A (en) | Power supply device | |
| CN105811788A (en) | High potential energy supply system used for high voltage power electronic device | |
| KR20190020237A (en) | Semiconductor transformer for railway vehicle with wireless power transmission coil and wireless power transmission coil thereof | |
| JP5595098B2 (en) | Power transmission equipment | |
| RU163748U1 (en) | DC POWER TRANSMISSION DEVICE TO A CONTROLLED UNMOBILE UNDERABLE UNDERWATER UNIT | |
| CN107086573B (en) | Plug-and-play integrated modular active series compensator | |
| WO2019130874A1 (en) | Power supply device | |
| CN209249255U (en) | A kind of flat transformer | |
| RU46611U1 (en) | ELECTRIC SUPPLY SYSTEM OF THE TELE-CONTROLLED UNDERWATER VEHICLE FROM THE SHIP BOAT | |
| CN110112928B (en) | Electric energy transmission equipment | |
| RU2572822C1 (en) | Method for remote wire power supply of facilities | |
| RU2521108C2 (en) | Device for electric energy transmission in rocket and space complexes (versions) | |
| JP2013172584A (en) | Power supply device | |
| CN201936730U (en) | On-load voltage regulating movable box-type transformer substation vehicle | |
| NO343424B1 (en) | Combined Subsea Transformer and compensating HV Reactor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20091029 |