SU1481144A1 - Валогенераторна установка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к судостроению, а именно к судовым энергетическим установкам. Целью изобретени   вл етс  улучшение массогабаритных показателей, повышение КПД и надежности валогенераторной установки. Валогенераторна  установка подключена к главной энергетической установке, содержащей главный двигатель 1, гребной вал 2 и гребной винт 3. Двухр дный планетарный механизм 4 первым промежуточным звеном (входным валом) 5 присоединен к гребному валу 2, вторым промежуточным звеном (выходным валом) 6 через соединительную муфту 7 - к валогенератору 8, первым свободным валом 9 через первую согласующую передачу 10 и первую разобщительную 11 - к регулируемой машине 12 вторым свободным валом 13 через вторую согласующую передачу 14 и вторую разобщительную муфту 15 - также к регулируемой машине 12. Последн   электрически подключена через преобразователь 16 к валогенератору 8, который через выключатель 19 электрически подключен к шинам 20 электростанции. Первое промежуточное звено (входной вал) 5 двухр дного дифференциального механизма 4 представл ет собой соединенные друг с другом водила, содержащие сателлиты 2 первого и сателлита 4 второго планетарных р дов. Первые из сателлитов наход тс  в зацеплении с солнечной шестерней и эпициклом, а вторые - с солнечной шестерней и эпициклом 8. Эпицикл представл ет собой первый свободный вал, соединенный через первую согласующую передачу 10 и первую разобщительную муфту 11 с регулируемой машиной 12, а эпицикл 8 - второй свободный вал, соединенный через вторую согласующую передачу 14 и вторую разобщительную муфту 15 с регулируемой машиной 12. 1 з.п.ф-лы. 6 ил.

Description

4 4

t Изобретение относитс  к судострое- нйю, а именно к судовым энергетическим установкам.

Цель изобретени  - улучшение мае- согабаритных показателей, повышение КПД и надежности валогенераторной установки.

На фиг. 1 представлена структурна  схема валогенераторной установки со встроенными в линию гребного вала двухр дным планетарным механизмом и валогенератором; па фиг. 2 - кинематическа  схема механической части установки; на фиг. 3 и 4 - структурные схемы валогенераторной установки с параллельным расположением валогене- ратора соответственно с преобразователем и с регулируемой машиной; на 1:иг. 5 - кинематическа  схема мсханической части установки при расположении первой и второй согласующих пеое- дач соответственно по обе стороны от Двухр дного планетарного механизма; н|а фиг. 6 - то же, с расположением по одну стороны от планетарного механизма .

Валогеиераторна  установка подклю- ч ена к главной энергетической уста- цовке, содержащей главный двигатечь 1s гребной вал (вал отбора мощности) 4 и гребной винт 3, через двухр дный 1 ланетарный механизм 4, который своим первым промежуточным звеном (входным Валом) 5 присоединен к гребному ва- лу 2, вторым промежуточным звеном (выходным валом) 6 через соединительную муфту 7 - к валогенератору 8, первым свободным звеном - валом 9 через первую согласующую передачу 10 и первую разобщительную муфту 11 - к регулируемой машине 12, вторым свободным звеном - валом 13 через вторую согласующую передачу 14 и вторую разобщительную муфту 15 - к регулируе- мой машине 12. Последн   электрически подключена через преобразователь 16

4валогенератору 8 (фиг.1 и 3) или непосредственно к второй машине 17 (фиг. 4), присоединенной к валу от- Зора главного двигател  через передачу 18. Налогенератор 8 через выключатель 19 электрически подключен

к шинам 20 электростанции. Па валу регулируемой машины установлен тормоз 21 .

Промежуточное звено (входной вал)

5двухр дного дифференциального механизма представл ет собой соединенные

25

-

10 15 20

30 35 40 5

о

Ь

друг с другом водила 22, содержащие сателлиты 23 первого (I) и сателлиты 24 второго ( II) планетарных р дов (количество сателлитов в каждом из планетарных р дов - минимум три) . Первые из сателлитов наход тс  в зацеплении с солнечной шестерней 25 и эпициклом 26, а вторые - с солнечной шестерней 27 и эпициклом 28. Эпицикл 26 первого (I) р да представл ет собой первый свободный вал, соединенный через первую согласующую передачу 10, включающую зубчатые колеса 29-32, и через первую разобщительную муфту 11 с регулируемой машиной 12. Эпицикл 28 второго (II) р да представл ет собой второй свободный вал, соединенный через вторую согласующую передачу 14, включающую зубчатые колеса 33-36 (фиг. 2), с дополнительным колесом 37 (фиг. 5 и 6), служащим дл  изменени  направлени  вращени  выходного вала второй согласующей передачи 14 по отношению к выходному валу первой передачи 10 и через вторую разобщительную муфту 15 с регулируемой машиной 12.

Работа валогенераторной установки заключаетс  в следующем.

Пусковой режим работы установки осуществл етс  при запуске главного двигател  1. В процессе запуска разобщительна  муфта 11 первого (I) р да дифференциального механизма 4 и тормоз 21 включены, разобщительна  муфта 15 второго (II) р да отключена, в результате чего все звень  этого р да вращаютс  на холостом ходу. По мере увеличени  частоты вращени  главного двигател  частота вращени  валогенератора 3 пропорционально увеличиваетс  за счет фиксированного передаточного числа их механической св зи через зубчатую передачу, включающую входной вал 5, сдвоенное водило 22 (принадлежащее обоим планетарным р дам), солнечную шестерню 25 первого (I) планетарного р да, выходной вал 6 с соединительной муфтой 7.

При частоте вращени  главного двигател , близкой к минимальному значению его рабочего диапазона, при котором обеспечиваетс  стабилизаци  частоты вращени  валогенератора, достигаетс  близка  к номинальной частота вращени  синхронного валогенератора 8, последний возбуждаетс , преобразователь 16 и регулируема  машина

12 включаютс  в работу при их питании от валогенератора, тормоз 21 отключаетс . В результате выполнени  этих манипул ций процесс пуска вало- генераторной установки заканчиваетс . К валогенераторной установке может быть подключена нагрузка через выключатель 19.

Регулируемый режим работы установки со стабилизацией частоты вращени  валогенератора осуществл етс  следующим образом.

Изменение частоты вращени  в пер

сопровождающегос  уменьшением тока  кор  машины 12 до нул , и последующего отключени  первой муфти 11 ,, сопровождающегос  изменением пол рности тока  кор  малины 12, После указанного переключени  установка вводитс  во второй поддиапазон изменени  частоты вращени  входного вала. Б этом поддиапазоне работа установки осуществл етс  при нагруженном втором (II) планетарном р де и переводе на холостой ход первого (I) р да. Второй поддиапазон также раздел етс  на две

вом поддиапазоне (по мере увеличени  15 части: на первой части преобразова- частоты вращени  главного двигател ) тель 16 работает выпр мителем (в слукомпенсируетс  знакопеременным с переходом через нуль изменением частоты вращени  свободного вала, работающего с нагрузкой первого (I) планетарного р да. При этом на части указанного поддиапазона преобразователь 16 работает в выпр мительном (при его исполнении в виде тиристорного блока) или в генераторном (при его исполне- нии в виде электромашинного агрегата) режиме, а регулируема  машина 12 - в двигательном режиме. На другой части первого поддиапазона режимы работы

преобразовател  16 и машины 12 проти- 30 планетарным р дом, за счет соответ

воположны указанным.

Первое обращение режимов работы преобразовател  16 и машины 12 по мере увеличени  частоты вращени  входного вала 5 планетарного механизма

N

от минимальной до максимальной осуществл етс  на границе между указанными част ми первого поддиапазона и происходит вследствие реверса частоты вращени  машины 12 посто нного тока, имеющей независимый посто нный по величине поток возбуждени  при знакопосто нном моменте на ее валу, пропорциональном мощности (нагрузке) электропотребителей, питающихс  от валогенераторной установки. Реверс частоты вращени  машины 12 происходит за счет реверса напр жени  на ее  коре , подводимого от преобразовател  16 или от второй машины 17 (ток  кор  машины 12 знакопосто нен и пропорцио нален моменту на валу машины 12).

Второе обращение режимов работы преобразовател  16 и машины 12 осуществл етс  на границе между указанным первым и следующим за ним вторым поддиапазоном изменени  частоты вращени  входного вала. Обращение происходит за счет включени  второй муфты 15,

л

чае использовани  второй машины 17 последн   работает генератором), а машина 12 - двигателем, на второй части преобразователь 16 работает инвертором (машина 17 - двигателем, а машина 12 - генератором).

Третье обращение режимов работы преобразовател  16 (второй машины 17) и машины 12 осуществл етс  на границе между указанными част ми второго поддиапазона и имеет место вследствие реверса частоты вращени  машины 12, работающей совместно с вторым (II)

35

о ., -

0

5

ствующего изменени  напр жени  на  коре машины 12. Ток  кор  машины 12 знакопосто нен и при неизменном направлении ее потока возбуждени  противоположен по направлению току  кор  в случае работы установки в первом поддиапазоне.

Из изложенного следует, что первое и третье обращени  имеют кинематический характер и осуществл ютс  при знакопосто нном (неизменном в случае посто нной нагрузки установки ) моменте на валу регулируемой машины , а второе обращение имеет силовой характер и осуществл етс  при неизменной частоте вращени  регулируемой машины. При всех обращени х могут быть полностью исключены динамические перегрузки путем соответствующего регулировани  частоты вращени  (первое и третье обращени ) или тока (второе обращение) регулируемой машины 12 преобразователем 16 (второй машиной 17).

Нерегулируемый режим работы установки может обрабатыватьс  при трех фиксированных значени х передаточного числа механической св зи валогенепатора с валом отбора или гребным валом .

При первом фиксированном значении передаточного числа нерегулируемый режим совпадает с заключительной стадией пускового режима, предшествующей возбуждению синхронного валоге- нератора 8, и имеет место при вклю- . ченпых первой разобщительной муфте 11 и тормозе 21 и при обесточенных регулируемой машине 12 и преобразователе 16 (машине 17). Этот режим в отличие от пускового может быть длительным.

| При втором фиксированном значении передаточного числа нерегулируемый режим имеет место при включении первой 11 и второй 15 разобщительных муфт. При таком состо нии муфт мощность от входного вала на валогенера- ijop передаетс  двум  потоками: пер- в|ым - непосредственно через пер- в|ый (I) планетарный р д (от сдвоенного водила 22 на солнечную шестер- Ню 25), вторым - через эпицикл 26 первого (I) планетарного р да, согла- йующие передачи 10 и 14 с замкнутыми

азобщительными муфтами 11, 15 и второй (II) планетарный р д (отх эпицика 28 на солнечную шестерню 27).

При третьем фиксированном значении передаточного числа нерегулируемый режим отрабатываетс  при включенных второй разобщительной муфте 15 и тормозе 21 .

Фт.г

ормула

6

3 О

бретеки 

0

0

5

0

Claims (2)

1. Валогенераторна  установка, содержаща  синхронный валогенератор, присоединенный к валу отбора мощности главного двигател  через дифференциальный планетарный механизм, опорный вал которого сочленен с валом одной регулируемой машиной, подключенной к другой регулируемой машине, вал которой кинематически сочленен с валом отбора мощности пли через преобразователь электроэнергии с ва- 5 лом синхронного валогенератора, о т- л и ч а ю щ а   с   тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей , повышени  КПД и надежности, дифференциальный планетарный механизм выполнен двухр дным с промежуточными и свободными звень ми, каждое из которых кинематически соединено с валом соответствующего планетарного р да, при этом одно из промежуточных звеньев соединено с валом отбора мощности, другое - с валогенератором, а свободные звень  через согласующие передачи и разобщительные муфты, которыми снабжена установка, св заны с валом регулируемой машины, оборудованной тормозом.

2. Установка по п. 1, отличающа с  тем, что согласующие передачи выполнены с противоположными по знаку передаточными отно5

шени ми.

i

20

Фиг. 4

ю

19

11

32 1

1LJLS1

$y.,5

14

rJJ

3

tf

Й/г#