SU1576423A1

SU1576423A1 - Propeller turboelectric plant

Info

Publication number: SU1576423A1
Application number: SU884499281A
Authority: SU
Inventors: Алексей Сергеевич Быков; Владимир Сергеевич Иванов; Вячеслав Семенович Кальсин
Original assignee: Ленинградское высшее инженерное морское училище им.адм.С.О.Макарова
Priority date: 1988-10-25
Filing date: 1988-10-25
Publication date: 1990-07-07

Abstract

Изобретение относитс к судостроению, в частности к судовым гребным электрическим установкам (ГЭУ). Цель изобретени - повышение надежности установки путем снижени динамических нагрузок от крутильных колебаний в валопроводе при частичных нагрузках. В гребную турбоэлектрическую установку, содержащую двухъ корный гребной электродвигатель 1, сочлененный через упругий валопровод 2 с гребным винтом 3, два турбоагрегата, состо щие из турбин 7, 11 и генераторов 6, 10, подключенных через управл емые преобразователи 5, 9 к соответствующим кор м 4, 8 электродвигател 1, пост 18 управлени с двум выходами, подключенными к входам регул торов 16, 17, выходы которых через коммутационные аппараты 14, 15 соединены с входами систем 12, 13 управлени преобразователей 5, 9, введена последовательна цепь, состо ща из датчика 19 крутильных колебаний, фазовращател 20, согласующего усилител 21, сумматора 22 коммутационного устройства 24 с переключающими контактами, выходы которого подключены к входам систем 12, 13 управлени , а к второму входу сумматора 22 подключен источник 23 опорного напр жени . Дополнительна цепь, состо ща из датчика 19 крутильных колебаний, фазовращател 20, согласующего усилител 21, обеспечивает эффективное демпфирование крутильных колебаний гребного валопровода за счет обмена энергии колебаний между турбоагрегатом, работающим в режиме накопител энергии, и корем гребного электродвигател , работающим на холостом ходу. 1 ил.The invention relates to shipbuilding, in particular to ship rowing electrical installations (GEM). The purpose of the invention is to increase the reliability of the installation by reducing the dynamic loads from torsional vibrations in the shafting at partial loads. In a rowing turboelectric unit containing a two-core motor rowing motor 1, articulated through an elastic shaft line 2 with a propeller screw 3, two turbo units consisting of turbines 7, 11 and generators 6, 10 connected via controlled converters 5, 9 to the corresponding cows 4, 8 of the electric motor 1, a control post 18 with two outputs connected to the inputs of the regulators 16, 17, the outputs of which are connected through the switching devices 14, 15 to the inputs of the systems 12, 13 of the control of the converters 5, 9, a serial circuit consisting sensor 19 of the torsional oscillations, the phase shifter 20, a matching amplifier 21, the adder 22 of the switching device with switching contacts 24, which outputs are connected to inputs of system 12, control 13, and to the second input of the adder 22 is connected a source of reference voltage 23. An additional circuit consisting of a torsional vibration sensor 19, a phase shifter 20, a matching amplifier 21, provides effective damping of the torsional vibrations of the propeller shaft through the exchange of oscillation energy between the turbine unit operating in the energy storage mode and the row motor of the idling motor. 1 il.

Description

Изобретение относитс к судостроению, в частности к судовым гребным электрическим установкам (ГЭУ).The invention relates to shipbuilding, in particular to ship rowing electrical installations (GEM).

Цель изобретени - повышение надежности установки путем снижени динамических нагрузок от крутильных колебаний в валопроводе при частичных мощност х.The purpose of the invention is to increase the reliability of the installation by reducing the dynamic loads from torsional vibrations in the shafting at partial powers.

На чертеже представлена принципиальна схема гребной турбоэлектрической установки .The drawing shows a schematic diagram of a rowing turboelectric installation.

Гребна турбоэлектрическа установка содержит двухъ корный гребной электродвигатель 1, сочлененный через упругий вало- провод 2 с гребным винтом 3. К первому корю 4 электродвигател 1 через преобразователь 5 подключен генератор 6, приводимый во вращение турбиной 7 К второму корю 8 электродвигател 1 через второй преобразователь 9 подключен второй генератор 10, приводимый во вращение второй турбиной II. К управл ющим входам преобразователей 5 и 9 подключены выходы соответствующих систем 12 и 13 управлени , входы которых соединены через коммутационные аппараты 14 и 15 с выходами регул торов 16 и 17, входы которых подключены к выходам поста 18 управлени . Датчик 19 крутильных колебаний через фазовращатель 20 и согласующий усилитель 21 подключен к одному из входов сумматора 22, к второму входу которого подключен источник 23 опорного напр жени . Выход сумматора 22 подключен к входу коммутационного устройства 24, один из выходов которого соединен с входом системы 12 управлени , а второй - с входом системы 13 управлени .The turbo-electric comb contains a two-core propeller motor 1 articulated through an elastic shaft 2 with a propeller 3. A generator 6 is connected to the first gear 4 of the electric motor 1 via a converter 5 and driven by a turbine 7 to the second gear 9 via the second gear 9 connected to the second generator 10, driven in rotation by the second turbine II. The control inputs of the converters 5 and 9 are connected to the outputs of the respective control systems 12 and 13, the inputs of which are connected via switching devices 14 and 15 to the outputs of the regulators 16 and 17, the inputs of which are connected to the outputs of the control post 18. The torsional vibration sensor 19 is connected through the phase shifter 20 and the matching amplifier 21 to one of the inputs of the adder 22, to the second input of which the source 23 of the reference voltage is connected. The output of the adder 22 is connected to the input of the switching device 24, one of the outputs of which is connected to the input of the control system 12, and the second to the input of the control system 13.

Установка работает следующим образом.The installation works as follows.

При работе двух турбоагрегатов режим работы установки задаетс постом 18 управлени и поддерживаетс с помощью регул торов 16 и 17 за счет действи сигналов с датчиков и цепей обратных св зей, вход щих в состав регул торов. При этом коммутационные аппараты 14 и 15 замкнуты, а коммутационное устройство 24 находитс в нейтральном положении.During the operation of two turbine units, the mode of operation of the installation is determined by the control post 18 and is maintained with the help of controllers 16 and 17 due to the action of signals from sensors and feedback circuits that are part of the controllers. In this case, the switching devices 14 and 15 are closed, and the switching device 24 is in the neutral position.

При работе одного турбоагрегата, например , с турбиной 7, коммутационный аппарат 14 данного контура остаетс включенным , а коммутационный аппарат 15 размыкаетс , отключа этим регул тор 17 второго контура от системы 13 управлени . Выход сумматора 22 подключаетс с помощью коммутационного устройства 24 к входу системы 13 управлени преобразовател 9 второго контура. Кроме того, отключаетс подача пара к турбине 11.When one turbine unit is operating, for example, with a turbine 7, the switching device 14 of this circuit remains on, and the switching device 15 is opened, thereby disconnecting the second circuit controller 17 from the control system 13. The output of the adder 22 is connected by means of a switching device 24 to the input of the system 13 of the control of the converter 9 of the second circuit. In addition, the steam supply to the turbine 11 is shut off.

При перекладке поста 18 управлени фг)р% пуетг сигнал управлени (например, чц. мощность), который поступает на м i г - л тора 16 первого контура. В регу- , эие 16 сравниваютс заданное и факти- м кое значени регулируемого параметра,When the control station 18 is shifted by phg) p% puetg, the control signal (for example, ch.power), which goes to m i g - l of the torus 16 of the first circuit. In regulation, these 16 compare the specified and actual values of the adjustable parameter,

формируетс сигнал управлени , который поступает на вход системы 12 управлени преобразовател 5 первого контура. При этом энерги , вырабатываема первым турбо- агрегатом, поступает через преобразователь 5 на корь 4 гребного электродвигател 1, обеспечива вращение винта 3. Второй корь 8 электродвигател 1 работает на холостом ходу с номинальным возбуждениемa control signal is generated which is fed to the input of the control system 12 of the converter of the first circuit 5. In this case, the energy produced by the first turbo unit enters through the converter 5 to the bark 4 of the propeller motor 1, ensuring rotation of the screw 3. The second bark 8 of the electric motor 1 is idling with nominal excitation

Q Его напр жение подводитс к преобразователю 9, который с помощью опорного напр жени , подаваемого на систему 13 управлени через коммутационное устройство 24 и сумматор 22, обеспечивает передачу энергии с кор 8 электродвигател Q Its voltage is supplied to the converter 9, which by means of a reference voltage supplied to the control system 13 through the switching device 24 and the adder 22, provides energy transfer from the electric motor core 8

5 1 на генератор 10, работающий в двигательном режиме на холостом ходу.5 1 on the generator 10, operating in the engine mode at idle.

При взаимодействии гребного винта 3 со льдом в механической системе электродвигатель 1 - валопровод 2 - винт 3 воз0 НИКРЮТ крутильные колебани , что приводит к по влению колебаний напр жени на выходе датчика 19 колебаний. Эти колебани напр жени через фазовращатель 20, усилитель 21 и сумматор 22 поступают на вход системы 13 управлени преобразовател 9,When the propeller 3 is interacting with ice in a mechanical system, the electric motor 1 is a shaft line 2 - the screw 3 is air-cooled, which causes voltage oscillations at the output of the oscillation sensor 19. These voltage fluctuations through the phase shifter 20, the amplifier 21 and the adder 22 are fed to the input of the control system 13 of the converter 9,

5 что приводит к колебани м тока в цепи обмотки кор 8. Фазовый угол фазовращател 20 устанавливаетс таким, чтобы колебани тока кор 8 находились в проти- вофазе с колебани ми частоты вращени электродвигател i что обеспечивает демп0 фирование крутильных колебаний в течение всего периода колебаний. Амплитуда тормозного момента регулируетс за счет изменени коэффициента передачи усилител 21. В данном режиме имеет место обмен энергии колебаний между электродвигателем 15 which leads to current oscillations in the winding circuit of the core 8. The phase angle of the phase shifter 20 is set so that the current oscillations of the core 8 are in opposite phase with the oscillations of the rotation frequency of the motor i, which ensures the damping of torsional oscillations during the entire oscillation period. The amplitude of the braking torque is controlled by changing the transmission ratio of the amplifier 21. In this mode, the oscillation energy between the electric motor 1 is exchanged

5 и генератором 10. При возрастании частоты вращени кор 8 электродвигател , работающего в генераторном режиме, энерги через преобразователь 9 передаетс генератору 10, работающему в двигательном5 and the generator 10. With an increase in the rotational speed of the core 8 of the electric motor operating in the generator mode, energy is transmitted through the converter 9 to the generator 10 operating in the motor

0 режиме, вызыва увеличение его частоты вращени , а при уменьшении частоты вращени электродвигател 1 генератор 10 отдает накопленную в маховых массах турбины 11 и генератора 10 энергию на корь 8 электродвигател i. Колебани тока кор5 ной цепи создают колебани электромагнитного момента электродвигател 1, преп тствующие развитию крутильных колебаний .0, causing an increase in its rotational speed, and when the rotational frequency of the electric motor 1 decreases, the generator 10 gives up the energy accumulated in the flyweight masses of the turbine 11 and generator 10 to the electric motor 8 of motor i. Fluctuations in the current of the crustal circuit create oscillations of the electromagnetic moment of the electric motor 1, which prevent the development of torsional vibrations.

5050

Claims

Invention Formula

A turbo-electric comb, containing two turbogenerator units, the generators of which are connected through controlled electric power converters to the corresponding core of a double-row electric motor connected through an elastic shaft line with a propeller, automatic control system 1576423

56

It consists of two outputs, each of which with a device with switching contacts, connected through an appropriate controller connected to a sensor and a switching device to the input of these torsional vibrations, the phase shifter, the themes of the control of the converter electro-5 the amplifier and the adder, which is the second energy, characterized in that, with the purpose of the input connected to the source of the reference, increasing the reliability of the installation by means of undervoltage, and Without switching the dynamic loads from the torsional device with switching horse oscillations in the shaft line with partial-cycles to the inputs of the control power systems, it is supplied with a source of electric power converters.