SU1663703A1

SU1663703A1 - Электрогенераторна установка

Info

Publication number: SU1663703A1
Application number: SU894683756A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Андреевич Кохан; Валерий Владимирович Некрасов; Марина Вячеславовна Собина
Original assignee: Войсковая часть 27177
Priority date: 1989-04-25
Filing date: 1989-04-25
Publication date: 1991-07-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике. Цель изобретени - повышение качества напр жени генератора и надежности. Электрогенераторна установка содержит газотурбинный двигатель 1, синхронный биротативный генератор 10 с вращающимис ротором 11 и статором 12, редуктор 13 с коническим дифференциалом 14 и повышающей зубчатой передачей 15 и регулирующую синхронную электрическую машину 17, подключенную к сети с посто нной частотой. При изменении частоты вращени газотурбинного двигател частота напр жени биротативного генератора 10 остаетс неизменной, поскольку благодар регулирующей синхронной машине 17, подсоединенной к статору 12 биратативного генератора через редуктор 13, сохран етс неизменной разность частот вращени ротора 11 и статора 12 биротативного генератора. Это приводит к повышению точности поддержани частоты выходного напр жени энергоустановки, к упрощению устройств регулировани , что в итоге повышает качество напр жени генератора и надежность энергоустановки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к конструкци м электрических генераторов отбора мощности дл получени переменного тока посто нной частоты.

Цель изобретени - повышение качества напр жени генератора и надежности установки.

На фиг. 1 изображена обща схема электрогенераторной установки; на фиг.2 - схема установки с импульсной паровой турбиной.

Установка содержит газотурбинный двигатель 1, снабженный котлом-утилизатором 2, включающим силовую турбину 3, со- единенную с гребным винтом 4 фиксированного шага через редуктор 5, и турбокомпрессор 6, состо щий из компрессора 7, камеры 8 сгорани и турбины 9. Установка содержит также синхронный би- ротативный электрогенератор 10с вращающимис ротором 11 и статором 12. Второй редуктор 13 содержит конический дифференциал 14 и зубчатую передачу 15. Редуктор 13 соединен валом 16 с регулирующей синхронной электрической машиной 17.

Дизель-генератор 18 состоит из дизел 19 и электрогенератора 20. В состав установки вход т электрощиты 21 и 22 носовой и кормовой электростанций, подключенные к генераторам 10, 17 и 20. Утилизационна парова турбина 23 соединена валом с редуктором 5 и подключена паропроводом 24 к котлу-утилизатору 2, а на выходе турбина 23 сообщаетс с конденсатором 25. Зубчата передача 15 содержит шестерни 26 и 27, соединенные валом 28. Ротор 11 биротатив- ного электрогенератора 10 насажен на вал 29, соединенный на входе с турбокомпрессором 6, а на выходе - с шестерней 30 конического дифференциала 14. Статор 12 через вал 31 и шестерню 32 соединен зубчатым зацеплением с шестерней 26. Шестерн 33 конического дифференциала 14 насажена на вал 16 и соединена с регулирующей электрической машиной 17, Шестерни 30 и 33 св заны с шестерней 34 водила 35, на котором закреплена шестерн 36, соединенна с шестерней 27.

Установка может быть снабжена соединенной с валом 28 импульсной паровой турбиной 37 (фиг.2), включающей турбины переднего 38 и заднего 39 хода, пар к которым подведен через управл емые запорные клапаны 40 и 41, св занные с регул тором 42 частоты и мощности биротативного электрогенератора 10. На выходе турбина 37 сообщена с конденсатором 25.

Установка работает следующим образом .

При работающем газотурбинном двигателе 1 независимо от режима работы силовой турбины 3 с гребным винтом 4 турбокомпрессор 6, т.е. турбина 9 с компрессором 7, посто нно вращаетс в одном

направлении с переменной частотой в зависимости от нагрузки газотурбинного двигател 1. При этом вал 29 с ротором 11 биротативного электрогенератора 10 и шестерней 30 конического дифференциала 14

вращаетс с частотой турбокомпрессора 6, например П6 12000 об/мин, при этом подключенна к сети синхронна регулирующа машина 17 вращаетс с посто нной

частотой, например об/мин, в одном или противоположном вращению турбокомпрессора 6 направлении. По законам конического дифференциала 14 частота вращени водила 35 ПЗБ равна половине суммы

частот пзо и пзз шестерен 30 и 33. С учетом того, что , а . ,5(пб±ги7). Передаточное отношение ускор ющей зубчатой передачи 15 равно , поэтому частота вращени наружного ротора 11

биротативного электрогенератора 10 П12 2пз5 Пб+П17. В результате разность частот вращени ротора 11 и статора 12 биротативного электрогенератора 10 п 17, т.е. при одном числе полюсов машины 17 и 10

имеют одинаковую частоту вращени . Именно поэтому электрогенератор 10 не имеет кроме регулирующей электрической машины 17 других регулирующих сложных устройств. Мощности машины 1 и электрогенератора 10 определ ютс соотношением частот вращени их роторов, поэтому при пб 12000; 9000 Ni(0,066; 0,1) N10. Предлагаема установка наиболее экономично и устойчиво работает, когда электрическа

машина 17 используетс в качестве генератора и двигател соответственно.

Дл повышени устойчивости и качества вырабатываемого тока биротативного

электрогенератора 10 на переходных режимах , особенно при одновременном увеличении и уменьшении мощности газотурбинного двигател 1 и биротативного электрогенератора 10, на вал 28 зубчатой

передачи устанавливают импульсную реверсивную паровую турбину (фиг.2). В обычных услови х и при плавных изменени х нагрузки запорные клапаны 40 и 41 закрыты и турбины 38 и 39 вращаютс в вакууме вхолостую совместно с валом 28 передачи 15. При резком увеличении мощности биротативного электрогенератора- 10 и снижении мощности газотурбинного двигател 1 на заданный промежуток времени открывают клапан 40 и подают пар на турбину 38 переднего хода, котора работает в режиме подкрутки. В обратном случае, когда снижаетс мощность биротативного электрогенератора 10 и увеличиваетс мощность газотурбинного двигател 1, включают на определенный промежуток времени, например на 5-10 с, турбину 39 заднего хода, котора работает в тормозном режиме. Рабочие лопатки турбин 38 и 39 могут быть выполнены двухъ русными и установлены на одном общем диске. Кроме того, дл обеспечени автономной работы биротативного электрогенератора 10 независимо от автономного дизель-генератора 18 в установке используют силовую паровую турбину 3, подключенную к котлу-утилизатору 2. В ее качестве используют привод эксплуатируемого на судах паротурбогенератора требуемой мощности.

По сравнению с известной установкой за счет выполнени электрогенератора би- ротативным, использовани регулирующей синхронной машины, подключенной к судовой электросети переменного тока посто нной частоты и дополнительной зубчатой передачи, соединенной с ротором биротативного электрогенератора 10 и с водилом дифференциала, обеспечиваетс посто нна разность частот вращени ротора и статора биротативного электрогенератора на всех режимах установки, т.е. обеспечиваетс посто нна частота вырабатываемого тока независимо от режима работы газотурбинного двигател , при этом упрощаетс система регулировани электрогенератора 10, повышаетс надежность работы установки и качество вырабатываемого тока на всех режимах.

Claims

1.Электрогенераторна установка, содержаща газотурбинный двигатель с котлом-утилизатором и утилизационной паровой турбиной, синхронный генератор, соединенный с валом газотурбинного двигател через дифференциальный механизм, регулирующую электрическую машину, св занную с дифференциалом, зажимы дл подключени генератора к сети переменного тока и зажимы дл подключени регулирующей электрической машины, отличающа с тем, что, с целью повышени

качества напр жени генератора и надежности установки, она снабжена дополни- тельной повышающей зубчатой передачей, синхронный генератор выполнен биротэ- тивным с вращающимс ротором и статором , регулирующа электрическа машина - синхронной, предназначенной дл подключени к сети посто нной частоты, а дифференциал выполнен коническим, соосные шестерни которого на входе и выходе соединены соответственно с ротором генератора и регулирующей электрической машиной, при этом водило дифференциала соединено со статором биротативного генератора через дополнительную повышающую зубчатую передачу, при этом ротор генератора соединен непосредственно с валом газотурбинного двигател .

2.Установка по п.1, отличаю- щ а с тем, что она снабжена импульсной паровой турбиной, установленной на валу дополнительной повышающей зубчатой передачи, регулирующим органом подачи пара котла-утилизатора, датчиком

частоты и мощности генератора, при этом импульсна парова турбина подключена к котлу-утилизатору, регулирующий орган подачи пара которого св зан с датчиком частоты и мощности генератора.

10

21

Фиг. 2