SU1743998A1

SU1743998A1 - Boat power takeoff plant

Info

Publication number: SU1743998A1
Application number: SU904877477A
Authority: SU
Inventors: Евгений Павлович Руденко; Борис Антонович Ищенко; Виталий Константинович Голубев; Виталий Александрович Дубовик
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1990-10-24
Publication date: 1992-06-30

Abstract

Использование: судостроение, получение электрической энергии на судах. Сущность изобретени установка отбора мощности содержит генератор 2, соединенный через зубчатую передачу с разобщительной муфтой 1. Генератор 2 выполнен в виде асинхронной машины с коротко- замкнутым ротором и статорной электромагнитной системой с трехфазной полюсопереключаемой обмоткой, подключенной через коммутатор 3 числа пар полюсов и автоматический выключатель 4 к шинам 5 нагрузки, к которым подключены синхронный компенсатор 7 с присоединенным к его валу разгонным электродвигателем 8 и батаре конденсаторов 9 Электродвигатель 8 через пусковое устройство 10 подключен к клеммам пускового генератора . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Use: shipbuilding, obtaining electrical energy on ships. SUMMARY OF THE INVENTION The power take-off installation comprises a generator 2 connected via a gear with a disconnecting clutch 1. The generator 2 is designed as an asynchronous machine with a short-circuited rotor and a stator electromagnetic system with a three-phase pole-switchable winding connected via switch 3 of the number of pole pairs and a circuit breaker 4 load tires 5, to which a synchronous compensator 7 is connected, with a booster motor 8 and a capacitor battery 9 connected to its shaft; 8 l through the starting device 10 is connected to the trigger generator terminals. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относится к судостроению.The invention relates to shipbuilding.

Известна судовая установка отбора мощности с приводом от главного двигателя, содержащая навешенный синхронный 5' генератор (валогенератор), работающий при переменной частоте вращения в диапазоне ориентировочно от 1,0 до 0,7 номинальной, выходное напряжение которого стабилизируется путем регулирования воз- 10 буждения. В состав установки помимо синхррнного генератора входят выпрямитель, зависимый тиристорный инвертор, трехфазный реактор и синхронный генератор источник реактивной мощности. 15A ship-mounted power take-off unit with a drive from the main engine is known, comprising a mounted synchronous 5 'generator (shaft generator) operating at a variable speed in the range of approximately 1.0 to 0.7 rated, the output voltage of which is stabilized by controlling the excitation. In addition to the synchronization generator, the installation includes a rectifier, a dependent thyristor inverter, a three-phase reactor and a synchronous generator, a source of reactive power. fifteen

Недостатками этой установки являются повышенная сложность, обусловленная большим числом входящих в нее элементов, а также неблагоприятные параметры генерируемой электроэнергии переменного то- 20 ка, обусловленные искажениями формы кривой тока и напряжения, вносимыми тиристорным инвертором.The disadvantages of this installation are the increased complexity due to the large number of elements included in it, as well as the adverse parameters of the generated electric power of an alternating current caused by distortions in the shape of the current and voltage curves introduced by the thyristor inverter.

Известна установка судовая отбора мощности, содержащая кинематически свя- 25 занный с валом главного двигателя генератор переменного тока, электрически соединенный с шинами нагрузки, и привод с устройством дискретного изменения передаточного числа связи этого генератора с 30 главным двигателем.A ship power take-off installation is known, comprising an alternating current generator kinematically connected to the main engine shaft and electrically connected to load buses, and a drive with a device for discrete change of the gear ratio of this generator with 30 main engines.

Недостатком этой установки является сложность ее конструкции, обусловленная наличием помимо соединительно-согласующей зубчатой передачи с фиксированным 35 передаточным числом также сложной ступенчато управляемой зубчатой передачи планетарного типа с устройством для дискретного изменения передаточного числа, выполненным в виде нескольких (по числу 40 ступеней) дистанционно управляемых тормозов.The disadvantage of this installation is the complexity of its design, due to the presence in addition to the connecting-matching gear with a fixed 35 gear ratio and also a complex stepwise controlled planetary gear type with a device for discrete changes in the gear ratio, made in the form of several (40 steps) remotely controlled brakes .

Целью изобретения является упрощение конструкции установки.The aim of the invention is to simplify the design of the installation.

Поставленная цель достигается тем, что 45 установка снабжена синхронным компенсатором, разгонным электродвигателем, вал которого кинематически связан с валом синхронного компенсатора, пусковым генератором, кинематически связанным с вы- 50 ходным валом привода, пусковым устройством, через которое пусковой генератор электрически связан с разгонным электродвигателем, и коммутатором числа пар полюсов, причем генератор переменно- 55 го тока выполнен в виде асинхронной электрической машины с короткозамкнутым ротором, статор которой включает в себя электромагнитную систему с трехфазной полюсопереключаемой обмоткой, подклю ченной к шинам нагрузки через упомянутый коммутатор числа пар полюсов, а привод включаете себя зубчатую передачу с фиксированным передаточным числом;установка снабжена также батареей конденсаторов, подключенных к шинам нагрузки.This goal is achieved by the fact that 45 the installation is equipped with a synchronous compensator, an accelerating motor, the shaft of which is kinematically connected to the shaft of the synchronous compensator, a starting generator kinematically connected to the output shaft of the drive, a starting device through which the starting generator is electrically connected to the accelerating motor, and a switch for the number of pairs of poles, the alternating current generator 55 made in the form of an asynchronous electric machine with a squirrel-cage rotor, the stator of which includes includes an electromagnetic system with a three-phase pole switchable winding connected to the load buses through the mentioned switch of the number of pole pairs, and the drive includes a gear transmission with a fixed gear ratio; the unit is also equipped with a capacitor bank connected to the load buses.

На чертеже представлена схема судовой установки отбора мощности.The drawing shows a diagram of a ship power take-off installation.

В состав установки входят привод с согласующей зубчатой передачей и разобщительной муфтой I, кинематически связывающей генератор 2 переменного тока с валом главного двигателя. Генератор переменного тока выполнен в виде асинхронной машины с короткозамкнутым ротором и статорной электромагнитной системой, содержащей одну трехфазную полюсопереключаемую или минимум две простые трехфазные обмотки, электрически связанные через коммутатор 3 числа пар полюсов и автоматический выключатель 4 с шинами нагрузки 5. К последним через автоматический выключатель 6 электрически подключен также синхронный компенсатор 7. кинематически связанный с валом разгонного электродвигателя 8. К шинам нагрузки подключена батарея конденсаторов 9. Разгонный электродвигатель через пусковое устройство 10 подключен к клеммам пускового генератора 11, кинематически связанного с выходным валом привода. Питание внешних электропотребителей осуществляется от шин нагрузки через автоматический выключатель 12 и щит распределения 13. К шинам нагрузки могут быть подключены также автономные генераторы 14 и 15, имеющие собственные приводные первичные двигатели. Указанные автономные генераторы подключены к шинам соответственно через автоматические выключатели 16 и 17.The installation includes a drive with matching gear and an uncoupling clutch I, kinematically connecting the alternator 2 with the shaft of the main engine. The alternator is made in the form of a squirrel-cage asynchronous machine and a stator electromagnetic system containing one three-phase pole switchable or at least two simple three-phase windings electrically connected through a switch 3 numbers of pole pairs and a circuit breaker 4 with load buses 5. To the latter through a circuit breaker 6 a synchronous compensator 7. is also electrically connected 7. kinematically connected to the shaft of the accelerating motor 8. A condense battery is connected to the load buses sators 9. The accelerating motor through the starting device 10 is connected to the terminals of the starting generator 11, kinematically connected with the output shaft of the drive. External power consumers are supplied from the load buses through a circuit breaker 12 and a distribution board 13. Autonomous generators 14 and 15 having their own primary drive motors can also be connected to the load buses. These autonomous generators are connected to the buses, respectively, through circuit breakers 16 and 17.

Пусковой режим отрабатывается включением разобщительной муфты 1 при коммутаторе 3 числа пар полюсов, предварительно установленном в состояние, соответствующее большему числу пар полюсов генератора 2 переменного тока, В случае частоты вращения главного двигателя, равной или превышающей номинальное значение. включается пусковое устройство 10, разгонный электродвигатель 8 подключается к пусковому генератору 11, синхронный компенсатор раскручивается до близкой к номинальной частоты вращения, самовозбуждается и посредством автоматического выключателя 6 подключается к шинам 5. После этого автоматический выключатель 4 включается и отключается пусковое устройство 10. За счет возбуждения генератора 2. переменного тока синхронным компенсато · 1743998 6 ром 7 и появления электромагнитных связей между ними частота вращения синхронного компенсатора 7 устанавливается меньшей частоты вращения магнитного поля в воздушном зазоре генератора 2, соответствующей первому числу его пар полюсов, на величину скольжения..Последнее при холостом ходе определяется только потерями в установке.The start-up mode is practiced by switching on the isolation clutch 1 at the switch 3 of the number of pole pairs, pre-set to a state corresponding to a larger number of pole pairs of the alternator 2, in the case of the main engine speed equal to or higher than the nominal value. the starting device 10 is turned on, the accelerating motor 8 is connected to the starting generator 11, the synchronous compensator is untwisted to a speed close to the rated speed, it is self-excited and connected to the buses 5 by means of a circuit breaker 6. After that, the circuit breaker 4 is turned on and off by the starting device 10. Due to excitation generator 2. AC synchronous compensated · 1743998 6 rum 7 and the appearance of electromagnetic links between them, the rotational speed of the synchronous compensator 7 is set The lower the frequency of rotation of the magnetic field in the air gap of the generator 2, corresponding to the first number of its pairs of poles, by the amount of slip .. The latter at idle is determined only by the losses in the installation.

Рабочий режим отрабатывается с установленным одним из чисел пар полюсов генератора 2 посредством коммутатора 3. При этом частота напряжения на шинах нагрузки 5 зависит в основном от частоты вращения генератора 2.The operating mode is worked out with one of the number of pairs of poles of the generator 2 set by means of the switch 3. Moreover, the frequency of the voltage on the load buses 5 depends mainly on the speed of the generator 2.

В случае предельно допустимого по условиям эксплуатации отклонения частоты на шинах нагрузки 5 от номинального значения (например, на 10%)установка переходит на работу с другим числом пар полюсов генератора 2.In the case of maximum deviation under operating conditions, the frequency deviation on load buses 5 from the nominal value (for example, by 10%), the installation switches to work with a different number of pole pairs of generator 2.

В случае генератора 2 двумя числами пар полюсов (Pi и Рг) для сохранения работоспособности установки при изменении частоты вращения главного двигателя .в диапазоне ориентировочно 0,7 (т. е. от номинальной до ориентировочно 70% номинальной) с предельными отклонениями частоты на шинах не более ± 10% номинальной при каждом из чисел пар полюсов из отношение должно быть равным ориентировочно 1,2. Последнее выполняется при Ρι = 6; Р₂ = 5.In the case of generator 2, by two numbers of pole pairs (Pi and Pr), in order to maintain the operability of the installation when changing the speed of the main motor, in the range of approximately 0.7 (i.e., from nominal to approximately 70% of nominal) with maximum frequency deviations on the buses, not more than ± 10% of the nominal for each of the numbers of pairs of poles from the ratio should be approximately 1.2. The latter holds for Ρι = 6; P ₂ = 5.

ίθίθ

Claims

Claim

1. Ship power take-off installation, comprising an alternating current generator kinematically connected to the main engine shaft and electrically connected to load buses; and a drive with a device for discrete changes in the gear ratio of the connection of this generator with the main engine, characterized in that, in order to simplify the design, it is equipped with a synchronous compensator, an accelerating motor, the shaft of which is kinematically coupled to the shaft of the synchronous compensator, a start generator kinematically connected to the output shaft of the drive , a starting device through which the starting generator is electrically connected to the accelerating motor, and a switch for the number of pole pairs, the generator being variable This current is made in the form of an asynchronous electric machine with a squirrel-cage rotor, the stator of which includes an electromagnetic system with a three-phase pole-switched winding connected to the load buses through the mentioned switch of the number of pole pairs, and the drive includes a gear transmission with a fixed gear ratio.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a capacitor bank connected to the load buses.