Передача энергии от силовых установок к движителям: ..электрическим – B63H 23/24

Изобретение относится к судостроению, в частности к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные дизели или турбины, главные синхронные генераторы, аварийный дизель-генератор, обмотки статора, главный распределительный щит, входы выпрямителей преобразования частоты. Обмотки статора через автоматические выключатели подключены к линиям питания главного распределительного щита, к которым через автоматические выключатели подключены входы выпрямителей преобразователей частоты. Число выпрямителей равно числу линий главного распределительного щита, выходы выпрямителей подключены к входам многоуровневых инверторов, составляющих с выпрямителями преобразователи частоты, питающие гребные электродвигатели. К каждой линии главного распределительного щита через автоматические выключатели подключены также первичные многофазные обмотки трансформаторов с вращающимся магнитным полем, а вторичные трехфазные обмотки этих трансформаторов через автоматические выключатели присоединены к трехфазной линии питания распределительного щита остальных судовых потребителей. Обмотка статора аварийного дизель-генератора через автоматические выключатели подключена к трехфазной линии питания судовых потребителей. На статоре каждого главного синхронного генератора размещена одна многофазная обмотка с числом фаз более трех, фазы которой соединены звездой или треугольником, а линии главного распределительного щита имеют такое же число фаз, что и обмотки главных синхронных генераторов. Достигается обеспечение электроэнергией судовых потребителей и электродвигателей от одной электростанции, повышение к.п.д. и качества электроэнергии в судовой сети. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях винтовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами. Для создания тяги в кольцевом движительном устройстве осуществляют забор воды из окружающего пространства через входной канал кольцевыми гребными винтами для ускорения воды в водопроточном канале, образованном насадкой и ротором устройства, и выброс воды через выходной канал. Забор воды дополнительно осуществляют через, по крайней мере, один боковой канал, размещенный в насадке между кольцевыми гребными винтами. Достигается расширение диапазона эффективной работы движителя. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к судовым двигательно-движительным установкам. Тихоходный гребной электродвигатель с возбуждением от высококоэрцитивных магнитов непосредственного жидкостного охлаждения с электроснабжением и управлением от частного преобразователя содержит гребной электродвигатель, вал, редуктор, источник электропитания и статический преобразователь параметров электроэнергии. Ротор гребного электродвигателя установлен непосредственно на гребной вал, статор охватывает ротор, причем за счет различного числа пар полюсов статора и ротора, также обеспечивается электромагнитная редукция. Достигается упрощение конструкции и снижение массогабаритных характеристик. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные двигатели или турбины, главные синхронные генераторы, обмотки статора, автоматические выключатели, главный распределительный щит, трансформаторы, преобразователи частоты, линии питания, гребные электродвигатели. К трехфазным линиям главного распределительного щита подключены первичные обмотки трехфазных трансформаторов, вторичные трехфазные обмотки трансформаторов подключены параллельно к трехфазной линии распределительного щита остальных судовых потребителей, а также аварийный дизель-генератор, обмотка статора которого через автоматический выключатель подключена к линии питания аварийного распределительного щита. К валу каждого главного дизеля или турбины присоединены два или более синхронных генератора, каждый из которых имеет автономную систему стабилизации напряжения. Достигается более высокий к.п.д., высокое качество электроэнергии в судовой сети. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам электрического привода для передачи энергии от первичного теплового двигателя к движителям. Судовая двигательно-движительная установка с накопителем энергии содержит: тепловой двигатель, первый вал, вариатор, второй вал, на котором установлен гребной винт. В состав вариатора входит первая униполярная машина - униполярный генератор, вторая униполярная машина - униполярный двигатель, механически не соединенные между собой, а также третья униполярная машина, установленная на полом валу, который закреплен на подшипниках или магнитных подвесах коаксиально первому или второму валу. На этом же полом валу установлен накопитель энергии - маховик. На всех валах установлены датчики скорости вращения. Датчики соединены с системой управления, к которой также подсоединены обмотки возбуждения униполярных машин и подсоединен блок управления скоростью вращения теплового двигателя. В зависимости от управляющих сигналов машина работает в двигательном или генераторном режиме, а соответственно маховик накапливает или отдает системе накопленную энергию. Достигается повышение эффективности за счет применения запасной энергии; снижение массы и габаритов установки; повышение надежности и снижение уровня в судовой двигательно-движительной установки. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым электроэнергетическим установкам с валогенераторами. Судовая электроэнергетическая установка содержит первый тепловой двигатель, второй тепловой двигатель, валогенератор, генератор, первый, второй и третий валы, вариатор, который соединен с гребным винтом, систему управления, шины питания, датчики скорости вращения. В состав вариатора включены три униполярные машины, которые электрически соединены между собой. При этом ротор валогенератора закреплен на третьем валу, который выполнен полым и установлен коаксиально первому валу с помощью подшипников или электромагнитного подвеса. Также на всех трех валах установлены датчики скорости вращения, соединенные с системой управления, с которой также соединены управляющий вход пускового устройства, возбудитель валогенератора и обмотки возбуждения униполярных машин, а также входы управления разъединительных муфт, автоматических выключателей и блока управления скоростью вращения первого теплового двигателя. Достигается: питание судовых электропотребителей от валогенератора отдельно и совместно с генератором, работа валогенератора в двигательном режиме с постоянной частотой вращения и передачей механической энергии на винт, снижение уровня гармонических составляющих на шинах питания судовых электропотребителей, повышение надежности, снижение массы и габаритов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, а конкретно - к забортным двигательно-движительным агрегатам. Судовая двигательно-движительная установка содержит: тепловой двигатель, первый вал, вариатор, второй вал, соединенный с гребным винтом, систему управления. В состав вариатора входит униполярный генератор, установленный на первом валу и электрически соединенный с униполярным двигателем, установленным на втором валу. Валы механически не связаны между собой и на них установлены, соответственно, первый и второй датчики скорости вращения. Система управления соединена с блоком управления скоростью вращения теплового двигателя, с датчиками скорости вращения и с обмотками возбуждения униполярного двигателя и униполярного генератора. Достигается повышение надежности и снижение потерь судовой двигательно-движительной установки; снижение массы, габаритов; снижение уровня электромагнитных помех при преобразовании энергии. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к судовой электротехнике и может быть использовано в качестве электроэнергетической установки как на надводных, так и на подводных судах. Установка содержит: дизель-генератор, блок аккумуляторных батарей, генератор на топливных элементах, инвертор, преобразователь DC/DC, к выходам которых подключены общесудовые потребители и потребители собственных нужд генератора на топливных элементах, на переменном и постоянном токе, зарядное устройство, гребной электродвигатель, механически связанный с винтом, и блок автоматического управления и контроля. Судовая электроэнергетическая установка обеспечена преобразователем частоты, тремя датчиками напряжения, выпрямителем, двумя развязывающими диодами, замыкающим и переключающимися контактами и двумя развязывающимися диодами объединенными и подключенными к входам инвентора, согласующегося преобразователя DC/DC и зарядного устройства. Выход зарядного устройства через размыкающие переключающиеся контакты соединен с блоком аккумуляторных батарей, а выходы датчиков напряжения связаны с входами блока автоматического управления и контроля. Достигается повышение КПД и надежности судовой электроэнергетической установки, а также улучшение управляемости и маневренности судна . 1 ил.

Изобретение относится к электрической передаче мощности тягового транспортного средства. Электрическая передача содержит первичный тепловой двигатель, асинхронный генератор переменного тока с фазным ротором, тяговый асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, обратимый статический преобразователь частоты. Первичный тепловой двигатель механически соединен с валом асинхронного генератора. Статорная обмотка асинхронного генератора подключена непосредственно к статорной обмотке тягового асинхронного электродвигателя. Роторная обмотка асинхронного генератора подключена к одному из входов обратимого статического преобразователя частоты. Другой вход обратимого статического преобразователя частоты подключен непосредственно к соединенным между собой статорным обмоткам асинхронного генератора и тягового асинхронного электродвигателя. Технический результат заключается в повышении энергетической эффективности и надежности электрической передачи мощности тягового транспортного средства на переменном токе. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к судостроению. Судовая валогенераторная установка, подключаемая к винту (4) гребному, имеет в своем составе двигатель (1) приводного вала, разъединительные муфты (2), (5), редуктор (3) и валогенератор (6) (электрическую машину с возбуждением от постоянных магнитов). Валогенератор (6) через первый датчик (7) тока, входной дроссель (8), преобразователь (9) частоты, выходной дроссель (10), LC-фильтр (11), второй датчик (12) тока, первый автоматический выключатель (13) подсоединен к шинам (14) судовых электропотребителей. Кроме того, шины (14) через второй автоматический выключатель (15) подключены к вспомогательному генератору (16) со своим приводным двигателем (17). Датчик (18) входного напряжения подключен к выходу валогенератора (6), а датчик (19) выходного напряжения - к шинам (14) через первый автоматический выключатель (13). Преобразователь (9) частоты имеет два встречно включенных обратимых выпрямителя (21) и (23) с векторным управлением, каждый из которых содержит свой контроллер (20) и (22). Между выпрямителями установлен конденсаторный накопитель (26) звена постоянного тока. Датчики тока и напряжения подсоединены к соответствующим контроллерам и обеспечивают обратную связь для управления параметрами цепей. Применение обратимого преобразователя с включенными встречно управляемыми выпрямителями с обратными связями по току и напряжению, а также применение коммутационных элементов позволяет работать установке как в обычном режиме для питания общесудовой сети, так и в обратимом двигательном режиме с использованием валогенератора при отказе основного. Схема позволяет осуществлять стабилизацию напряжения в звене постоянного тока и повышать качество энергии за счет компенсации статическим преобразователем реактивной мощности и симметрирования по модулю и фазе напряжения в судовой трехфазной сети. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области судовых энергетических установок. Способ преобразования напряжений гребного электропривода основан на согласовании напряжения питания, выпрямлении согласованного и инвертировании выпрямленного напряжений. Задают допустимые значения напряжений, токов и скоростей их изменения. Преобразуют напряжение питания до начала его подключения. Подключают преобразуемое уменьшенное до допустимого значения напряжение питания. Управляют увеличением напряжения питания, измеряют преобразуемые напряжения и токи фаз. Вычисляют скорости их изменения как производные по времени. Регулируют скорости этих изменений по результатам выполненных измерений и вычислений. В соответствии с допустимыми значениями напряжений, токов и скоростей их изменения, отключают преобразование напряжения питания при достижении им заданного значения. Инвертируют выпрямленное напряжение и управляют гребным электроприводом в соответствии с заложенным алгоритмом. Гребной электропривод содержит источник напряжения, согласующий трансформатор, преобразователь частоты со звеном постоянного тока и с инвертором, гребной электродвигатель, блок управления преобразователем частоты и преобразователь напряжения, содержащий силовой блок с тиристорами, датчиками напряжений и фазных токов и контроллер. Вход силового блока соединен с источником напряжения. Выход силового блока преобразователя напряжения соединен с входом согласующего трансформатора. Входы датчиков напряжений и токов соединены с выходами силового блока, а выходы - с входом контроллера, другой вход которого соединен с выходом блока управления преобразователем частоты, а его выходы - с управляющими входами тиристоров силового блока. Достигается исключение прямого включения гребного электропривода на напряжение судовой электроэнергетической системы при подключении питания. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в морской силовой установке для сопряжения двигателя, приводящего комплект (2) гребного винта и питаемого переменным напряжением с переменной частотой, с питающей электрической сети (шины) с номинальным фиксированным напряжением и номинальной фиксированной частотой. Технический результат - обеспечение подключения силового преобразователя к энергосистеме при понижении напряжения или ее повреждении. Силовой преобразователь содержит инвертор (10) для подключения к статору двигателя (4), инвертор (14) с множеством полупроводниковых силовых переключающих приборов, соединенных между собой линией (12) постоянного тока и управляемых контроллерами (18, 20) соответственно, фильтр 16 между инвертором (14) и питающей электрической сетью. Переключающие приборы инвертора (10) управляются контроллером (18) сигналом VDC-MOT* требуемого напряжения на линии постоянного тока, несущим информацию о желательном напряжении на ней для достижения желательного уровня указанного напряжения, соответствующего сигналу требуемого напряжения на указанной линии. Переключающие приборы инвертора (14) управляются контроллером (20) сигналом Р* требуемой мощности, несущим информацию об уровне мощности, необходимом для передачи на линию постоянного тока от питающей электрической сети (шины), и сигналом VBUS* требуемого напряжения, несущим информацию о напряжении на сетевых клеммах фильтра для достижения желательных уровней мощности и напряжения, соответствующих сигналам требуемых мощности и напряжения. 7 н. и 29 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к водному транспорту, а именно к способу управления судовой комбинированной энергетической установкой. Способ заключается в том, что используют гребной винт регулируемого шага. Первоначальные разгон и движение судна осуществляют путем привода гребного вала от валогенератора. Гребной вал судна соединяют с валогенератором посредством разобщительной муфты валогенератора. С понижением напряжения на выходных шинах аккумуляторной батареи до некоторого среднего значения запускают главный двигатель. С момента подключения главного двигателя к гребному винту регулирование упора гребного винта производят путем изменения его шага. Поддерживают постоянной частоту вращения главного двигателя. При моменте сопротивления на гребном винте меньше номинального момента главного двигателя валогенератор переводят в режим генератора. От валогенератора отбирают необходимое количество электроэнергии для создания дополнительного тормозного момента на нём. Определение степени загрузки главного двигателя производят путем использования показаний датчиков температуры его выхлопных газов. При необходимости получения большей скорости судна валогенератор переводят в двигательный режим. При снижении напряжения аккумуляторной батареи и/или ее емкости до минимально допустимого ее разряд прекращают и приступают к ее подзаряду. Угол поворота лопастей винта ограничивают значением, соответствующим мощности на гребном винте. Технический результат заключается в повышении экологичности судовой комбинированной энергетической установки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым электроэнергетическим установкам с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая установка выполнена в двух вариантах. По первому варианту установка содержит главные дизели или турбины и главные синхронные генераторы, обмотки статора которых подключены к линии питания главного распределительного щита; преобразователи частоты, включающие выпрямители и инверторы, входы которых подключены к линии питания главного распределительного щита, а к выходам подключены гребные электродвигатели; аварийный дизель-генератор, обмотка статора которого подключена к линии питания аварийного распределительного щита. На статоре каждого главного синхронного генератора размещены две (или более) изолированные друг от друга аналогичные трехфазные обмотки, линейные напряжения которых совпадают по фазе. Главный распределительный щит имеет трехфазные линии питания, к каждой из которых подключены трехфазные обмотки статоров главных генераторов, линейные напряжения которых совпадают по фазе, выходы выпрямителей подключены к входам многоуровневых инверторов. По второму варианту на статоре каждого главного синхронного генератора размещены две (или более) изолированные друг от друга аналогичные трехфазные обмотки, у которых одноименные напряжения смещены по фазе. Обеспечивается повышение КПД и надежности судовой установки за счет уменьшения уровня помех, исключения трансформаторов между линиями главного распределительного щита и преобразователями частоты. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электростанции. Силовое устройство может иметь первую генераторную установку с первым двигателем, соединенным с приводом с первым генератором, и вторую генераторную установку со вторым двигателем, соединенным с приводом со вторым генератором. Также силовое устройство может иметь общую шину и блок управления во взаимодействии с первой и второй генераторными установками. Блок управления предназначен для направления электроэнергии от первого генератора к общей шине и синхронизации выработки электроэнергии от второго генератора с выработкой электроэнергии от первого генератора. Кроме того, блок управления предназначен для отсрочки направления электроэнергии от второго генератора на общую шину до тех пор, пока первый и второй двигатели механически не синхронизируются в значительной степени. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к судовым двигательно-движительным установкам. Электрическая гребная установка содержит источник электропитания постоянного тока, гребной электродвигатель, редуктор, три управляемые разъединительные муфты, систему управления. Источник электропитания соединен с гребным электродвигателем переменного тока через статический преобразователь параметров электроэнергии. В режиме экономичного хода вал гребного электродвигателя напрямую соединен с валом гребного винта, для чего включают первую муфту и выключают вторую и третью муфты. Для реализации режима полного хода вал гребного электродвигателя соединяют с валом гребного винта через редуктор, для этого выключают первую муфту и включают вторую и третью. Вход системы управления подключен к задатчику частоты вращения вала гребного винта, а ее выходы подключены к статическому преобразователю параметров электроэнергии и к управляемым разъединительным муфтам. Во втором варианте исполнения в качестве гребного электродвигателя применен электродвигатель постоянного тока. Достигается снижение массогабаритных характеристик электроэнергетического оборудования гребной электрической установки. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к судовым двигательно-движительным установкам. Электрическая гребная установка содержит турбогенератор с системой управления частотой и напряжением, гребной электродвигатель переменного тока, редуктор, три управляемые разъединительные муфты, вторую систему управления. Турбогенератор соединен с гребным электродвигателем переменного тока через статический преобразователь параметров электроэнергии. В режиме экономичного хода вал гребного электродвигателя напрямую соединен с валом гребного винта, для чего включают первую муфту и выключают вторую и третью муфты. Для реализации режима полного хода вал гребного электродвигателя соединяют с валом гребного винта через редуктор, для этого выключают первую муфту и включают вторую и третью. Вход второй системы управления подключен к задатчику частоты вращения гребного винта, а ее выходы подключены к системе управления частотой и напряжением турбогенератора, к статическому преобразователю параметров электроэнергии, к управляемым разъединительным муфтам. Во втором варианте исполнения в качестве гребного электродвигателя применен электродвигатель постоянного тока, при этом статический преобразователь параметров электроэнергии выполнен в виде управляемого выпрямителя. Достигается снижение массогабаритных характеристик электроэнергетического оборудования гребной электрической установки, а также повышается ее экономичность. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к корабельным электроэнергетическим системам, в частности, дизель-электрических подводных лодок и подводных аппаратов с аккумуляторными батареями (АБ), являющимися единственными источниками электроэнергии в подводном положении, а также надводных кораблей с электродвижением, имеющим в качестве резервного (аварийного) источника электропитания АБ. В системе осуществляются контроль напряжения всех аккумуляторов, из которых набраны АБ, контроль уровня и температуры электролита во всех банках аккумуляторов, контроль суммарного напряжения и тока АБ и обработка контрольно-диагностической информации с целью определения, в каком из режимов находится АБ (разряд или заряд), расчета зарядной (или разрядной) емкости, остаточной емкости и времени до окончания разряда, значения сопротивления изоляции АБ и т.д. Результаты мониторинга текущего состояния АБ в виде интегрированной контрольно-диагностической информации передаются оператору комплекса агрегатированных средств управления электроэнергетической системой, который на базе этой информации принимает обоснованное решение о дальнейшем оптимальном режиме использования АБ. Изобретение обеспечивает эффективный мониторинг текущего технического состояния АБ и высокую достоверность информационной поддержки экипажа подводной лодки. С использованием системы имеет место повышение эффективности эксплуатации АБ и, как следствие, увеличение их ресурса и срока службы, а также повышение автономности подводной лодки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к гидро- и аэродинамике объектов, находящихся и движущихся в пространстве, и может быть использовано в судостроении и ракетостроении. Способ и устройство для создания изменяемой силы тяги или упора основаны на использовании электромагнитного движителя, выполненного на основе электризации пограничного слоя среды движения и воздействия на него перемещающимся магнитным полем. Движение в пространстве обеспечивается определенным размещением движителей на транспортном средстве в соответствии с количеством степеней свободы. Технический результат заключается в способности создавать силу упора независимо от характера среды. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области судовой электротехники, в частности - к погружным электрическим машинам, которые могут быть использованы в составе гребной электрической установки (ГЭУ) подводных обитаемых и необитаемых малогабаритных объектов с неограниченной глубиной погружения, а также в качестве подруливающих устройств, активных рулей любых подводных и надводных объектов. Сущность изобретения состоит в том, что в совмещенной ГЭУ открытого типа, включающей гребной винт, встроенный в полый цилиндрический ротор, статор с обмотками и подшипниковые щиты, объединенные в единую конструкцию, применен асинхронный электродвигатель с полым трехслойным ротором, который выполнен в виде сборки из трех концентрических цилиндров различной толщины из различных материалов с наперед заданными электромагнитными свойствами, согласно данному изобретению наружный цилиндр толщиной h_нар совмещает функции рабочего элемента и экрана и имеет на поверхности винтоканавочную нарезку, средний рабочий цилиндр толщиной h_раб , в котором индуцируются рабочие вихревые токи, выполнен из отдельных сегментов в количестве n_сегм, каждый сегмент имеет узкие продольные пазы в осевом направлении в количестве n_паз, все сегменты замкнуты между собой с торцов токопроводящими короткозамыкающими кольцами, внутренний цилиндр толщиной h_вн, выполняющий роль магнитопровода, набранный из отдельных пластин толщиной 0,5-2 мм и закрытый снаружи защитным герметизирующим экраном, геометрические размеры элементов ротора выбираются из соотношений h _нар=(2-2,5) 2-3 мм, h_раб=0,9 ₂, h_вн=(1,2-1,5) ₃, h_к= , a_к=0,7-1 мм, в _к=3-3,5 мм, n_сегм=2р, h _п=(0,6-0,7) ₂, a_п=1,5-2 мм, в_п= /4, где , ₂, ₃ - глубина проникновения магнитного поля в соответствующий цилиндр, h_к, а _к и в_к - соответственно глубина, ширина и шаг винтовой канавки, 2р - число полюсов, h _п, a_п и в_п - соответственно глубина, ширина и расстояние между продольными пазами, - полюсное деление ротора, - гармоника поля высокого порядка. Технический результат от использования изобретения состоит в том, что предлагаемая совмещенная ГЭУ с асинхронным электродвигателем позволяет в полной мере реализовать все преимущества асинхронных двигателей с многослойным полым ротором при их работе в составе ГЭУ. Двигатели такой конструкции менее сложны при изготовлении, нежели синхронные с постоянными магнитами, питаются от стандартной трехфазной сети, управляются стандартной пускорегулирующей аппаратурой, не оказывают негативного влияния на питающую сеть, обладают пониженной вибрацией, обеспечивают наилучшие энергетические показатели (КПД и cos ) при номинальной нагрузке, а высокий пусковой момент при малом пусковом токе, мягкая механическая характеристика и большая частота включений улучшают основные эксплуатационные характеристики установки при переходных режимах (пуск, реверс, регулирование частоты вращения) и повышают ее экономичность в целом. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводе гребного винта для надводных судов, в приводе гребного винта, представляющего собой пропульсивную установку, в модуле, содержащем пропульсивную установку и выполненном с возможностью разворота относительно корпуса судна. Стопорение электродвигателя, входящего в состав пропульсивной установки, основано на закорачивании электродвигателя с постоянными магнитами. В результате в пропульсивной системе обеспечивается уменьшение и/или ограничение скорости электродвигателя, исключение отдельного механического средства стопорения, повышение надежности и экономичности системы стопорения. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.