×
06.02.2020
220.017.ff02

Результат интеллектуальной деятельности: ГРЕБНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электроустановок транспортных средств с ограниченной мощностью источника питания в случаях, когда в состав электроустановок входит несколько мощных согласующих трансформаторов, при прямом подключении которых к сети пусковые токи значительно превышают уставки токовых защит. Для безударного подключения (для «мягкого пуска») во всех мощных согласующих трансформаторах, имеющихся в ГЭУ, должны быть намагничивающие обмотки мощностью не более 0,5% от номинальной мощности трансформатора. Коэффициенты трансформации и группы соединения намагничивающих обмоток должны быть такими же, как у трансформатора, используемого для питания общесудовых потребителей. Подключение всех согласующих трансформаторов осуществляется поочередно одним устройством, в состав которого входит низковольтный трехфазный регулятор переменного напряжения, вход которого с помощью выключателя подключается к шинам низковольтного распределительного щита, и блок выключателей, подключенный к выходу регулятора для соединения выхода регулятора переменного напряжения с намагничивающими обмотками всех согласующих трансформаторов. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для создания гребных электрических установка судов, а также при создании других электрических установок, в которых используются трансформаторы, мощность которых соизмерима с мощностью источника питания.

В состав гребных электрических установок, далее ГЭУ, как правило, входит несколько статических преобразователей частоты (ПЧ), обеспечивающих питание электродвигателей привода гребных винтов. Номинальные входные напряжения ПЧ отличаются от номинальных напряжений сети, поэтому в состав ГЭУ входит несколько мощных согласующих трансформаторов. Входные токи преобразователей частоты не синусоидальны, в связи с этим вторичные обмотки согласующих выполняют с разными группами соединения так, чтобы токи высших гармоник, обусловленные работой ПЧ, не попадали в питающую сеть. Рациональное построение ГЭУ при разных числах гребных винтов и различных схемах входных цепей преобразователей частоты, при которых искажения питающей сети минимальны, приведено, например, в патенте ФРГ от 11.06.20017. WO 02100716 «Морская двигательная установка с уменьшенным коэффициентом искажения бортовой сети где преобразователи мощности или группы преобразователей мощности, как указано выше, по разному или имеют разные размеры в промежуточной цепи постоянного тока.

Известное устройство имеет следующие недостатки:

В ГЭУ, в связи с ограниченной мощностью источников питания, возникают проблемы связанные с тем, что при прямом подключении согласующего трансформатора к сети пусковой ток значительно превышает уставку токовой защиты выключателя, подключающего трансформатор.

Известен способ и схема устройства для безударного подключения (для «мягкого пуска») мощного трансформатора - патент RU №2481692 «Способ включения трансформатора». Известное устройство содержит трехфазный высоковольтный трансформатор небольшой мощности, цепь ограничивающих элементов (резистор R и реактор L) и, кроме того, должны входить высоковольтный выключатель для подключения устройства к питающей сети и выключатель для подключения цепи ограничивающих элементов к вторичной обмотке мощного трансформатора. Группы соединения мощного и маломощного трансформаторов должны быть одинаковыми.

Недостаток известного устройства по патенту RU №2481692 состоит в том, что это устройство индивидуальное. Кроме того, для подключения устройств мягкого пуска к сети необходим высоковольтный выключатель. Количество устройств мягкого пуска по патенту RU №2481692 в составе ГЭУ должно быть равно количеству мощных согласующих трансформаторов с разными группами соединения вторичных обмоток. Поэтому использование устройств по патенту RU №2481692 в ГЭУ с большим количеством мощных трансформаторов ухудшает массогабаритные показатели ГЭУ.

Прототипом заявляемой гребной электрической установки является устройство, схема которого приведена на стр. 144, рисунок 8.21, в книге А.Б. Дарьенков и др. (Учебное пособие) «Гребные электрические установки», Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2014 г., 219 с. В этой установке для ограничения токов включения согласующих трансформаторов используются «зарядные устройства» (ЗИ), которые подключаются параллельно выключателям, подключающим первичные обмотки трансформаторов к шинам распределительного устройства.

Недостаток известного решения состоит в том, что для каждого согласующего трансформатора необходимо отдельное ЗИ и для подключения каждого ЗИ необходимы два высоковольтных выключателя. Это существенно ухудшает массогабаритные показатели ГЭУ.

Задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является улучшение массогабаритных характеристик гребных электрических установок.

Предлагаемая гребная электрическая установка, схема которой представлена на фиг. 1, отличается наилучшими массогабаритными показателями потому, что для реализации «мягкого пуска» всех согласующих трансформаторов с разными схемами соединений вторичных обмоток W2, и разными группами соединений обмоток используется минимальное количество дополнительных устройств.

Поставленная задача решается за счет того, что в гребной электрической установке, содержащей высоковольтное распределительное устройство с генераторными и фидерными выключателями, n гребных электродвигателей переменного тока с одной или несколькими трехфазными обмотками на статоре, n преобразователей частоты, обеспечивающих питание обмоток статоров гребных электродвигателей, k многообмоточных согласующих трансформаторов для питания преобразователей частоты и устройство для питания общесудовых потребителей, в состав которого входят трехфазный понижающий трансформатор и низковольтный распределительный щит, имеются следующие отличия: во всех согласующих трансформаторах, помимо вторичных обмоток, подключенных к входам преобразователей частоты, имеются маломощные намагничивающие обмотки, коэффициенты трансформации которых равны коэффициенту трансформации трансформатора, используемого для питания общесудовых потребителей и группы соединения намагничивающих обмоток совпадают с группой соединения трансформатора питания общесудовых потребителей, кроме того, что в состав гребной электрической установки входит одно устройство мягкого пуска, в состав которого входит низковольтный трехфазный регулятор переменного напряжения, вход которого с помощью выключателя подключается к шинам низковольтного распределительного щита, и блок k выключателей, подключенный к выходу регулятора для соединения выхода регулятора переменного напряжения с намагничивающими обмотками всех согласующих трансформаторов.

Сущность изобретения поясняется рисунком фиг. 1, на котором представлена схема предлагаемой гребной электрической установки.

В состав предлагаемой гребной электрической установки входят: высоковольтное распределительное устройство 1 с генераторными и фидерными выключателями, k согласующих трансформаторов 2 (трансформаторы 21±2k) с обмотками W1,W2 и, где Wм - маломощные намагничивающие обмотки, W1 - первичные обмотки согласующих трансформаторов, подключаемые с помощью фидерных выключателей к высоковольтному распределительному устройству 1, и обмотки W2 - вторичные обмотки, подключенные к преобразователям частоты 31±3n соответственно, n гребных электродвигателей переменного тока (электродвигатели 4±4n), понижающий трансформатор 5 для питания общесудовых потребителей судна напряжением 230 В или 400 В, распределительный щит сети собственных нужд 6 c k выключателями и устройство мягкого пуска 7, в состав которого входит низковольтный трехфазный регулятор переменного напряжения 8 и распределительный щит 9 в который входят k низковольтных выключателей, с помощью которых выход трехфазного регулятора переменного напряжения 8 подключается к намагничивающим обмоткам Wм трансформаторов 2.

При запуске предлагаемая гребная электрическая установка работает следующим образом. При готовности всех систем ГЭУ к запуску (при номинальном напряжении в распределительном устройстве 1, при работающем трансформаторе 5, обеспечивающим номинальное напряжение в распределительном щите сети собственных нужд 6 и при нормальной работе всех других систем обеспечения), следует подать питание на устройство мягкого пуска 7 и установить выходное напряжение трехфазного регулятора переменного напряжения 8 равным 0. Затем одним из выключателей щита 9 следует подключить выход регулятора 8 к обмотке Wм запускаемого трансформатора 2. При плавном повышении напряжения на выходе регулятора 8 от 0 до наибольшего значения происходит плавное увеличение магнитного потока в запускаемом трансформаторе и соответственно увеличивается напряжение на первичной обмотке. Коэффициент трансформации для намагничивающей обмотки (отношение чисел витков W1/Wм) должен быть таким, что при максимальном напряжении на выходе регулятора 8 напряжение на первичной обмотке W1 было равно выходному напряжению распределительного устройства 1. Группы соединения обмоток Wм всех трансформаторов 2 должны быть аналогичны группе соединения трансформатора 5.

При повышении выходного напряжения регулятора 8 повышаются также напряжения на вторичных обмотках (обмотках W2) трансформаторов 2. В результате этого происходит заряд всех конденсаторов во входных цепях преобразователя частоты. Таким образом, в предлагаемом устройстве полностью реализуются задачи мягкого пуска - намагничивание согласующих трансформаторов и заряд конденсаторов во входных цепях преобразователей частоты. После повышения напряжения на обмотке W1 трансформатора 2 до номинальной величины подключение этой обмотки к шинам высоковольтного распределительного устройства (включение соответствующего выключателя в распределительном устройстве 1) происходит без броска тока.

Техническое преимущество предлагаемого устройства перед прототипом состоит в том, что в целом гребная электрическая установка становится более компактной потому, что:

- в распределительном устройстве высокого напряжения не нужны высоковольтные выключатели для подключения устройств мягкого пуска;

- одно устройство мягкого пуска можно использовать для намагничивания всех согласующих трансформаторов, независимо от числа и групп соединения вторичных обмоток.

Указанное преимущество достигается тем, что во всех мощных согласующих трансформаторах, имеющихся в ГЭУ, должны быть намагничивающие обмотки. При работе устройства мягкого пуска ток намагничивающей обмотки равен току намагничивания (току холостого хода подключенного трансформатора), который у мощных трансформаторов не превышают 0,5% номинального тока. Кроме того, намагничивающая обмотка используются кратковременно и поэтому оснащение согласующего трансформатора такой обмоткой не должно значительно изменять его массо-габаритные показатели; использование одного устройства для мягкого пуска всех согласующих трансформаторов позволяет существенно улучшить массогабаритные показатели гребной электрической установки по сравнению с прототипом.


ГРЕБНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
ГРЕБНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 162 items.
20.02.2013
№216.012.2680

Гребная электрическая установка с многоуровневыми преобразователями частоты

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств, в частности к гребной электрической установке. Гребная электрическая установка содержит источники электроэнергии, главный распределительный щит с генераторными, фидерными и секционным выключателями, многообмоточные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475376
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.28aa

Устройство защиты матричного каскадного преобразователя частоты

Использование: в области электротехники. Технический результат - увеличение надежности срабатывания при упрощении процесса реализации. Устройство защиты матричного каскадного преобразователя частоты, содержащего в каждой m-фазе силовой части n-каскадов (матриц) мостовых схем на IGBT-модулях,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475930
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.04.2013
№216.012.3479

Способ выделения сигнала шума источника из суммарного шума

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и решает задачу выделения исследуемого сигнала из смеси с помехой. С этой целью после приведения исследуемого и суммарного сигналов к единому временному масштабу, в результате которого происходит сжатие их спектров вблизи частот...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478976
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.347f

Способ определения звукового давления движущегося протяженного источника акустического поля

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к способу определения звукового давления движущегося протяженного источника акустического поля. Сущность: способ определения звукового давления движущегося протяженного источника акустического поля включает синхронный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478982
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.06.2013
№216.012.47d2

Ледокольное судно

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса создания ледокольных судов, предназначенных для прокладки широкого ледяного канала. Ледокольное судно содержит корпус, состоящий из основного головного корпуса и жестко связанных с ним побортно расположенных симметрично...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483966
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.11.2013
№216.012.7f35

Способ локализации зон шумоизлучения движущегося транспортного средства

Использование: в способе локализации зон шумоизлучения движущегося транспортного средства. Сущность: в способе локализации зон шумоизлучения по длине движущегося транспортного средства, включающем прием сигналов в двух произвольных точках его волнового поля, полосовую фильтрацию принятых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498238
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.12.2013
№216.012.8962

Устройство для снижения поперечных колебаний пролетного строения мостов, вызванных ветровым воздействием

Изобретение относится к области аэрогидродинамики плохообтекаемых конструкций и касается вопроса поперечных колебаний пролетных строений мостов, вызванных ветровым воздействием, решает задачу уменьшения колебаний пролетного строения моста, вызванных ветровым воздействием при одновременном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500852
Дата охранного документа: 10.12.2013
27.12.2013
№216.012.9046

Корпус водоизмещающего судна-полукатамарана

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования обводов корпусов водоизмещающих судов, сочетающих элементы, характерные для обводов однокорпусных судов и катамаранов. Корпус водоизмещающего судна-полукатамарана имеет носовую оконечность с обводами водоизмещающего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502627
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.04.2014
№216.012.aff1

Морская технологическая ледостойкая плавучая платформа судового типа

Изобретение относится к области судостроения и касается создания ледостойких платформ для освоения месторождений нефти и газа на шельфе замерзающих морей. Морская технологическая ледостойкая плавучая платформа оборудована выносным турельным устройством, состоящим из блока и размещенной в нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510756
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b7d0

Морская гравитационная платформа

Изобретение относится к области судостроения, а именно к морским гравитационным платформам, устанавливаемым преимущественно на мелководье и эксплуатируемым в ледовых условиях. Платформа содержит опорное основание в виде разделённого на отсеки полого корпуса, заполненного балластом, и верхнее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512783
Дата охранного документа: 10.04.2014
Showing 1-4 of 4 items.
10.04.2013
№216.012.34f8

Гребная электрическая установка с устройством включения

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств и электроприводу. Согласно изобретению в гребной электрической установке с устройством включения использован трансформатор малой мощности, который соединен с выпрямителем, который в свою очередь через RL-цепь соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479103
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.08.2013
№216.012.5c8a

Способ преобразования напряжения гребного электропривода и гребной электропривод для его осуществления

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489311
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2015
№216.013.6e56

Трехфазный многоканальный инвертор напряжения

Изобретение относится к области электротехники, называемой «силовая электроника», и может быть использовано в электроустановках при создании статических преобразователей частоты большой мощности с использованием управляемых полупроводниковых приборов (транзисторы или запираемые тиристоры),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559804
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.11.2017
№217.015.ef7c

Регулируемый электропривод переменного тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электропривода с трехфазным двигателем, питаемыми от многоуровневого инвертора на управляемых полупроводниковых приборах (УПП) (транзисторах или запираемых тиристорах), шунтированных «обратными» диодами....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629009
Дата охранного документа: 24.08.2017
+ добавить свой РИД