ЭЛЕКТРОПРИВОД ГРЕБНОЙ УСТАНОВКИ

ЭЛЕКТРОПРИВОД ГРЕБНОЙ УСТАНОВКИ


RU (11) 2020721 (13) C1

(51) 5 H02P5/16 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4907294/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.02.01 
(45) Опубликовано: 1994.09.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Технический отчет по теме 150-1. Проработка вариантов СЭД и выдача рекомендаций по структурам системы. N ОБС. 120.118, 1990. 
(71) Заявитель(и): Центральный научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии 
(72) Автор(ы): Буравлев А.Г.; Вершинин В.И.; Николаев А.М.; Рудаков В.В.; Филиппов А.В. 
(73) Патентообладатель(и): Центральный научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии 

(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ГРЕБНОЙ УСТАНОВКИ 

Использование: в гребных электрических установках постоянного тока судов различного назначения. Сущность: электропривод гребной установки содержит источник электрической энергии, к которому через контакты контакторов подключаются коллекторы двухколлекторного двигателя, зашунтированные диодами, широтно-импульсный преобразователь, подключающий обмотку возбуждения, зашунтированную диодом, и коллекторы двигателя к источнику электрической энергии. При этом в широтно-импульсном преобразователе параллельно силовому тиристору,включенному в цепь обмотки возбуждения, подключена цепочка, состоящая из индуктивности и двух вспомогательных тиристоров, а последовательно с силовым тиристором, включенным в цепь якоря и зашунтированным диодом, включен еще один силовой тиристор. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, в частности к гребному электроприводу, и может быть использовано в гребных электрических установках постоянного тока судов различного назначения.

Цель изобретения - улучшение массогабаритных характеристик.

На фиг. 1 изображена схема электропривода гребной установки; на фиг. 2 и 3 - диаграммы импульсов, поясняющие его работу.

Электропривод гребной установки содержит источник 1 электрической энергии, к которому посредством контакта контактора 2 подключены коллекторы 3, 4 двухколлекторного двигателя постоянного тока, нагруженного на винт 5 фиксированного шага. Коллекторы 3, 4 и обмотка 6 возбуждения двигателя подключаются к источнику 1 также еще через широтно-импульсный преобразователь, состоящий из силовой части 7 и системы 8 управления. Силовая часть 7 включает в себя силовые тиристоры 9, 10, которые подключают обмотку 6 возбуждения и коллекторы 3, 4 к источнику 1.

Параллельно силовому тиристору 9 подключена цепочка, состоящая из индуктивности 11 и двух вспомогательных тиристоров 12, 13. Последовательно с силовым тиристором 10, зашунтированным диодом 14, включен еще один силовой тиристор 15.

Между точками соединений вспомогательных тиристоров 12, 13 и силовых тиристоров 10, 15 включен конденсатор 16. Коллекторы 3, 4 двигателя зашунтированы диодами 17, 18 и могут соединяться параллельно или последовательно с помощью контакторов 19-21 электромагнитных контакторов. Обмотка 6 возбуждения зашунтирована диодом 22.

Система 8 управления получает питание от источника 1 электрической энергии и состоит из генератора 23 импульсов напряжения, работающего в автоколебательном режиме, и двух генераторов 24, 25 импульсов, работающих в ждущем режиме. Выход генератора 23 соединен с управляющим переходом силового тиристора 9 и входом генератора 24. Выходы генератора 24 соединены с управляющими переходами тиристоров 10, 13 и входом генератора 25 напрямую, а через тумблер 26 - с управляющим переходом тиристора 15. Выход генератора 25 соединен с управляющим переходом тиристора 12.

Электропривод гребной установки работает следующим образом.

В первом режиме замкнуты контакты контакторов 2, 19, 20, контакт контактора 21 и тумблер 26 разомкнуты, а широтно-импульсный преобразователь 8 обеспечивает протекание номинального тока в обмотке 6 возбуждения. В этом режиме коллекторы 3, 4 соединены параллельно, напряжение на каждом коллекторе равно номинальному значению и двигатель работает с номинальной частотой вращения.

Во втором режиме контакты контакторов 2, 19, 20, 21 и тумблер 26 находятся в том же состоянии, а величина тока в обмотке 6 может плавно регулироваться в интервале 1,0 Iвн - 1,5 Iвн с помощью широтно-импульсного преобразователя 7. Таким образом, во втором режиме работы электропривода частота вращения двигателя регулируется в диапазоне 1,0 nн - 0,75 nн.

В третьем режиме замкнуты контакты 2 21, а контакты контакторов 19, 20 и тумблер 26 разомкнуты. В этом режиме коллекторы 3, 4 соединены последовательно, напряжение на каждом коллекторе равно половине номинального значения, а широтно-импульсный преобразователь обеспечивает протекание тока в обмотке возбуждения 6, величина которого может плавно изменяться в интервале 0,5 Iвн - 1,5 Iвн. При этом частота вращения двигателя в этом режиме может плавно регулироваться в диапазоне 0,75 nн - 0,3 nн.

Во всех перечисленных режимах широтно-импульсный преобразователь работает следующим образом (диаграммы импульсов напряжения, поясняющие его работу в квазистатическом режиме, представлены на фиг. 2).

В момент t1 генератор формирует импульс напряжения, поступающий на переход тиристора 9 и вход генератора 26. Тиристор 9 при этом включается и к обмотке возбуждения 6 прикладывается напряжение источника электрической энергии 1. В момент времени t2 (интервал t2-t1 зависит от величины сопротивления хронирующего резистора R1) генератор 24 формирует импульс напряжения, поступающий на управляющие переходы тиристоров 10, 13, которые, включаясь, образуют цепь заряда конденсатора 16 через обмотку возбуждения 6 до напряжения источника со знаком (+) на нижней обкладке. При этом на аноде тиристора 9 в течение времени t3-t2 присутствует отрицательное напряжение, выключающее его. После выключения тиристора 9, заряда конденсатора 16 и выключения тиристоров 10, 13 напряжение на обмотке возбуждения 6 становится равным нулю (момент времени t4).

Затем в момент времени t6 (интервал времени t6-t2 определяется величиной хронирующего резистора R2) генератор 25 вырабатывает импульс напряжения, поступающий на управляющий переход тиристора 12. При включении тиристора 12 конденсатор 16 начинает перезаряжаться через индуктивность 11 и диод 14 до напряжения, определяемого добротностью колебательного контура. Время перезаряда конденсатора 16 t6-t5 равно половине периода колебаний в контуре, т.е. в момент времени t6 напряжение на обкладках конденсатора достигнет максимального значения. Далее в момент времени t7 генератор 23 снова включает тиристор 9 и т.д. В результате описанные выше процессы периодически повторяются (моменты времени t8, t9, t10, t11, ...), при этом напряжение на обмотке возбуждения 6 носит импульсный характер. Среднее значение этого напряжения и тока в обмотке возбуждения определяется величиной скважности импульcов равной = . Величина скважности импульсов напряжения зависит от величины сопротивления хронирующего резистора R1, которая изменяется в зависимости от требуемой величины частоты вращения двигателя. Величина сопротивления хронирующего резистора R2 в этих трех режимах работы гребной установки не изменяется и устанавливается такой, чтобы интервал времени t5-t2 был не менее времени заряда конденсатора 16 через цепь обмотки возбуждения 6.

В четвертом режиме работы гребной установки замкнуты контакт контактора 21 и тумблер 26, а контакты контакторов 2, 19, 20 разомкнуты. Широтно-импульсный преобразователь (7, 8) обеспечивает изменение тока в цепи возбуждения в интервале 1,5 Iвн - -1,0 Iвн и одновременно обеспечивает плавное изменение напряжения на коллекторах 3, 4. Частота вращения двигателя в этом режиме регулируется в диапазоне 0-0,3 nн при постоянном КПД.

Широтно-импульсный преобразователь в четвертом режиме функционирует следующим образом.

До момента времени t1 (диаграммы импульсов напряжения показаны на фиг. 3) элементы широтно-импульсного преобразователя находятся в следующем состоянии. Тиристоры 10, 15 включены и коллекторы 3, 4, соединенные последовательно, подключены к источнику электрической энергии 1. Тиристор 9 выключен, напряжение на обмотке возбуждения 6 равно нулю, а конденсатор 16 заряжен примерно до напряжения источника со знаком "+" на нижней обкладке. В момент времени t1 генератор 23 вырабатывает импульс напряжения, поступающий на управляющий переход силового тиристора 9 и на вход генератора 24. При выключении тиристора 9 напряжение источника электрической энергии поступает на обмотку возбуждения 6. Затем в момент времени t2, определяемый величиной сопротивления хронирующего резистора R2, генератор 25 формирует импульс напряжения, поступающий на управляющий переход тиристора 12. Тиристор 12, включаясь, образует цепь перезаряда конденсатора 16 через индуктивность 11 и сначала через тиристор 10, а после его выключения через диод 14. В момент времени t3 перезаряд конденсатора заканчивается, напряжение на его обкладках становится приблизительно равным напряжению питания, знак "+" на верхней обкладке. В этот же момент обесточивается тиристор 15 и напряжение на коллекторах 3, 4 становится равным нулю. Далее в момент времени t4 генератор 24 формирует импульс напряжения, поступающий на управляющие переходы тиристоров 10, 13, 15 и на вход генератора 25.

После включения этих тиристоров напряжение источника электрической энергии 1 снова поступает на коллекторы 3, 4, соединенные последовательно, а конденсатор 16 начинает заряжаться через тиристор 13 и обмотку возбуждения 6 до напряжения источника со знаком "+" на нижней обкладке. При этом в течение времени t5-t4 на аноде тиристора 9 присутствует отрицательное напряжение, выключающее его. После заряда конденсатора и выключения тиристора 13 (момент времени t6) напряжение на обмотке возбуждения 6 становится равным нулю. Затем в момент времени t7 генератор 23 вырабатывает импульс напряжения, поступающий на управляющий переход тиристора 9, и далее описанные процессы периодически повторяются. В результате этого напряжение на обмотке возбуждения 6 может регулироваться, обеспечивая протекание тока в обмотке возбуждения, изменяющегося в интервале 1,5 Iвн - 1,0 Iвн, величина напряжения на коллекторах 3, 4, соединенных последовательно, может плавно регулироваться приблизительно от нуля до номинального значения. Величина этого напряжения зависит от соотношения временных интервалов t9-t4 и t7-t1, которое определяется величиной сопротивления хронирующего резистора. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ЭЛЕКТРОПРИВОД ГРЕБНОЙ УСТАНОВКИ, содержащий источник электрической энергии, к которому через контакты контакторов подключены коллекторы двухколлекторного двигателя, зашунтированные диодами, широтно-импульсный преобразователь, содержащий два силовых тиристора, включенных в цепь обмотки возбуждения и в цепь якоря соответственно, два вспомогательных тиристора, диод, индуктивность и конденсатор, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных характеристик, в широтно-импульсном преобразователе параллельно силовому тиристору, включенному в цепь обмотки возбуждения, подключена цепочка, состоящая из индуктивности и двух вспомогательных тиристоров, а последовательно с силовым тиристором, включенным в цепь якоря и зашунтированным диодом, включен второй силовой тиристор, между точкой соединений которых и точкой соединения вспомогательных тиристоров включен конденсатор.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru