RU124246U1 - SHIP ELECTRIC POWER PLANT - Google Patents
SHIP ELECTRIC POWER PLANT Download PDFInfo
- Publication number
- RU124246U1 RU124246U1 RU2012131240/11U RU2012131240U RU124246U1 RU 124246 U1 RU124246 U1 RU 124246U1 RU 2012131240/11 U RU2012131240/11 U RU 2012131240/11U RU 2012131240 U RU2012131240 U RU 2012131240U RU 124246 U1 RU124246 U1 RU 124246U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- main
- phase
- buses
- control system
- generator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Судовая электроэнергетическая установка, содержащая главный двигатель, соединенный с главным генератором, который через электрическую цепь, имеющую в своем составе первый автоматический выключатель, главные шины и преобразователь частоты, соединен с гребным электродвигателем, подсоединяемым к гребному винту, содержащая также шины электропотребителей, соединенные через трансформатор с главными шинами, и содержащая дополнительный двигатель, соединенный с дополнительным генератором, который через второй автоматический выключатель подключен к шинам электропотребителей, отличающаяся тем, что в качестве главного генератора и дополнительного генератора использованы трехфазные генераторы с электромагнитным возбуждением, снабженные на выходе, соответственно, первым и вторым датчиками тока фаз, установка также дополнительно имеет локальную систему управления, выполненную с обеспечением возможности подключения к системе управления верхнего уровня, локальная система управления подсоединена к первому и второму датчикам тока фаз, а также к датчику напряжения, установленному на шинах электропотребителей, при этом преобразователь частоты выполнен управляемым обратимым и содержит последовательно соединенные управляемые выпрямитель и инвертор, каждый из которых снабжен собственным контроллером, в выходной силовой цепи выпрямителя и входной силовой цепи инвертора установлены датчики тока, каждый из которых связан с соответствующим информационным входом соответствующего контроллера, с силовым входом управляемого выпрямителя соединен дроссель, подсоединенный другим выводом к датчику напряжения фаз иA marine electric power plant comprising a main engine connected to a main generator, which, through an electric circuit including a first circuit breaker, main buses and a frequency converter, is connected to a propeller motor connected to a propeller, which also contains consumer buses connected via a transformer with main buses, and containing an additional engine connected to an additional generator, which through a second circuit breaker it is connected to the buses of electric consumers, characterized in that three-phase generators with electromagnetic excitation are used as the main generator and additional generator, equipped with the first and second phase current sensors at the output, respectively, the installation also additionally has a local control system, made possible to connect to top-level control system, the local control system is connected to the first and second phase current sensors, as well as to the voltage sensor, setting on the buses of electric consumers, while the frequency converter is made controlled reversible and contains series-connected controlled rectifier and inverter, each of which is equipped with its own controller, current sensors are installed in the output power circuit of the rectifier and the input power circuit of the inverter, each of which is connected to the corresponding information input of the corresponding controller, a choke is connected to the power input of the controlled rectifier, connected to the phase voltage sensor by another output, and
Description
Полезная модель относится к области судостроения, в частности к судовым электроэнергетическим установкам с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. В качестве преобразователей используются различные схемы с неуправляемыми выпрямителями, обладающие высокими энергетическими показателями и надежностью.The utility model relates to the field of shipbuilding, in particular to ship power plants with frequency converters and propeller motors. As converters, various circuits are used with uncontrolled rectifiers, which have high energy performance and reliability.
Так известна аналогичная судовая электроэнергетическая установка (Григорьев А.В., Ляпидов К.С, Макаров Л.С. Единая электроэнергетическая установка гидрографического судна на базе системы электродвижения переменного тока // Судостроение, 2006, №4, с.33 -34), содержащая главные дизели, вращающие роторы главных трехфазных синхронных генераторов, выводы обмоток статоров которых подключены через автоматические выключатели к трехфазной линии питания главного распределительного щита. В состав известной судовой электроэнергетической установки входит также аварийный дизель-генератор, трехфазная обмотка статора которого через автоматический выключатель подключена к трехфазной линии аварийного распределительного щита, а линия аварийного распределительного щита через автоматический выключатель подключена к трехфазной линии главного распределительного щита, и стояночный дизель-генератор с трехфазной обмоткой статора через автоматический выключатель, также подключенной к трехфазной линии главного распределительного щита. К трехфазной линии главного распределительного щита подключены гребные электроприводы, состоящие из преобразователей частоты, включающих 12-пульсные выпрямители, автономные инверторы напряжения и гребные электродвигатели переменного тока с установленными на их валах винтами.A similar ship’s electric power plant is known (Grigoriev A.V., Lyapidov K.S., Makarov L.S. Unified electric power plant of a hydrographic vessel based on an alternating current electric propulsion system // Sudostroenie, 2006, No. 4, p. 33-34), containing main diesels, rotating rotors of the main three-phase synchronous generators, the outputs of the stators windings of which are connected via circuit breakers to the three-phase power line of the main switchboard. The well-known marine electric power plant also includes an emergency diesel generator, the three-phase stator winding of which is connected via a circuit breaker to the three-phase line of the emergency switchboard, and the emergency distribution line through the circuit breaker is connected to the three-phase line of the main distribution panel, and a parking diesel generator with three-phase stator winding through a circuit breaker, also connected to the three-phase line of the main distributor st shield. The three-phase line of the main switchboard is connected to the rowing electric drives, consisting of frequency converters, including 12-pulse rectifiers, stand-alone voltage inverters and AC alternating motors with screws mounted on their shafts.
Однако в аналоге гребные электроприводы, которые являются на судах с электродвижением основными потребителями электроэнергии (мощность гребных электроприводов может превышать суммарную мощность остальных судовых потребителей), питаются не напрямую от линии главного распределительного щита, а через трансформаторы, что снижает КПД судовой электроэнергетической установки, повышает ее стоимость, массу и габариты.However, in an analogue, rowing electric drives, which are the main consumers of electricity on ships with electric propulsion (the capacity of rowing electric drives may exceed the total capacity of other ship consumers), are fed not directly from the main switchboard line, but through transformers, which reduces the efficiency of the ship’s electric power plant, increases it cost, weight and dimensions.
Кроме того эта установка имеет следующие недостатки:In addition, this installation has the following disadvantages:
- повышенный уровень гармоник в токе, потребляемом из сети;- increased level of harmonics in the current consumed from the network;
- питание инверторов нестабилизированным выпрямленным напряжением и отсутствие возможности рекуперации электроэнергии в сеть судовых электропотребителей в маневровых режимах;- power supply of inverters with unstabilized rectified voltage and the lack of the possibility of energy recovery in the network of ship electrical consumers in shunting modes;
- электромеханическая компенсация реактивной мощности только при переводе стояночного генераторного агрегата судовой электростанции в режим компенсатора;- Electromechanical compensation of reactive power only when the parking generator set of the ship power station is in compensator mode;
- отсутствия возможности симметрирования трехфазной системы питающих напряжений при различной загрузке фаз.- the lack of the possibility of balancing a three-phase system of supply voltages with different loading phases.
Известна судовая электроэнергетическая установка (патент №2436708 опубл. 20.12.2011, авторы: Васин И.М., Сеньков А.П., Паперж Ю.Е., Токарев Л.Н.), принятая за прототип, содержащая главные дизели или турбины и главные синхронные генераторы, обмотки статора которых через автоматические выключатели подключены к линии питания главного распределительного щита, преобразователи частоты, каждый из которых состоит из 12-пульсного выпрямителя и автономного инвертора, к выходу которого подключен гребной электродвигатель. В установку также входит аварийный дизель-генератор, обмотка статора которого через автоматический выключатель подключена к линии питания аварийного распределительного щита. На статоре каждого главного генератора размещаются две аналогичные трехфазные обмотки, линейные напряжения которых смещены на 30 электрических градусов. Главный распределительный щит имеет две трехфазные линии питания, к каждой из которых через автоматические выключатели подключены трехфазные обмотки статоров главных генераторов, линейные напряжения которых совпадают по фазе. К двум трехфазным линиям главного распределительного щита через автоматические выключатели подключены входы 12-типульсных выпрямителей, входящих в состав преобразователей частоты, питающих гребные электродвигатели. К каждой из двух трехфазных линий главного распределительного щита через автоматические выключатели подключены первичные обмотки двух трехфазных трансформаторов, соединенные звездой. При этом вторичная обмотка трансформатора, подключенного к первой трехфазной линии, соединена звездой, а вторичная обмотка второго трансформатора, подключенного ко второй линии, - треугольником. Вторичные обмотки обоих трехфазных трансформаторов через автоматические выключатели присоединены к трехфазной линии питания распределительного щита остальных судовых потребителей, к которой через автоматические выключатели подключена обмотка статора стояночного дизель-генератора, трехфазная линия распределительного щита аварийного дизель-генератора, а также фидеры и распределительные щиты отдельных судовых потребителей.Known ship electrical installation (patent No. 2436708 publ. 12/20/2011, authors: Vasin I.M., Senkov A.P., Paperzh Yu.E., Tokarev L.N.), adopted as a prototype containing main diesel engines or turbines and main synchronous generators, the stator windings of which are connected through the circuit breakers to the power line of the main switchboard, frequency converters, each of which consists of a 12-pulse rectifier and an autonomous inverter, to the output of which a rowing electric motor is connected. The installation also includes an emergency diesel generator, the stator winding of which through a circuit breaker is connected to the power line of the emergency switchboard. On the stator of each main generator are placed two similar three-phase windings, the linear voltages of which are offset by 30 electrical degrees. The main switchboard has two three-phase power lines, to each of which three-phase windings of the stators of the main generators are connected via circuit breakers, the linear voltages of which coincide in phase. The two three-phase lines of the main switchboard through the circuit breakers are connected to the inputs of 12-pulse rectifiers that are part of the frequency converters that feed the propeller motors. The primary windings of two three-phase transformers connected by a star are connected to each of the two three-phase lines of the main switchboard through circuit breakers. The secondary winding of the transformer connected to the first three-phase line is connected by a star, and the secondary winding of the second transformer connected to the second line is a triangle. The secondary windings of both three-phase transformers are connected via circuit breakers to the three-phase supply line of the switchboard of the remaining ship consumers, to which the stator winding of the parking diesel generator, the three-phase line of the switchboard of the emergency diesel generator, as well as feeders and switchboards of individual ship consumers, are connected .
Недостатками данной установки являются:The disadvantages of this installation are:
- применения нестандартных многофазных генераторов с более сложной электромагнитной системой возбуждения, которая должна обеспечить равномерное регулирование магнитных потоков для равенства амплитуд напряжений в двух отдельных трехфазных систем, а так же конструктивного обеспечения точности заданных фазовых сдвигов между обмотками, что вызывает дополнительное повышение пульсаций напряжения на выходе 12-типульсных выпрямителей, возникновение уравнительных токов при синхронной работе с другим аналогичным генератором;- the use of non-standard multiphase generators with a more complex electromagnetic excitation system, which should ensure uniform regulation of magnetic fluxes for equal voltage amplitudes in two separate three-phase systems, as well as constructively ensuring the accuracy of the specified phase shifts between the windings, which causes an additional increase in voltage ripples at the output 12 -pulse rectifiers, the occurrence of surge currents during synchronous operation with another similar generator;
- повышенный уровень гармоник в токе, потребляемом из сети;- increased level of harmonics in the current consumed from the network;
- пониженная надежность, экономичность, повышенные габариты и масса за счет применения генераторов с двумя отдельными трехфазными системами выходных напряжений и комплектов оборудования к ним;- reduced reliability, efficiency, increased dimensions and weight due to the use of generators with two separate three-phase output voltage systems and sets of equipment for them;
- питание инверторов нестабилизированным выпрямленным напряжением и отсутствие возможности рекуперации электроэнергии в сеть судовых электропотребителей в маневровых режимах;- power supply of inverters with unstabilized rectified voltage and the lack of the possibility of energy recovery in the network of ship electrical consumers in shunting modes;
- электромеханическая компенсация реактивной мощности потребителей только с помощью штатных генераторов судовой электростанции, переводимых в режим компенсаторов;- electromechanical compensation of reactive power of consumers only with the help of regular generators of a ship power station, transferred to the compensator mode;
- отсутствия возможности симметрирования трехфазной системы питающих напряжений при различной загрузке фаз.- the lack of the possibility of balancing a three-phase system of supply voltages with different loading phases.
Задача, решаемая полезной моделью - расширение арсенала средств и создание новой судовой электроэнергетической установки с улучшенными энергетическими характеристиками и расширенными функциональными возможностями. Достигаемый технический результат заключается в обеспечении возможности:The task solved by the utility model is the expansion of the arsenal of funds and the creation of a new marine electric power plant with improved energy characteristics and expanded functionality. Achievable technical result is to enable:
- повышения качества и эффективного использования электроэнергии на шинах питания от главных трехфазных генераторов с электромагнитным возбуждением за счет управляемого выпрямителя, обеспечивающего фильтрацию потребляемого тока, стабилизацию выходного напряжения и возможность рекуперации электроэнергии для использования судовыми потребителями;- improving the quality and efficient use of electricity on power buses from the main three-phase generators with electromagnetic excitation due to a controlled rectifier that filters the current consumption, stabilizes the output voltage and the possibility of energy recovery for use by ship consumers;
- одновременного использования управляемого выпрямителя преобразователя частоты данной установки в качестве статического компенсатора реактивной мощности, в том числе и для симметрирования по модулю и фазе векторов напряжений в питающей сети при различной загрузке ее фаз.- the simultaneous use of a controlled rectifier of the frequency converter of this installation as a static reactive power compensator, including for balancing modulo and phase of the voltage vectors in the supply network with different loading of its phases.
Поставленная комплексная задача решается изменением функциональной схемы установки.The complex task is solved by changing the functional diagram of the installation.
Заявляемая судовая электроэнергетическая установка содержит главный двигатель, соединенный с главным генератором, который через электрическую цепь, имеющую в своем составе первый автоматический выключатель, главные шины и преобразователь частоты, соединен с гребным электродвигателем, подсоединяемым к гребному винту. Установка также имеет в своем составе шины электропотребителей, соединенные через трансформатор с главными шинами, и имеет дополнительный двигатель, соединенный с дополнительным генератором, который через второй автоматический выключатель подключен к шинам электропотребителей. От прототипа установка отличается тем, что в качестве главного генератора и дополнительного генератора использованы трехфазные генераторы с электромагнитным возбуждением, снабженные на выходе, соответственно, первым и вторым датчиками тока фаз. Установка также дополнительно имеет локальную систему управления, выполненную с обеспечением возможности подключения к системе управления верхнего уровня, которая не входит в состав заявляемого объекта, а находится за его пределами. Локальная система управления подсоединена к первому и второму датчикам тока фаз, а также к датчику напряжения, установленному на шинах электропотребителей. Преобразователь частоты выполнен управляемым обратимым и содержит последовательно соединенные управляемые выпрямитель и инвертор, каждый из которых снабжен собственным контроллером. В выходной силовой цепи выпрямителя и входной силовой цепи инвертора установлены датчики тока, каждый из которых связан с соответствующим информационным входом соответствующего контроллера. С силовым входом управляемого выпрямителя соединен дроссель, подсоединенный другим выводом к датчику напряжения фаз и третьему автоматическому выключателю, который своим другим выводом подключен к главным шинам. Датчик напряжения фаз связан с контроллером выпрямителя. В цепи между датчиком тока выходной силовой цепи выпрямителя и датчиком тока входной силовой цепи инвертора установлен конденсаторный накопитель звена постоянного тока, а также датчик постоянного напряжения, подключенный к обоим контроллерам. Оба контроллера также подсоединены к задатчику режимов, связанному с локальной системой управления.The inventive marine electric power plant includes a main engine connected to a main generator, which is connected to a propeller motor connected to the propeller via an electric circuit including a first circuit breaker, main buses and a frequency converter. The installation also includes power consumer buses connected through a transformer to the main buses, and has an additional motor connected to an additional generator, which is connected to the consumer buses through a second circuit breaker. The installation differs from the prototype in that three-phase generators with electromagnetic excitation are used as the main generator and additional generator, equipped with the first and second phase current sensors at the output, respectively. The installation also additionally has a local control system, made with the possibility of connecting to a top-level control system, which is not part of the claimed object, but is located outside it. The local control system is connected to the first and second phase current sensors, as well as to a voltage sensor mounted on the buses of electrical consumers. The frequency converter is made controlled reversible and contains serially connected controlled rectifier and inverter, each of which is equipped with its own controller. Current sensors are installed in the output power circuit of the rectifier and the input power circuit of the inverter, each of which is connected to the corresponding information input of the corresponding controller. A choke is connected to the power input of the controlled rectifier, connected by another terminal to a phase voltage sensor and a third circuit breaker, which is connected to the main buses by its other terminal. The phase voltage sensor is connected to the rectifier controller. In the circuit between the current sensor of the output power circuit of the rectifier and the current sensor of the input power circuit of the inverter, a capacitor drive of the DC link is installed, as well as a DC voltage sensor connected to both controllers. Both controllers are also connected to a mode dial associated with the local control system.
На Фигуре представлена схема установки, на которой введены следующие обозначения:The Figure shows the installation diagram, which introduced the following notation:
- главный двигатель, 2 - дополнительный двигатель, выполняющий функцию аварийного, резервного или стояночного, 3 - главный генератор, 4 - дополнительный генератор, 5 - первый автоматический выключатель, 6 - первый датчик тока фаз, 7 - главные шины, 8 - второй автоматический выключатель, 9 - второй датчик тока фаз, 10 - шины электропотребителей, 11 - третий автоматический выключатель, 12 - преобразователь частоты, обратимый и управляемый, 13 - гребной электродвигатель, 14 - винт фиксированного шага, 15 - четвертый автоматический выключатель, 16 - трансформатор, 17 - пятый автоматический выключатель, 18 - автоматические выключатели потребителей, 19 - управляемый выпрямитель, 20 - дроссель, 21 - первый датчик тока фаз преобразователя частоты, 22 - датчик напряжения фаз, 23 - первый датчик постоянного тока (датчик тока на выходе выпрямителя 19), 24 - конденсаторный накопитель звена постоянного тока, 25 - датчик постоянного напряжения, 26 - контроллер управляемого выпрямителя, 27 - второй датчик постоянного тока (датчик тока на входе инвертора), 28 - инвертор, 29 - второй датчик тока фаз преобразователя частоты, 30 - контроллер инвертора, 31 - задатчик режимов, 32 - локальная система управления, 33 - датчик напряжения фаз, установленный на шинах электропотребителей, 34 - система управления верхнего уровня, 35 и 36 - межсекционные автоматические выключатели.- the main engine, 2 - an additional engine that performs the function of emergency, standby or parking, 3 - the main generator, 4 - an additional generator, 5 - the first circuit breaker, 6 - the first phase current sensor, 7 - main buses, 8 - the second circuit breaker 9 - a second phase current sensor, 10 - power consumer buses, 11 - a third circuit breaker, 12 - a frequency converter, reversible and controllable, 13 - a rowing electric motor, 14 - a fixed-pitch screw, 15 - a fourth circuit breaker, 16 - a transformer, 17- the fifth circuit breaker, 18 - consumer circuit breakers, 19 - controlled rectifier, 20 - inductor, 21 - first phase current sensor of the frequency converter, 22 - phase voltage sensor, 23 - first DC sensor (current sensor at the output of rectifier 19), 24 - a capacitor storage device for a DC link, 25 - a DC voltage sensor, 26 - a controlled rectifier controller, 27 - a second DC sensor (current sensor at the inverter input), 28 - an inverter, 29 - a second phase current sensor of a frequency converter, 30 - a controllerinverter, 31 - mode dial, 32 - local control system, 33 - phase voltage sensor installed on the buses of electric consumers, 34 - top-level control system, 35 and 36 - intersectional circuit breakers.
Судовая электроэнергетическая установка, содержит главный двигатель 1 и дополнительный двигатель 2, каждый из которых механически соединенный со своим, соответственно, главным электрическим генератором 3 и дополнительным электрическим генератором 4, которые выполнены трехфазными с электромагнитным возбуждением.The ship’s electric power installation comprises a
Главный генератор 3 через первый автоматический выключатель 5, первый датчик тока фаз 6 соединен с главными шинами 7. Дополнительный генератор 4, через второй автоматические выключатель 8, второй датчики тока фаз 9, соединен с шинами 10 электропотребителей.The main generator 3 through the
Главные шины 7, через третий автоматический выключатель 11 соединен с силовым входом обратимого управляемого преобразователя частоты 12, силовой выход которого соединен с гребным электродвигателем 13, механически связанным с винтом 14 фиксированного шага.The main bus 7, through a
Главные шины 7 через четвертый автоматический выключатель 15, понижающий трансформатор 16 и пятый автоматический выключатель 17 соединены с шинами 10 электропотребителей, к которым подключены судовые электропотребители, через свои автоматические выключатели 18 (автоматические выключатели потребителей).The main tires 7 through the
Обратимый преобразователь частоты 12 в своей структуре содержит: управляемый выпрямитель 19, к силовому входу которого через дроссель 20 подключен первый датчик тока фаз 21 преобразователя частоты,The
противоположные силовые зажимы которого являются входом преобразователя частоты 12, и к ним подключен датчик 22 напряжения фаз. Силовой выход управляемого выпрямителя 19 через первый датчик 23 постоянного тока, подключен к конденсаторному накопителю 24 звена постоянного тока. Сюда же подключен и датчик постоянного напряжения 25 управляемого выпрямителя. Информационные цепи датчиков 21,22,23,25 подключены к контроллеру 26 управляемого выпрямителя 19.the opposite power terminals of which are the input of the
К конденсаторному накопителю 24 звена постоянного тока через второй датчик 27 постоянного тока подключен. силовой вход инвертора 28, а силовой выход инвертора 28, через второй датчик тока фаз 29 преобразователя частоты, (противоположные силовые зажимы которого являются выходом преобразователя частоты 12) - к обмоткам статора гребного электродвигателя 13. Вход управления инвертора 28 соединен с выходом своего контроллера 30, а входы последнего - с информационными цепями датчиков 25, 27 и 29.Connected to the
Входы управления контроллеров 26 и 30 соединены с задатчиком режимов 31, который своим входом по интерфейсу соединен с локальной системой управления 32.The control inputs of the
Информационные входы локальной системы управления 32 связаны с первым и вторым датчиками тока фаз 6 и 9, а также с датчиком напряжения фаз 33 на шинах электропотребителей.The information inputs of the
Локальная система управления 32 связана по интерфейсу с системой управления 34 верхнего уровня.The
Главные шины 7 и шины 10 электропотребителей с помощью межсекционных автоматических выключателей 35 и 36, а система управления 34 верхнего уровня - по интерфейсу, могут соединяться, соответственно с главными шинами, шинными электропотребителей и локальными системами управления других аналогичных судовых электроэнергетических установок (при их наличии).The main bus 7 and
Судовая электроэнергетическая установка работает следующим образомMarine electric installation works as follows
По сигналу, поступающему на вход локальной системы управления 32 от системы управления 34 верхнего уровня, установка может быть переведена в следующие основные режимы работы:The signal supplied to the input of the
- режимы движения и торможения с компенсацией собственной реактивной мощности, генерируемой в главных шинах 7;- modes of movement and braking with compensation of its own reactive power generated in the main tires 7;
- режимы движения и торможения с компенсацией реактивной мощности, генерируемой на главных шинах 7 понижающим трансформатором 16 и судовыми электропотребителями;- driving and braking modes with reactive power compensation generated on the main tires 7 by a step-down
- режим симметрирования по модулю и фазе напряжения на главных шинах 7.- balancing mode modulo and phase voltage on the main buses 7.
В режиме движения и торможения с компенсацией собственной реактивной мощности, генерируемой в главных шинах 7, локальная система управления 32, через задатчик режимов 31, выдает сигналы задания в контроллеры 26 и 30 обратимого преобразователя частоты 12, которые переводят управляемый выпрямитель 19 в режим управляемого выпрямления напряжения, поступающего от главных шин 7 через включенный третий автоматический выключатель 11 и его стабилизации на конденсаторном накопителе 24 звена постоянного тока. Одновременно, инвертор 28 переводится в режим формирования трехфазной системы напряжений, с амплитудой и частотой, определяемой контроллером 30 инвертора в соответствии с принципом векторного управления электроприводом.In the driving and braking mode with compensation of the own reactive power generated in the main buses 7, the
Гребной электродвигатель 13 с винтом фиксированного шага приводятся во вращение с заданной системой управления 34 скоростью.A rowing
При этом управляемый выпрямитель 19 в режиме управляемого выпрямления, обеспечивает предварительный заряд конденсаторного накопителя 24 и формирует ШИМ-напряжение, модулированное по синусоидальному закону, и с его помощью, воспроизводит на зажимах дросселя 20 трехфазную систему векторов синусоидальных напряжений с заданным модулем и углом сдвига для каждой фазы, вращающейся синхронно с трехфазной системой векторов напряжений на главных шинах 7.In this case, the controlled
В выходной цепи управляемого выпрямителя 19, подключенной через первый датчик постоянного тока 23 к конденсаторному накопителю 24, нарастает ток под управлением контроллера 26. Датчик постоянного напряжения 25 передает сигнал обратной связи по напряжению на конденсаторном накопителе 24 для регулирования (стабилизации) контроллером 26 напряжения на заданном уровне.In the output circuit of the controlled
Одновременно во входной цепи управляемого выпрямителя 19 нарастают фазные токи, амплитуды и фазы которых определяются векторной суммой напряжений на главных шинах 7 и ШИМ-напряжений, воспроизводимых управляемым выпрямителем 19 на своем входе.At the same time, phase currents increase in the input circuit of the controlled
Информация о значениях этих токов, измеряемых первым датчиком тока фаз 21 в каждой фазе, и линейных напряжениях на главных шинах 7, через замкнутый третий автоматический выключатель 11, измеряемых датчиком напряжения фаз 22, представляется в контроллер 26.Information about the values of these currents measured by the first phase
В контроллере 26, по информации, поступающей с датчиков 21, 22, 23, и 25, вычисляются модули и фазовые углы векторов напряжений, которые необходимо воспроизвести на входе управляемого выпрямителя 19, чтобы, в результате сложения этих векторов с векторами напряжений на главных шинах 7, между вектором _ напряжения на главных шинах 7 и вектором тока управляемого выпрямителя 19, измеряемого датчиком тока фаз 21, был заданный угол сдвига. Для компенсации реактивной мощности на главных шинах 7 этот угол должен быть близким к нулю.In the
Постоянное напряжение конденсаторного накопителя 24 преобразуется, под управлением контроллера 30, получающего информацию с датчиков 25, 27 и 29, инвертором 28 в ШИМ-напряжение для питания трехфазных обмоток статора гребного электродвигателя 13.The constant voltage of the
Перевод в режим торможения с компенсацией собственной реактивной мощности производится по сигналу от системы управления верхнего уровня 34. При этом, инвертор 28 обеспечивает генераторный режим гребного электродвигателя 13, а управляемый выпрямитель 19 меняет направление тока на 180 электрических градусов, амплитудное значение которого задается с учетом уровня загрузки главного генератора 3, определяемого с помощью датчика тока фаз 6. В случае отсутствия включенных судовых потребителей, потребление энергии торможения реализуется традиционным способом - включением тормозных резисторов в звене постоянного тока преобразователя частоты (на фигуре не показаны).The transfer to the braking mode with compensation of its own reactive power is carried out by a signal from the control system of the
В режимах движения и торможения с компенсацией реактивной мощности, генерируемой на главных шинах 7 трансформатором 16 и судовыми потребителями, по заданию системы управления 34 верхнего уровня и сигналам датчиков, обрабатываемых локальной системой управления 32, управляемый выпрямитель 19 обеспечивает на главных шинах 7 импеданс, обеспечивающий заданный угол сдвига между векторами напряжения на главных шинах и входного тока обратимого преобразователя частоты 12.In the driving and braking modes with reactive power compensation generated on the main buses 7 by the
При этом угол сдвига между векторами токов и напряжений в соответствующих фазах главного генератора 3, измеряемых датчиками 21 и 22, будет близким к нулю.In this case, the angle of shift between the vectors of currents and voltages in the corresponding phases of the main generator 3, measured by
В стояночном, технологическом или аварийном режиме судна, его движение и питание судовых потребителей может осуществляться от дополнительного генератора 4, через включенные автоматические выключатели 8 15, 17 и трансформатор 16 под контролем тока нагрузки генератора 4 вторым датчиком тока фаз 9.In the parking, technological or emergency mode of the vessel, its movement and power to ship consumers can be carried out from an
Режим симметрирования по модулю и фазе векторов трехфазной системы напряжений на главных шинах 7 осуществляется по сигналам датчика 22 и формирования управляемым выпрямителем 19 компенсирующего воздействия, под управлением контроллера 26. Этот режим может осуществляться, по сигналу системы управления 34 верхнего уровня. Как описано выше, управляемый выпрямитель 19 с помощью ШИМ воспроизводит на зажимах дросселя 20 трехфазную систему векторов синусоидальных напряжений с заданным модулем и углом сдвига для каждой фазы, вращающуюся синхронно с трехфазной системой векторов напряжений на главных шинах 7. При этом векторы трехфазной системы напряжений выравниваются по модулю с обеспечением взаимного фазового сдвига в 120 электрических градусов.The mode of balancing modulo and phase of the vectors of the three-phase voltage system on the main buses 7 is carried out according to the signals of the
Таким образом, применение в полезной модели обратимого преобразователя с управляемым выпрямителем и обратными связями по току и напряжению, позволяет судовой электроэнергетической установке работать как в двигательном, так и в тормозном режиме СЭД с обеспечением энергосбережения путем использования возвращаемой электроэнергии судовыми электропотребителями при управлении движением, а так же и в аварийных, технологических и стояночных режимах. Кроме того, схема позволяет осуществлять стабилизацию напряжения в звене постоянного тока и повышать качество электроэнергии за счет компенсации статическим преобразователем реактивной мощности и симметрирования по модулю и фазе напряжения в судовой трехфазной сети при различных загрузках ее фаз, что, в свою очередь, повышает надежность и рабочий ресурс установки в целом, снижает шумы и вибрации электрооборудования.Thus, the use in a utility model of a reversible converter with a controlled rectifier and current and voltage feedbacks allows the ship’s electric power plant to operate both in the motor and in the braking mode of the EDMS with energy saving by using the returned electricity by ship’s consumers in traffic control, and same in emergency, technological and parking modes. In addition, the circuit allows for voltage stabilization in the DC link and to improve the quality of electricity by compensating with a static converter for reactive power and balancing the voltage module and phase in a three-phase ship’s network at different loads of its phases, which, in turn, increases reliability and operational resource installation as a whole, reduces noise and vibration of electrical equipment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012131240/11U RU124246U1 (en) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | SHIP ELECTRIC POWER PLANT |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012131240/11U RU124246U1 (en) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | SHIP ELECTRIC POWER PLANT |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU124246U1 true RU124246U1 (en) | 2013-01-20 |
Family
ID=48807799
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012131240/11U RU124246U1 (en) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | SHIP ELECTRIC POWER PLANT |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU124246U1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2533869C1 (en) * | 2013-06-21 | 2014-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Росморпорт" (ФГУП "Росморпорт") | Ship electric power generator |
RU2544029C2 (en) * | 2013-03-28 | 2015-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Ship electric power plant |
RU2573080C1 (en) * | 2013-07-23 | 2016-01-20 | Эйрбас Хеликоптерс | Controlled three-engined plant, rotorcraft with such plant and control over said plant |
RU2618614C1 (en) * | 2015-11-09 | 2017-05-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Unified vessel power generating plant |
-
2012
- 2012-07-12 RU RU2012131240/11U patent/RU124246U1/en active IP Right Revival
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2544029C2 (en) * | 2013-03-28 | 2015-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Ship electric power plant |
RU2533869C1 (en) * | 2013-06-21 | 2014-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Росморпорт" (ФГУП "Росморпорт") | Ship electric power generator |
RU2573080C1 (en) * | 2013-07-23 | 2016-01-20 | Эйрбас Хеликоптерс | Controlled three-engined plant, rotorcraft with such plant and control over said plant |
RU2618614C1 (en) * | 2015-11-09 | 2017-05-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Unified vessel power generating plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Xu et al. | A review of DC shipboard microgrids—Part I: Power architectures, energy storage, and power converters | |
RU2551411C2 (en) | Power distribution system | |
RU2436708C1 (en) | Ship electric power generator unit | |
Samuel et al. | Grid interface of wind power with large split-winding alternator using cascaded multilevel inverter | |
US7576443B2 (en) | Method and apparatus for generating electric power | |
Wang et al. | A novel stand-alone dual stator-winding induction generator with static excitation regulation | |
RU2529090C1 (en) | Ship electric power plant | |
WO2018202462A1 (en) | Electric charging system and method | |
US9680344B2 (en) | Multiphase electrical machine and method of use | |
RU124246U1 (en) | SHIP ELECTRIC POWER PLANT | |
Pucci et al. | Electric ship propulsion improvement by increasing efficiency of adjustable-speed motor drives | |
RU119322U1 (en) | SHIP VALOGENERATORY INSTALLATION | |
Bhaskar et al. | Non linear control of STATCOM | |
RU2503580C1 (en) | Ship electric power generator | |
Yasakov et al. | Methods for Improving the Quality of Electric Power in the Unified Marine Power Systems | |
RU2521883C1 (en) | Marine electric power plant | |
Rahman et al. | Investigation of power quality issues in cold ironed (shore connected) grid connected electric ships | |
Shakil et al. | Low voltage onboard DC micro-grid for electric ship: A detailed simulation with design configuration | |
RU137014U1 (en) | SHIP ELECTRIC POWER PLANT | |
Shi et al. | Comparison of solid-state frequency converter and rotary frequency converter in 400Hz power system | |
Pan et al. | A series regulated open-winding PM generator based constant voltage, variable frequency AC distribution system | |
RU132774U1 (en) | SHIP ELECTRIC POWER PLANT | |
RU2544029C2 (en) | Ship electric power plant | |
Mocanu et al. | A survey of harmonics in power systems of ships with electrical propulsion drives | |
Zhang | Comparison of Diode Rectifier and Active-Front-End for Synchronous Generators Suppling DC Loads for Maritime Applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130713 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20140810 |