УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ СИНХРОННОГО ГРЕБНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ГРЕБНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для торможения синхронных гребных электродвигателей гребных электрических паро - и газотурбинных установок переменно- переменного тока, преимущественно на судах ледового плавания с единой электростанцией.
Известно устройство для рекуперативного электрического торможения синхронного гребного электродвигателя (ГЭД) гребной электрической установки, каждый контур электрического торможения бортовых и среднего электродвигателей которой выполнен из кабельных линий, статорной обмотки ГЭД и непосредственного преобразователя частоты (НПЧ), обеспечивающего рабочий режим и торможение двигателя (см. В. Башаев. Гребная электрическая установка будущего. - Морской флот, 1999, №6, с.19 - прототип).
Данное устройство используется на атомных ледоколах «Таймыр». В результате его использования происходит поочередное торможение и реверсирование гребных электродвигателей, а именно: сначала энергия реверсирования передается со среднего на бортовые двигатели, а затем с бортовых на средний ГЭД (рекуперативное торможение). При этом время реверса может меняться от 6 сек до 50 и выше в зависимости от режима работы отдельных ГЭД в период торможения и реверса. Поэтому возникают проблемы при маневрировании ледокола, связанные с переменным временем реверса при различных манипуляциях рукоятками управления судоводительским составом.
Заявляемое в качестве полезной модели устройство для электрического торможения синхронного гребного электродвигателя гребной электрической установки позволяет достичь нового технического результата - повышение эффективности торможения при реверсе путем обеспечения автономного торможения каждым гребным электродвигателем и независимого от режима работы других ГЭД времени торможения, повышение безопасности судовождения при маневрировании в ледовых условиях.
Следующая совокупность существенных признаков характеризует сущность предложенной полезной модели и способствует достижению нового технического результата
Устройство для электрического торможения синхронного гребного электродвигателя (ГЭД) гребной электрической установки, контур электрического торможения каждого электродвигателя которой выполнен из шинопроводов или кабельных линий, статорной обмотки ГЭД и непосредственного преобразователя частоты (НПЧ), обеспечивающего рабочий режим и торможение двигателя, отличающийся тем, что в контур торможения каждого электродвигателя введен модуль динамического торможения, выполненный в виде управляемого выпрямителя и коротко замкнутой кабельной линии, причем управляемый выпрямитель расположен параллельно непосредственному преобразователю частоты и открыт в режиме динамического торможения при закрытом НПЧ для поддержания тока динамического торможения двигателя на заданном уровне до окончания этапа динамического торможения и начала торможения противовключением, при котором отключен управляемый выпрямитель и включен НПЧ.
Достижению нового технического результата способствует и то, что уровень тока динамического торможения определен не выше двукратного номинального значения в рабочем режиме.
Итак, анализ выявленной информации о существующем уровне техники в данной области и сущность предложенной полезной модели показал, что последняя отвечает критерию патентоспособности «новизна».
Введение в контур электрического торможения, выполненный из шинопроводов или кабельных линий, статорной обмотки ГЭД, модуля динамического торможения, выполненного в виде управляемого выпрямителя и коротко замкнутой кабельной линии, обеспечивает режим динамического торможения каждого электродвигателя в отдельности, то есть независимо друг от друга.
Расположение управляемого выпрямителя параллельно непосредственному преобразователю частоты и открытие его в режиме динамического торможения при закрытом НПЧ, обеспечивает поддержание тока во время динамического торможения двигателя на заданном постоянном уровне и не выше двукратного номинального значения в рабочем режиме. Это позволяет исключить неконтролируемый процесс реверса при маневрировании судна, что повышает безопасность судовождения.
Этап торможения, при котором отключен управляемый выпрямитель и включен НПЧ, позволяет произвести режим торможения противовключением и реверс каждого двигателя.
В результате применения полезной модели достигается поставленный новый технический результат-повышение эффективности торможения при реверсе путем обеспечения автономного торможения каждым гребным электродвигателем и независимого от режима работы других ГЭД времени торможения, повышение безопасности судовождения при маневрировании в ледовых условиях.
Следовательно, заявляемая совокупность существенных признаков полезной модели обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Предлагаемая полезная модель поясняется с помощью чертежей, где:
на фиг.1 изображено устройство для электрического торможения трехфазного синхронного гребного электродвигателя;
фиг.2 - устройство для электрического торможения трехфазного синхронного гребного электродвигателя с раздельным питанием фаз.
Устройство для электрического торможения синхронного гребного трехфазного электродвигателя 1 (ГЭД) (см. фиг.1) и трехфазного синхронного гребного электродвигателя 2 с раздельным питанием фаз 3 (см. фиг.2) содержит кабельные линии 4 или шинопроводы, непосредственный преобразователь частоты 5 (см. фиг.1, 2), предназначенный для пуска, регулирования оборотов и остановки гребного электродвигателя, управляемый выпрямитель 6, коротко замкнутый кабельной линией 7, и автоматические выключатели 8.
Причем для двигателя 2 с раздельным питанием фаз 3 управляемый выпрямитель 6, коротко замкнутый кабельной линией 7, введен в каждую фазу 3 двигателя 2 (см. фиг.2). Управляемый выпрямитель 6 (см. фиг.1, 2) расположен параллельно непосредственному преобразователю частоты 5.
Гребная электрическая установка содержит синхронный генератор 9, работающий с постоянными частотой и напряжением.
Устройство работает следующим образом.
Торможение синхронного гребного электродвигателя с помощью данного устройства осуществляют в два этапа.
Этап динамического торможения. Сначала снимается нагрузка и развозбуждается гребной электродвигатель 1, 2 (в зависимости от схемы), согласно схеме управления и регулирования ГЭУ.
Затем запирается непосредственный преобразователь частоты 5.
Возбуждается ГЭД 1, 2 примерно на 25% номинальной величины напряжения возбуждения.
Открывается управляемый выпрямитель 6 на величину, обеспечивающую ток динамического торможения не выше двукратного номинального значения. Дальнейшее поддержание тока динамического торможения на определенном уровне осуществляется дальнейшим открытием управляемого выпрямителя 6, а при полном открытии выпрямителя 6 - увеличением возбуждения электродвигателя 1, 2. Весь процесс управления динамическим торможением осуществляется системой автоматического регулирования ГЭУ.
При дальнейшем снижении тока и уменьшении оборотов гребного винта примерно до величины 0,15 номинального значения оборотов, снимается возбуждение с гребного электродвигателя 1, 2, закрывается управляемый выпрямитель 6. Открывается непосредственный преобразователь частоты 5 для вращения винта в обратном направлении.
Режим динамического торможения закончен, начинается режим торможения противовключением, и гребной винт интенсивно тормозится, меняется направление вращения.
Автоматический выключатель 8 необходим для защиты управляемого выпрямителя 6 МДТ.
Таким образом, в результате применения предлагаемого устройства осуществляется раздельное динамическое торможение каждого гребного электродвигателя. При этом обеспечивается постоянно заданный уровень тока динамического торможения, позволяющий осуществлять торможение и последующий переход к режиму реверсирования ГЭД. Следовательно, обеспечивается достижение нового технического результата - повышение эффективности торможения при реверсе путем обеспечения автономного торможения каждым гребным электродвигателем и независимого от режима работы других ГЭД времени торможения, повышение безопасности судовождения при маневрировании в ледовых условиях.
Таким образом, предлагаемая полезная модель соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость».
В Мурманском морском пароходстве разработан технический проект на предлагаемое устройство для внедрения его на атомный ледокол «Таймыр».