СУДОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области судостроения, в частности, к судовым движителям вращающегося типа, и может быть использована в конструкциях винтовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами. Полезная модель решает задачу уменьшения массо-габаритных показателей движителя, улучшения его тяговых характеристик и повышения надежности.
Судовые движители вращающегося типа широко используются в судостроении. Наиболее перспективными являются кольцевые движители с приводом от электрических машин. Статор электродвигателя в таких движителях располагается внутри обтекаемого кожуха, а обечайка ротора с установленными на нее постоянными магнитами охватывает гребной винт. Движитель такой конструкции описан в изобретении [1]. Основным достоинством этих движителей является высокая экономичность преобразования электроэнергии. В качестве прототипа выбираем конструкцию электромагнитного движителя, описанную в [1].
Полезная модель решает вопрос существенного повышения тактико-технических характеристик движителя.
ч
Технической задачей полезной, модели является создание такой конструкции движителя вращающегося типа, которая, при наличии высоких тяговых характеристик, позволила бы снизить габариты и массу движителя, а также повысить его надежность.
Поставленная задача решается благодаря тому, что предлагается использовать судовой движитель вращающегося типа, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массогабаритных показателей, улучшения тяговых характеристик и повышения надежности, его гребной винт приводится в движение двумя электрическими машинами, роторы которых расположены с противоположных концов лопастей гребного винта.
Другими словами, отличительной особенностью предлагаемого решения является то, что для создания вращающего момента гребного винта используются две электрические машины. Роторы этих электрических машин располагаются с противоположных сторон лопастей гребного винта, одна электрическая машина - с внутренним ротором, другая - с внешним ротором по отношению к статорам.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется рисунками.
На фиг. 1 представлен пример практической реализации предлагаемого решения, где указано расположение основных узлов движителя. На внутренних концах лопастей гребного винта 1 расположен ротор 2 внутренней электрической машины, имеющий электромагнитное взаимодействие со статором 3 внутренней электрической машины. На внешних концах лопастей гребного винта 1 расположен ротор 4 внешней электрической машины. Статор 5 внешней электрической машины охватывает ротор 4.
В качестве электрических машин наиболее предпочтительно использовать синхронные электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов, расположенных на роторах. Это связано с высокими энергетическими характеристиками синхронных двигателей с постоянными магнитами, удобством регулирования частоты вращения ротора и хорошей технологичностью их изготовления.
Используя две электрические машины, мы увеличиваем суммарную мощность в заданных габаритах, тем самым улучшая тяговые характеристики движителя. Улучшаются массо-габаритные показатели движителя на единицу мощности за счет компактного размещения электрических машин и отсутствия корпусных деталей электродвигателя.
Надежность движителя повышается. Выход из строя одной электрической машины не означает прекращение вращения гребного винта, судно продолжит свое движение. Таким образом, как бы реализуется резервирование.
Возможно отключение одной из электрических машин с целью экономии топлива или снижения акустического загрязнения окружающей среды.
Принцип действия движителя следующий. Каждая из электрических машин питается от бортовой сети через статический преобразователь частоты (инвертор). Использование статических преобразователей частоты позволяет плавно регулировать частоту вращения ротора электрической машины. При включении одной или двух электрических машин вращающий момент непосредственно передается на лопасти гребного винта.
Кроме того, используя возможности противовключения электрических машин, можно снизить время реверса движителя, обеспечив ему более высокую маневренность.
Технический результат от применения предлагаемой конструкции движителя определяется снижением массо-габаритных показателей движителя, улучшением его тяговых характеристик и повышения надежности.
Благодаря использованию в конструкции движителя двух электрических машин вместо одной можно расширить функциональность самого судна за счет расширения количества различных режимов работы движителя и улучшения его надежности и маневренности.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки на полезную модель:
[1]. Патент RU 2421373 (C2) класс B63H 1/26 опубликован 20.06.2011.