Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 621.314.58

Traction characteristics of the marine electric drive

Shulga R. N. PhD of technical sciences, VEI – branch of FSUE "RFNC – VNIITF named after аcademician E. I. Zababakhina", Moscow

The types of electric drives and their control systems are analyzed. Three stages of calculating the thrust characteristics of ships are considered: an approximate qualitative calculation, modeling of ships in open basins, and automatic design using CAD. The first stages are usually performed for new types of ships, and the last stage is refined using existing libraries of ship types and modes of their use. The impact of the military-industrial complex on the traction characteristics of ships is mainly manifested in increasing efficiency, maneuverability and adjusting additional and General resistance to the movement of the ship, which requires expanding the capabilities of CAD.

Электрификация привода наземного, воздушного и водного транспорта является одной из важнейших черт современности [1, 2]. В судовом электроприводе (ЭП) также происходят существенные перемены, связанные с внедрением винто-рулевых колонок (ВРК), подруливающих и резервных устройств, разнотипных электродвигателей (ЭД), применению цифровых технологий проектирования, беспилотного электродвижения [3, 4].

Структура и основные энергетические соотношения ЭП с использованием наиболее распространенного асинхронного электродвигателя (АД) приведены на рис. 1. Там же внизу показаны составные элементы ЭП: преобразователь частоты (ПЧ), двигатель и нагрузка в виде гребного винта (ГВ). Питание ЭП осуществляется либо от сети, либо от турбогенератора (дизель-генератора), а в ряде случаев от аккумулятора (накопителя). Основные энергетические соотношения приведены внизу, где принимаются обозначения: U, f, I, φ – напряжение, частота, ток, фаза тока;

Pel, Pl – активные мощности на выходе ПЧ и нагрузки;

для двигателя М, n – соответственно момент и число оборотов;

для нагрузки F, v, j – соответственно сила (упор), линейная скорость, момент инерции винта.

В верхней части рис. 1 показаны: направление энергии при пуске, торможении (реверсе). Промежуточный режим авторотации, т. е. самовращение винта под действием набегающего потока не показан, хотя является важным режимом при маневрировании.

На рис. 2 показаны расшифровка структуры и формы выходных напряжений на выходе отдельных элементов ЭП. Форма напряжения инвертора соответствует топологии наиболее распространенного 2-уровневого преобразователя. Дроссель обычно применяется для фильтрации высших гармоник инвертора. АД является наиболее распространенным двигателем, хотя двигатели с постоянными магнитами (ПМ) получают все большее распространение для малых мощностей ЭП, так же как синхронные двигатели – для больших мощностей ЭП. На рис. 2 не показана схема чоппера, который включается между фильтром и инвертором и защищает блок постоянного тока от перегрузки при реверсе. Схемы систем управления зависят от назначения, структуры и топологии ЭП и рассмотрены ниже.

For citation:
Shulga R. N., Traction characteristics of the marine electric drive. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт №1 2022. 2022;1.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: