PL82831B1 - - Google Patents

Description

Uklad napedowy statku Przedmiotem wynalazku jest uklad napedowy statku, znajdujacy zastosowanie tam, gdzie trzeba przekazywac naped z pierwotnego zródla napedu, takiego jak na przyklad silnik wysokoprezny, na srube statku.Jako pierwotne zródlo napedu sa stosowane rów¬ niez inne zródla niz przykladowo wymieniony sil¬ nik wysokoprezny, takie jak turbina parowa, tur¬ bina gazowa itp.Uklad napedowy statku wedlug wynalazku zlo¬ zony jest ze sprzegla elektromagnetycznego, pola¬ czonego z maszyna elektryczna.W podobnych znanych ukladach napedowych sto¬ sowany jest zespól sprzegla elektromagnetycznego, polaczonego z silnikiem, jak pokazano na przyklad w publikacji T. A. Szeczetinina ,,Elektroprivod in- dukcjonnymi muftamii i termozami" wydawnictwo „Maszinostrojenie", Moskwa 1971. Jednakze sprze¬ glo elektromagnetyczne przedstawione w tej pu¬ blikacji przeznaczone jest do dzialania tylko jako sprzeglo, nie moze ono dzialac jako urzadzenie do redukcji i predkosci lufo ja/ko urzadzenie do zmie¬ niania momentu obrotowego, podobnie jak nie dziala tak przekladnia zebata.W pewnych ukladach przenoszenia napedu sto¬ sowany jest zespól sprzegla elektromagnetycznego polaczonego z silnikiem elektrycznym, w którym to zespole sprzeglo dziala nie tylko jako sprzeglo ale takze jako generator, jak pokazano w paten¬ cie RFN nr 1070 282, fig. 3 która pokazuje przy- 10 15 20 25 30 2 klad takiej konstrukcji. Jednakze ukladu napedo¬ wego o takiej konstrukcji nie mozna zbudowac wówczas, gdy nominalna moc maszyny staje sie bardzo duza, np. 10 000 kW, 30 000 kW itp., po¬ niewaz kazdy z dwu wirników sprzegla elektro¬ magnetycznego jest odpowiednio podparty tylko w jednym lozysku a te dwa wirniki maja wpsor- nikowa konstrukcje.W konstrukcji z patentu RFN nr 1070 282 cy¬ lindryczna czesc nie jest czlonem elektromagne¬ tycznym sprzegla ale jest czlonem maszyny syn¬ chronicznej. W przypadku tego patentu magne¬ tyczny czlon sprzegla elektromagnetycznego jest oddzielony od magnetycznego czlonu maszyny syn¬ chronicznej. Dlatego tez nie mozna w duzym sto¬ pniu ograniczyc osiowej dlugosci calej maszyny, gdy tymczasem bardzo jest pozadane znaczne ogra¬ niczenie osiowej dlugosci napedowej przekladni w maszynowni statku, szczególnie w przypadku prze¬ kladni wiekszej o 30 000 kW.W przypadku gdy maszyna synchroniczna sto¬ sowana jest jako maszyna o wirujacym polu ma¬ gnetycznym, tak jak w patencie RFN nr 1 070 282, wówczas wirnik polaczony z urzadzeniem odbior¬ czym nie moze ruszyc ze stanu spoczynkowego, podczas gdy pierwotne zródlo •napedu sruby obra¬ ca sie z pewna predkoscia. Jednakze wazna spra¬ wa jest rozpoczecie obrotu sruby statku ze stanu spoczynku, gdy pierwotne zródlo napedu sruby na¬ pedzane jest z pewna predkoscia lub nalezy zmie- 828313 82831 4 niac kierunek obrotu walu sruby gdy kierunek obrotu pierwotnego zródla napedu otrzymywany jest na stalym poziomie. Ponadto, gdy uklad prze¬ noszenia napedu zasilany jest pradem wzbudzenia z generatora pradu stalego, jak pokazano w pa- 5 tencie RFN ror 1 070 282, wówczas uklad wzbudze¬ nia staje sie bardzo skomplikowany i kosztowny.W maszynowni statku konieczne jest doprowadza¬ nie mocy wzbudzenia dla uzwojenia wzbudzenia przekladni ze zródla pradu przemiennego. 10 Podstawowym celem wynalazku jest zbudowa¬ nie ukladu przenoszenia napedu z pierwotnego zró¬ dla napedu statku bardzo duzej mocy na jego sru¬ be, ukladu który moze byc zbudowany ekono¬ micznie i w prosty sposób przy duzej niezawod- 15 nosci konstrukcji i jej dzialania. Dalszym celem wynalazku jest zbudowanie ukladu przenoszenia napedu z pierwotnego zródla napedu na srube stat¬ ku o duzej mocy, który bedzie sprawny w dzia¬ laniu i którego osiowa dlugosc bedzie znacznie 20 zmniejszona. Dodatkowym celem wynalazku jest zbudowanie ukladu przenoszenia napedu z pier¬ wotnego zródla napedu na srube statku o duzej mocy, który moze latwo uruchomic srube ze stanu spoczynku przy utrzymaniu pewnej predkosci na- * pedowej pierwotnego zródla napedu lub który mo¬ ze zmieniac kierunek obrotu walu sruby przy za¬ chowaniu kierunku obrotu pierwotnego zródla na¬ pedu.Innym celem wynalazku jest zbudowanie ukladu 30 przenoszenia napedu z pierwotnego zródla napedu na srube statku o duzej mocy, którego moc wzbu¬ dzenia dla uzwojenia wzbudzenia moze byc do¬ prowadzana z dowolnego zródla pradu przemien¬ nego. 35 Cel ten zostal osiagniety dzieki temu, ze wedlug wynalazku uklad napedowy statku sluzacy do przenoszenia energii mechanicznej z pierwotnego zródla napedu na srube statku, zawiera sprzeglo elektromagnetyczne z dwoma wirnikami obrotowy- *o mi wzgledem siebie, przy czym jeden wirnik jest wyposazony w uzwojenie twornikowe a drugi wir-, nik jest wyposazony w uzwojenie wzbudzania i w pierscienie slizgowe, uklad zawiera ponadto ma¬ szyne synchroniczna ze stojanem wyposazonym w 45 uzwojenie itwornikówe, a której wirnik jest wypo- * sazony w uzwojenie wzbudzenia i w uzwojenie tlu¬ miace. Polaczenia elektryczne pomiedzy uzwoje¬ niem tworndikowym maszyny .synchronicznej z u- ¦zwojeniem twornikowym sprzegla elektiromagne- 50 tycznego sa dokonane poprzez urzadzenia przela¬ czajace, oraz prostowniki polaczone elektrycznie z wymienionymi pierscieniami slizgowymi sprzegla elektromagnetycznego, tak ze uzwojenie wzbudze¬ nia sprzegla elektromagnetycznego moze byc zasi- 55 lane pradem stalym.Charakterystycznym dla ukladu wedlug wyna¬ lazku jest to, ze jeden z wirników sprzegla elek¬ tromagnetycznego napedza srube, a drugi wirnik sprzegla elektromagnetycznego jest napedzany przez 60 pierwotne zródlo napedu, przy czym jeden wirnik ma obwodowa, wewnetrzna czesc cylindryczna wy¬ posazona w czlon magnetyczny, tworzacy obwód magnetyczny dla sprzegla elektromagnetycznego, oraz obwodowa cylindryczna czesc zewnetrzna, któ- 95 ra jest wyposazona w czlon magnetyczny tworzacy obwód magnetyczny dla maszyny synchronicznej, a pierwszy wirnik sprzegla elektromagnetycznego i wirnik maszyny synchronicznej tworza wspólny wirnik, który wiruje w przestrzeni miedzy sto¬ janem maszyny synchronicznej a drugim wirni¬ kiem sprzegla elektromagnetycznego.Charakterystycznym ukladu napedowego statku jest równiez to, ze uzwojenie twornikowe sprzegla elektromagnetycznego jest uzwojeniem zmienno- biegunowym, a uzwojenie twornikowe maszyny synchronicznej jest uzwojeniem zmiennobieguno- wym.W ukladzie wedlug wynalazku polaczenie elek¬ tryczne uzwojenia twornikowego maszyny synchro¬ nicznej z zaciskami ukladu podwójnej gwiazdy zmiennobiegunowego uzwojenia twornikowego sprzegla elektromagnetycznego jest zmieniane na polaczenie, elektryczne uzwojenia twornikowego ma¬ szyny synchronicznej z zaciskami ukladu trójkata zmiennobiegunowego uzwojenia twornikowego sprzegla elektromagnetycznego przez urzadzenie przelaczajace kolejnosc faz.Uklad napedowy wedlug wynalazku moze praco¬ wac jako urzadzenie do redukcji predkosci lub jako urzadzenie do zmieniania momentu obroto¬ wego. Innymi slowy, stosunek predkosci walu zdawczego do walu napedzanego ukladu napedo¬ wego moze byc ustawiany na pewna wartosc .mniejsza od jednosci, a przenoszony moment obro¬ towy walu zdawczego w stosunku do walu nape¬ dzanego moze byc ustawiany na pewna wartosc wieksza niz jednosc. Zastosowane wedlug wyna¬ lazku sprzeglo elektromagnetyczne dziala nie tylko jako sprzeglo, lecz równiez jako generator.Oczywiscie sprawnosc ukladu jest utrzymana na wysokim poziomie. Ponadto istotne jest, ze sruba statku za-czyna sie obracac ze stanu spoczynku, podczas gdy pierwotne zródlo napedu sruby pra¬ cuje z pewna predkoscia, lub tez moze byc doko¬ nywane zmienianie kierunku obrotów walu sruby, podczas gdy kierunek obrotów pierwotnego zrodla napedu pozostaje staly.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przy¬ kladach wykonania, pokazanych na rysunku na którym fig. 1 i 2 przedstawiaja schemat ukladu, fig 3 — schemat wykonania czesci ukladu, fig. 4 — konstrukcje czesci ukladu, fig. 5 - schemat cze¬ sci przykladu wykonania wynalazku, a fig. 6 przed¬ stawia charakterystyke dynamiczna ukladu.Jak pokazano na fig. 1 i fig- 4 uklad do prze¬ noszenia energii mechanicznej z pierwotnego zró¬ dla napedu na srube statku stanowi polaczenie elektromagnetycznego sprzegla 1 posiadajacego dwa wirniki 2, 3, które sa obrotowe wzgledem siebie, przy czym jeden wirnik 2 jest wyposazony w uzwojenie 33 a drugi wirnik 3 jest wyposazony w uzwojenie wzbudzenia 32 i w pierscienie slizgo¬ we 5, maszyny synchronicznej 7 ze stojanem 45 wyposazonym w uzwojenie twornika 35 i wirni¬ kiem 2 wyposazonym w uzwojenie wzbudzenia 36 i uzwojenie tlumiace, polaczenia elektrycznego 11 pomiedzy uzwojeniem twornika 35 maszyny syn¬ chronicznej 7 pracujacej jako silnik z uzwojeniem82831 5 6 • twornika 33, sprzegla elektromagnetycznego 1 wla¬ czonego poprzez urzadzenie przelaczajace 9, oraz prostowników 10, które sa polaczone elektrycznie z pierscieniami slizgowymi 5 sprzegla elektroma¬ gnetycznego 1, tak ze uzwojenie wzbudzenia 32 sprzegla elektromagnetycznego 1 moze byc zasi¬ lane pradem stalym, z dowolnego zródla przy czym jeden z wirników to jest wirnik 2, sprzegla elek¬ tromagnetycznego 1 jest przeznaczony do napedza¬ nia sruby 8 a drugi wirnik 3 sprzegla elektroma¬ gnetycznego 1 jest napedzany przez pierwotne zró¬ dlo napedu 6, przy czym pierwszy wirnik 2 ma cylindryczna czesc wewnatrz której umieszczone jest uzwojenie twornikowe 33 sprzegla elektroma¬ gnetycznego 1 oraz magnetyczny czlon 1 tworzacy magnetyczny obwód sprzegla elektromagnetyczne¬ go 1 a na zewnatrz której umieszczone jest uzwo¬ jenie tlumiace oraz uzwojenie wzbudzajace 46 ma¬ szyny synchronicznej 7 i magnetyczny czlon 42 tworzacy magnetyczny obwód maszyny synchro¬ nicznej 7, zas pierwszy wirnik sprzegla elektro¬ magnetycznego 1 oraz wirnik maszyny synchro¬ nicznej 7 stanowia wspólny wirnik 2, który wiruje w przestrzeni pomiedzy stojanem maszyny syn¬ chronicznej 7 a drugim wirnikiem 3 sprzegla elek¬ tromagnetycznego 1.Przynajmniej jedno z uzwojen twornikowych 33, 35, (przedstawionych na fig. 4), moze byc uzwoje¬ niem zmiennobiegunowym, które moze byc prze¬ laczane z ukladu gwiazdy, zaciski T4, T5, T6 po¬ laczone z zaciskami linii, a Tl, T2, T3 polaczone razem z soba (fig. 5) na uklad trójkata zaciski T4, T5, T6 — odpowiednio zawarte, Tl, T2, T3 polaczone z zaciskami linii. Wal zdawczy 47 wir¬ nika 2 jest podparty przez lozysko 40, które jest zamocowane w czesci nieruchomej, na przyklad w skrzyni stojana 36, a wal napedzany 48 drugie¬ go wirnika 3 jest podparty przez drugie lozysko 39 jak przedstawia to fig. 4. Jak pokazano -na fig. 1, fig. 2 i fig. 4 wirnik 2 jest wyposazony w uzwo¬ jenie wzbudzenia 32 i w pierscienie slizgowe 5, polaczone elektrycznie z prostownikami 10.Na ogól prawie wszystkie wspólczesne statki maja generatory pradu zmiennego, dlatego latwo jest zasilac uzwojenie wzbudzenia 32 sprzegla elek¬ tromagnetycznego 1 pradem wzbudzenia ze zródel pradu zmiennego, których przykladami sa genera¬ tory pradu zmiennego, oczywiscie moze nim byc i samo sprzeglo elektromagnetyczne. W ukladzie wedlug wynalazku nie trzeba zatem stosowac prze¬ widzianych wylacznie do tego celu generatorów wzbudzenia pradu stalego. Dzieki temu caly uklad jest skonstruowany jako prosty i ekonomiczny.Przedstawiony na fig. 1 lub 2 uklad jest tak zrealizowany, ze kierunek obrotów wirnika ma¬ szyny synchronicznej 7 moze byc przeciwny do kie¬ runku obrotu wirnika 2 sprzegla elektromagnetycz¬ nego 1, napedzanego bezposrednio przez pierwotne zródlo napedu 6, na skutek przelaczenia kolej¬ nosci faz maszyny 7 za pomoca urzadzenia prze¬ laczajacego 9.Jezeli predkosci obrotowe wirników 2 i 3 sprze¬ gla elektromagnetycznego 1 pokazanego na fig. 1 sa odpowiednio N2 i N3 a N2N3, mozemy otrzy¬ mac N2±N3 =N0 (1) gdzie N0 oznacza predkosc obrotowa wirnika 2 w stosunku do wirnika 3.Gdy kierunek obrotów wirnika 3 jest taki sam 5 jak wirnika 2, znak przed N3 w równaniu (1) jest ujemny, a gdy Jcierunek obrotów wirnika 3 jest przeciwny do kierunku obrotów wirnika 2, znak przed N3 w równaniu (1) jest dodatni. Niezalez¬ nie od tego czy kierunek obrotów wirnika 3 jest taki sam jak wirnika 2 czy nie, sprzeglo elektro¬ magnetyczne 1 dziala nie tylko jako sprzeglo lecz równiez jako generator.W takim przypadku uklad laczacy sprzeglo elek¬ tromagnetyczne 1 z maszyna synchroniczna 7 prze¬ nosi naped z pierwotnego zródla napedu 6 na srube statku 8, a ponadto kierunek obrotów sruby 8 moze byc zmieniany, przy równoczesnym utrzymaniu sta¬ lego kierunku obrotów pierwotnego zródla nape¬ du 6.Jezeli ilosc biegunów sprzegla elektromagnetycz¬ nego 1 i maszyny synchronicznej 7 wynosza odpo¬ wiednio PI i P7, a czestotliwosc pradu zmiennego plynacego w obwodzie pomiedzy maszyna syncnro- niczna 7 a sprzeglem elektromagnetycznym 1 jest f, otrzymuje sie N0 = 120 f/pl (2) N8 = 120f/p7 (3) skad No/N3 =p7/pl (4) z równan (1) i (4) wynika N2 ± N8 = N8 • p7/pl A zatem N, =(II±1)N, (5) Jezeli p7pl, kierunek obrotów wirnika maszy¬ ny synchronicznej 7 moze byc przeciwny do kie¬ runku obrotów wirnika sprzegla elektromagnetjjez- nego 1 sprzezonego mechanicznie z pierwotnym zródlem pradu 6. Jezeli uzwojenie twornika ma¬ szyny synchronicznej 7 jest uzwojeniem ze zmien¬ nymi biegunami, a polaczenie elektryczne 11 jest wykonane pomiedzy uzwojeniem twornika sprze¬ gla elektromagnetycznego 1 a zmiennobiegunowym uzwojeniem twornika maszyny synchronicznej 7 poprzez urzadzenie przelaczenia kolejnosci faz, po¬ kazane na fig. 2, predkosc obrotowa sruby 8, gdy kierunek obrotów wirnika maszyny synchronicz¬ nej 7 jest przeciwny do kierunku pierwotnego zró¬ dla napedu 6, moze byc dla sruby 8 dobrana ko¬ rzystnie, niezaleznie od predkosci obrotowej sruby 8 gdy kierunek obrotów wirnika maszyny synchro¬ nicznej 7 jest taki sam jak pierwotnego zródla napedu 6.Podobny efekt dzialania ukladu jak wyzej moz¬ na wedlug wynalazku uzyskac, gdy uzwojenie twor¬ nika sprzegla elektromagnetycznego jest uzwoje¬ niem zmiennobiegunowym, a polaczenie elektryczne pomiedzy zmiennobiegunowym uzwojeniem twor¬ nika sprzegla elektromagnetycznego 1 a uzwoje¬ niem twornikowym maszyny synchronicznej 7 jest wykonane przez urzadzenie pirzelacznilka kolejnosci faz 9 pokazane na fig. 3. Jak wynika z powyz¬ szego wyjasnienia uklad wedlug wynalazku, utwo¬ rzony przez polaczenie sprzegla elektromagnetycz- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6082831 7 8 nego 1 z maszyna synchroniczna 7 pracuje jako urzadzenie podobne do przekladni redukcyjnej.Predkosc wirujacego walu wirnika napedzanego sprzegla elektromagnetycznego 1 jest zmniejszana w stosunku do predkosci walu wirnika zdawczego sprzegla elektromagnetycznego 1.Dzialanie ukladu wedlug wynalazku w charak¬ terze przekladni redukcyjnej mozna ulepszyc przez zastosowanie przelacznika kolejnosci faz, wlaczo¬ nego w obwód pomiedzy uzwojenie twornikowe 33 sprzegla elektromagnetycznego 1 a uzwojenie twor¬ nikowe maszyny synchronicznej 7. Innymi slowy, kierunek obrotów sruby 8 moze byc zmieniany, przy równoczesnym utrzymywaniu niezmienionego kierunku obrotów pierwotnego zródla napedu 6.Dzialanie podobne do przekladni redukcynej moz¬ na uzyskac równiez wtedy, gdy kierunek obrotów sruby 8 jest przeciwny do kierunku obrotów pier¬ wotnego zródla napedu 6. Zmiana biegunów staje sie wazna, gdy kierunek obrotów wirnika maszy¬ ny synchronicznej 7 jest zmieniany na przeciwny w stosunku do kierunku obrotów wirnika sprzegla elektromagnetycznego 1, jak wyjasniono powyzej.Przykladowo, jezeli predkosc obrotowa wirnika 2 sprzegla elektromagnetycznego 1 lub pierwotnego zródla napedu 6 jest 400 obrotów na minute, a ilo¬ sci biegunów sprzegla elektromagnetycznego 1 i maszyny synchronicznej 7 wynosza odpowiednio 4 i 8, predkosc obrotowa wirnika 3 sprzegla elek¬ tromagnetycznego 1 lub sruby 8 jest równa 133,3 obrotów na minute na zasadzie równania (5) N2 = /p7/pl + l/N,, gdy kierunek obrotów sruby 8 jest taki sam jak kierunek obrotów pierwotnego zródla napedu 6. W przypadku, w którym ilosc biegunów sprzegla elektromagnetycznego 1 i ma¬ szyny synchronicznej 7 wynosi odpowiednio 4 i 16, albo 2 i 6 a kierunek obrotów sruby 8 jest prze¬ ciwny kierunkowi obrotów maszyny napedzajacej 6 to predkosc sruby 8 staje sie 133,3 obrotów na minute na zasadzie równania (5) N2 = /p7/pl — 1/ /Ns.Predkosc obrotowa sruby 8 gdy kierunek obro¬ tów sruby 8 jest przeciwny do kierunku obrotów pierwotnego zródla napedu 6, moze byc zatem taka sama* jak wtedy, gdy kierunek obrotów sru¬ by 8 jest taki sam jak kierunek obrotów pier¬ wotnego zródla napedu 6 a to dzieki zmianie bie¬ gunów albo maszyny" synchronicznej 7, albo sprze¬ gla elektromagnetycznego 1. Dlatego zmiana bie¬ gunów jest istotna cecha wynalazku.Jak pokazano na fig. 4 czlon magnetyczny 44, tworzacy obwód magnetyczny dla maszyny syn¬ chronicznej 7, a czlon magnetyczny 43 tworzacy obwód magnetyczny dla sprzegla eletromagnetycz- nego 1 sa zwrócone odpowiednio dla czlonów mag¬ netycznych 42 i 41. Wirnik 3 wyposazony w uzwo¬ jenie wzbudzenia 32 sprzegla elektromagnetycznego 1, wirnik 2 wyposazony w uzwojenie wzbudzenia 46 maszyny synchronicznej 7 oraz stojan 45 wypo¬ sazony w uzwojenie twornikowe 35 maszyny syn¬ chronicznej 7, sprzezonej ze sprzeglem elektromag¬ netycznym 1, sa zakryte przez skrzynie stojana 36.Innymi slowami wewnatrz cylindrycznej czesci ze¬ wnetrznego wirnika 2 umieszczone jest uzwojenie twornikowe 33 sprzegla elektromagnetycznego 1 oraz magnetyczny czlon 41 tworzacy magnetyczny obwód sprzegla elektromagnetycznego 1, natomiast na ze¬ wnatrz cylindrycznej czesci zewnetrznego wirnika 2 umieszczone jest uzwojenie tlumiace oraz uzwo- 5 jenie wzbudzenia 46 maszyny synchronicznej* 7 i magnetyczny czlon 42 tworzacy magnetyczny ob¬ wód maszyny synchronicznej 7 a ponadto wewne¬ trzny wirnik 3 zaopatrzony jest w uzwojenie wzbu¬ dzenia 32 sprzegla elektromagnetycznego 1. Tak wiec kazdy z tych dwóch wirników 2 i 3 moze byc podparty w dwóch lozyskach, które umiesz¬ czone sa zarówno po stronie urzadzenia obciaza¬ jacego jak i po stronie pierwotnego zródla napedu.W ten sposób wirniki 2 i 3 moga byc podparte pewnie i niezawodnie a ponadto osiowa dlugosc moze byc zmniejszona co wynika z konstrukcji.Przez 37 i 38 oznaczono lozyska, wirnik 3, któ¬ rego wal napedzany 48 jest sprzezony mechanicz¬ nie z pierwotnym zródlem napedu 6, jest podparty przez lozysko 39 przy wale napedzanym 48 i przez lozysko 37 przy wale 47. Wirnik 3 moze zatem obracac sie zachowujac równowage mechaniczna i niezawodnosc konstrukcji, nawet jezeli uklad przenoszenia napedu jest zastosowany do nape¬ dzania statku o duzej mocy napedu, na przyklad rzedu 10 000 kW, 20 000 kW itd.Poniewaz stojan 45 jest wyposazony w uzwoje¬ nie twornikowe 35, a wirnik 2 jest wyposazony w uzwojenie wzbudzenia 46 i w uzwojenie tlu¬ miace maszyny synchronicznej 7, konstrukcja jest zwarta i wytrzymala. Poniewaz wirnik 2 wyposa¬ zony w uzwojenie wzbudzenia 46 i stojan 45 wy¬ posazony w uzwojenie twornikowe 35 tworza ma¬ szyne synchroniczna 7, dlugosc szczeliny powietrz¬ nej pomiedzy czlonkami magnetycznymi 42 i 44 moze byc zaprojektowana i wykonana jako sto¬ sunkowo duza, na przyklad 10 mm.Ogólnie na statkach instalowane sa generatory pradu przemiennego. Tak wiec na statkach istnieje duza rezerwa mocy pradu przemiennego. Dlatego tez zapasowa moc pradu przemiennego moze byc zastosowana do zasilania uzwojenia wzbudzenia 32 sprzegla elektromagnetycznego 1 poprzez prostow¬ niki10. • Fig. 2 jest pokazana w celu zilustrowania urza¬ dzenia przylaczania kolejnosci faz z fig. 1. Na fig. 1, 2, i 3 pokazano, ze wirnik wyposazony w uzwojenie twornikowe sprzegla elektromagnetycz¬ nego 1 moze byc sprzezony mechanicznie albo z pierwotnym zródlem napedu 6, albo z maszyna synchroniczna 7. Na fig. 3 pokazane jest sprzeglo elektromagnetyczne 1 wyposazone w uzwojenie zmiennobiegunowe, a przez 26 oznaczono urzadze¬ nie przelaczajace do zmieniania biegunów sprzegla elektromagnetycznego 1.Na fig. 3 pokazano, ze kierunek obrotów wir¬ nika maszyny synchronicznej 7 moze byc taki sam jak kierunek obrotów wirnika sprzegla elektro¬ magnetycznego 1, napedzanego przez pierwotne zró¬ dlo napedu 6, na skutek polaczenia elektrycznego uzwojenia twornikowego maszyny synchronicznej 7 z jednym zmiennobiegunowym polaczeniem twor- nikowym sprzegla elektromagnetycznego 1 poprzez urzadzenie przelaczajace 9 do zmiany kolejnosci * faz, a kierunek obrotów wirnika maszyny syn- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 609 82831 10 chronicznej 7 moze byc przeciwny do kierunku obrotów wirnika sprzegla elektromagnetycznego 1, napedzanego przez pierwotne zródlo napedu 6, na skutek elektrycznego polaczenia uzwojenia tworni- kowego maszyny synchronicznej 7 z drugim zmien- nobiegunowym polaczeniem twornikowym sprzegla elektromagnetycznego 1 poprzez urzadzenie prze¬ laczajace 9 do zmiany kolejnosci faz.Uklad przedstawiony na fig. 1 lub 2 moze byc taki, ze kierunek obrotów wirnika maszyny syn¬ chronicznej 7 jest taki sam jak kierunek obrotów wirnika sprzegla elektromagnetycznego 1, nape¬ dzanego przez pierwotne zródlo napedu 6, na sku¬ tek elektrycznego polaczenia uzwojenia tworniko- wego sprzegla elektromagnetycznego 1 z jednym z polaczen zmiennobiegunowego uzwojenia tworni- kowego maszyny synchronicznej 7 poprzez urza¬ dzenie przelaczajace 9 do zmieniania kolejnosci faz, a kierunku obrotów wirnika maszyny synchro¬ nicznej 7 jest przeciwny w stosunku do kierunku obrotów wirnika sprzegla elektromagnetycznego 1, napedzanego przez pierwotne zródlo napedu 6, na skutek elektrycznego polaczenia uzwojenia tworni- kowego sprzegla elektromagnetycznego 1 z drugim z polaczen zmiennobiegunowego uzwojenia tworni- kowego maszyny synchronicznej 7 poprzez urza¬ dzenie przelaczajace 9 do zmieniania kolejnosci faz.Jezeli maszyna synchroniczna 7 zostanie zasta¬ piona silnikiem indukcyjnym (fig. 4), calkowita sprawnosc ukladu przenoszenia napedu obniza sie, na skutek tego, ze prad zmienny wzbudzenia sil¬ nika indukcyjnego wzrasta, gdy powieksza sie szczelina powietrzna pomiedzy czlonami magnetycz¬ nymi 42 i 44, taki uklad przenoszenia napedu jest stosowany do napedu statków o duzej mocy. spra¬ wnosc ukladu przenoszenia napedu z maszyna syn¬ chroniczna 7 jest jednakze duza, poniewaz uzwo¬ jenie wzbudzenia maszyny synchronicznej 7 jest wzbudzane przez prad staly.Fig. 5 pokazuje przyklad polaczen fwornikowych typu zmienno-biegunowego. Kiedy zaciski Tl, T2 i T3 sa polaczone ze soba, a zaciski T4, T5 i T6 sa uzyte jako zaciski linii, to polaczenie uzwojenia twornika staje sie polaczeniem w ukladzie podwój¬ nej gwiazdy. Kiedy zaciski T4, T5 i T6 sa rozwar¬ te, a Tl, T2 i T3 sa uzyte jako zaciski linii, pola¬ czenie uzwojenia twornika staje sie polaczeniem w ukladzie trójkata. Kiedy uklad jest taki, ze liczba biegunów tworzonych przez uzwojenie po¬ laczone w uklad podwójnej gwiazdy moze byc uczyniona dwukrotnie wieksza niz liczba biegunów utworzonych przez uzwojenie polaczone w ukla¬ dzie trójkata, to uzwojenie mozna zastosowac jako uzwojenie twornikowe sprzegla elektromagnetycz¬ nego.Jezeli uzwojenie jest zastosowane jako uzwoje¬ nie twornikowe sprzegla elektromagnetycznego, charakterystyki przenoszenia momentu obrotowego sprzegla elektromagnetycznego przebiegaja tak jak pokazano to na fig. 6. Krzywa a jest krzywa mo¬ mentu obrotowego sprzegla elektromagnetycznego 1 gdy uzwojenie twornikowe jest polaczone w ukla¬ dzie podwójnej gwiazdy. Krzywe b i c pokazuja krzywe momentu obrotowego sprzegla elektroma¬ gnetycznego, gdy uzwojenie twornikowe jest pola¬ czone w ukladzie trójkata. Gdy pierwotne zródlo napedu obraca sie z predkosciami odpowiadajacy¬ mi punktom A i B, krzywe momentu obrotowego sprzegla elektromagnetycznego w przypadku po- 5 laczenia w ukladzie trójkata staja sie krzywymi b i c.Kiedy wirnik sprzegla elektromagnetycznego 1 polaczony ze sruba statku jest w stanie spoczynku i ma zaczac sie obracac w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów pierwotnego zródla napedu 6, korzystne jest, by maksymalna krzywa przenosze¬ nia momentu obrotowego sprzegla elektromagne¬ tycznego 1 przebiegala mozliwie jak najnizej. To¬ tez z równania (5) wynika, ze uzwojenie mozna korzystnie zastosowac jako uzwojenie twornika sprzegla elektromagnetycznego 1, kiedy liczba bie¬ gunów tworzonych przez uzwojenie polaczone w ukladzie podwójnej gwiazdy jest dwukrotnie wiek¬ sza niz liczba biegunów tworzonych przez uzwoje¬ nie polaczone w ukladzie trójkata.Jako uzwojenie twornikowe maszyny synchro¬ nicznej moze byc równiez stosowane uzwojenie, które ma taka konstrukcje, ze liczba biegunów tworzonych przez to uzwojenie polaczone w ukla¬ dzie podwójnej gwiazdy moze byc dwukrotnie wieksza niz liczba biegunów tworzonych przez u- zwojenie polaczone w ukladzie trójkata. W takim przypadku fig. 6 mozna równiez traktowac jako rysunek objasniajacy dzialanie ukladu. Krzywa charakterystyczna a w tym przypadku jest krzywa momentu obrotowego maszyny synchronicznej 7, kiedy uzwojenie twornikowe jest polaczone w u- kladzie trójkata. Krzywa b przedstawia krzywa momentu obrotowego maszyny synchronicznej 7, kiedy uzwojenie twornikowe jest - polaczone w u- kladzie gwiazdy. Maszyna synchroniczna 7 jest wy¬ posazona w uzwojenie tlumiace, przez które ma¬ szyna ta moze byc napedzana jako silnik induk¬ cyjny z wirnikiem klatkowym.Uzwojenie tlumiace dziala tylko dorywczo na przyklad w przypadku rozpoczynania napedzania sruby. Sruba 8 moze byc uruchamiana przez prze¬ plyw pradu w uzwojeniu tlumiacym, podczas gdy pierwotne zródlo napedu 6 obraca sie juz z pewna predkoscia. Kierunek obrotów sruby 8 mozna zmie¬ nic przez uzycie uzwojenia tlumiacego, podczas gdy kierunek obrotów pierwotnego zródla nape¬ du 6 jest utrzymywany jako niezmieniony..Kiedy wirnik sprzegla elektromagnetycznego 1 po stronie obciazenia jest w stanie spoczynku, i ma zaczac sie obracac w kierunku przeciwnym do kie¬ runku obrotów pierwotnego zródla napedu, korzys¬ tne jest by poczatkowy moment napedowy maszy¬ ny synchronicznej 7 byl mozliwie jak najwiekszy.W tym przypadku jak to wynika z równania (5) uzwojenie moze byc korzystnie zastosowane jako uzwojenie twornikowe maszyny synchronicznej 7, gdy liczba biegunów tworzonych przez uzwojenie polaczone w ukladzie podwójnej gwiazdy jest dwu¬ krotnie wieksza niz liczba biegunów tworzonych przez to uzwojenie polaczone w ukladzie trójkata.Z powyzszego wyjasnienia i równania (5) wyni¬ ka, ze uzwojenie twornikowe musi byc polaczone w ukladzie podwójnej gwiazdy, gdy kierunek obro¬ tów wirnika maszyny synchronicznej jest taki sam 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60\ 11 jak kierunek obrotów wirnika sprzegla elektro¬ magnetycznego, napedzanego przez pierwotne zró¬ dlo napedu 6, a uzwojenie twornikowe musi byc polaczone w ukladzie trójkata, kiedy kierunek o- brotów wirnika maszyny synchronicznej jest prze¬ ciwny do kierunku obrotów wirnika sprzegla elek¬ tromagnetycznego napedzanego przez pierwotne zródlo napedu, jezeli uzwojenie twornikowe typu zmiennobiegunowego jest zastosowane jako uzwo¬ jenie twornikowe sprzegla elektromagnetycznego 1.Ponadto z powyzszego wyjasnienia i z równania (5) wynika, ze uzwojenie twornikowe powinno byc polaczone w ukladzie trójkata, kiedy kierunek obro¬ tów wirnika maszyny synchronicznej jest taki sam jak kierunek obrotów wirnika sprzegla elektroma¬ gnetycznego, napedzanego przez pierwotne zródlo napedu 6, a uzwojenie twornikowe musi byc po¬ laczone w ukladzie podwójnej gwiazdy, gdy kie¬ runek obrotów wirnika maszyny synchronicznej jest przeciwny do kierunku obrotów wirnika sprze¬ gla elektromagnetycznego napedzanego przez pier¬ wotne zródlo napedu, jezeli powyzsze uzwojenie twornikowe typu zmiennobiegunowego jest zasto¬ sowane jako uzwojenie twornikowe maszyny syn¬ chronicznej 7. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. "Uklad napedowy statku do przenoszenia ener¬ gii mechanicznej z pierwotnego zródla napedu stat¬ ku na jego srube zawierajacy sprzeglo elektromag¬ netyczne z dwoma wirnikami, które sa obrotowe wzgledem siebie, przy czym jeden z wirników jest wyposazony w uzwojenie twornikowe, a drugi wir¬ nik jest wyposazony, w uzwojenie wzbudzenia i pierscienie slizgowe, maszyne synchroniczna, dzia¬ lajaca jako silnik, której stojan jest wyposazony w uzwojenie twornikowe, a wirnik jest wyposazony w uzwojenie wzbudzenia i uzwojenie tlumiace, po¬ laczenie elektryczne pomiedzy uzwojeniem tworni- kowym maszyny synchronicznej i uzwojeniem twor- nikowym sprzegla elektromagnetycznego poprzez urzadzenie przelaczajace oraz prostowniki, które sa polaczone elektrycznie z wymienionymi pierscie¬ niami slizgowymi sprzegla elektromagnetycznego tak, ze uzwojenie wzbudzenia sprzegla elektromag¬ netycznego, moze byc zasilane pradem stalym z dowolnego zródla pradu przemiennego, znamienny tym, ze jeden z wirników (2) sprzegla elektromag¬ netycznego (1) jest przystosowany do napedzania 82831 12 10 15 20 25 30 35 40 45 sruby (8) statku a drugi wirnik (3) sprzegla ele¬ ktromagnetycznego (1) jest przystosowany do nape¬ dzania go przez pierwotne zródlo napedu (6), przy czym jeden wirnik ma cylindryczna czesc, we¬ wnatrz której umieszczone jest uzwojenie tworni¬ kowe (33) sprzegla elektromagnetycznego (1) oraz magnetyczny czlon (41) tworzacy magnetyczny obwód sprzegla elektromagnetycznego (1) a ria ze¬ wnatrz której umieszczone jest uzwojenie tlumiace oraz uzwojenie wzbudzenia (46) maszyny synchro¬ nicznej (7) i magnetyczny czlon (42) tworzacy mag¬ netyczny obwód maszyny synchronicznej (7), zas. pierwszy wirnik sprzegla elektromagnetycznego (1) oraz wirnik maszyny synchronicznej (7) stanowia wspólny wirnik (2), który wiruje w przestrzeni pomiedzy stojanem maszyny synchronicznej (7) a drugim wirnikiem (3) sprzegla elektromagnetyczne¬ go (1).

2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uzwojenie twornikowe (33) sprzegla elektromagne¬ tycznego (1) jest uzwojeniem zmiennobiegunowym.

3. Uklad . wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uzwojenie twornikowe (35) maszyny synchronicznej (7) jest uzwojeniem zmiennobiegunowym.

4. Uklad wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze elektryczne polaczenie uzwojenia twornikowego (35) maszyny synchronicznej (7) z zaciskami ukladu podwójnej gwiazdy zmiennobiegunowego uzwojenia twornikowego (33) sprzegla elektromagnetycznego (1) jest zamieniane na polaczenie elektryczne uzwo¬ jenia twornikowego (35) maszyny synchronicznej (7) z zaciskami ukladu trójkata zmiennobieguno¬ wego uzwojenia twornikowego (33) sprzegla elek¬ tromagnetycznego (1) przez urzadzenie (9) przela¬ czajace kolejnosc faz.

5. Uklad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze polaczenie elektryczne uzwojenia twornikowego (33) sprzegla elektromagnetycznego (1) z zaciskami u- kladu trójkata zmiennobiegunowego uzwojenia twornikowego (35) maszyny synchronicznej (7) jest zamieniane na polaczenie elektryczne uzwojenia twornikowego (33) sprzegla elektromagnetycznego (1) z zaciskami ukladu podwójnej gwiazdy zmien¬ nobiegunowego uzwojenia twornikowego (35) ma¬ szyny synchronicznej (7) przez urzadzenie (9) prze¬ laczajace kolejnosc faz. 6. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pierwotne zródlo napedu (6) stanowi silnik wy¬ sokoprezny. Err a ta Nr laimu 6 6 * wiersza '18 40 02 Jest uzwojenie wzbudzajace zródlem pradu 6. urzadzenie przelacznika Powinno byc uzwojenie wzbudzenia zródlem napedu

6. urzadzenie przelaczania82831 9 3 2 ,12 8 11 9 3 2 Fig. 2 8 7 Fig. 382831 Fig. 4 q Obroty/min —- o Fig. 6 Drukarnia Narodowa Zaklad Nr 6, zam. 609/76 Cena 10 zl PL PL