RU2167783C1

RU2167783C1 - Submarine electric power system with electrochemical generator

Info

Publication number: RU2167783C1
Application number: RU99126850A
Authority: RU
Inventors: Б.В. Никифоров; Д.М. Рубальский; В.С. Соколов; Д.Ю. Шишкин; А.В. Юрин
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: shipboard electrical equipment; electric power systems of diesel-electric submarines. SUBSTANCE: electric power system includes storage battery, diesel-generator sets, propulsion motor, power consumers and electrochemical generator consisting of several power units. Electrochemical generator is connected to storage battery through matching converter which is divided into modules according to number of power units; modules are provided with separate current sensors of power units and common control unit. Control unit is provided with storage battery voltage sensor. EFFECT: enhanced combat maneuverability of submarine die to charging storage battery or retaining its capacity. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области корабельной электротехники и может быть использовано в составе электроэнергетической системы (ЭЭС) дизель-электрической подводной лодки (ПЛ). The invention relates to the field of ship electrical engineering and can be used as part of the electric power system (EPS) of a diesel-electric submarine (PL).

Известна ЭЭС ПЛ ФРГ "U-1", где напряжение электрохимического генератора (ЭХГ), состоящего из нескольких энергоблоков, регулируется ступенями путем изменения числа последовательно включенных блоков. При этом напряжение ЭХГ подается либо непосредственно на гребной электродвигатель (ГЭД), либо на аккумуляторную батарею (АБ) для заряда (А.Н.Батырев, В.Д.Кошеверов, О.Ю.Лейкин "Корабельные ядерные энергетические установки зарубежных стран". С-Петербург, "Судостроение", 1994 г. Стр.236). Такая ЭЭС не позволяет сохранить полностью емкость АБ, необходимую для боевого маневрирования ПЛ. Known EPS submarine Germany "U-1", where the voltage of an electrochemical generator (ECG), consisting of several power units, is regulated in steps by changing the number of series-connected units. In this case, the voltage of the ECG is supplied either directly to the rowing electric motor (HED) or to the storage battery (AB) for charging (A.N. Batyrev, V.D. Kosheverov, O.Yu. Leikin "Ship nuclear power plants of foreign countries". St. Petersburg, "Shipbuilding", 1994. P. 236). Such an EPS does not allow to fully maintain the AB capacity necessary for combat maneuvering of submarines.

Известна также ЭЭС отечественной ПЛ проекта 613Э, принимаемая за прототип, где ГЭД правого борта работает от ЭХГ, левого борта - от АБ (А.А.Постнов "Опытная подводная лодка проекта 613Э с электрохимическими генераторами" Судостроение, 1998, N 2, стр. 28). Однако в известной ЭЭС напряжение АБ может существенно отличаться от напряжения ЭХГ, поэтому при работе ЭХГ АБ приходится разряжать, что уменьшает возможности боевого маневрирования подводной лодки. Also known is the EES of the domestic submarine of project 613E, taken as a prototype, where the GED of the starboard side is powered by ECG, the left side of the aircraft is powered by AB (A.A. 28). However, in the known EES, the voltage of the AB can significantly differ from the voltage of the ECG, therefore, during the operation of the ECG, the AB has to be discharged, which reduces the possibility of combat maneuvering of the submarine.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение боевого маневрирования ПЛ путем заряда или сохранения емкости АБ. The objective of the present invention is to provide combat maneuvering of submarines by charging or maintaining the capacity of AB.

Решение поставленной задачи достигается тем, что ЭХГ подключается к АБ через согласующий преобразователь (СП), позволяющий понижать или повышать напряжение ЭХГ до уровня напряжения АБ. Причем СП выполнен разделенным по числу энергоблоков на модули с отдельными датчиками тока энергоблоков и общим блоком управления. The solution to this problem is achieved by the fact that the ECG is connected to the battery through a matching converter (SP), which allows to lower or increase the voltage of the ECG to the voltage level of the battery. Moreover, the joint venture is divided by the number of power units into modules with separate current sensors of power units and a common control unit.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где показана схема ЭЭС ПЛ с ЭХГ. The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the EES submarine with ECG.

Электроэнергетическая система подводной лодки содержит аккумуляторную батарею 1, дизель-генераторы 2, гребной электродвигатель 3, потребители электроэнергии 4 и электрохимический генератор 5 с параллельно включенными энергоблоками. ЭХГ 5 подключен к АБ 1 через согласующий преобразователь 6. СП 6 выполнен разделенным по числу энергоблоков на модули с отдельными датчиками тока энергоблоков 7 и общим блоком управления 8 с датчиком напряжения АБ 9. Причем выход каждого датчика тока энергоблока 7 связан с входом соответствующего модуля СП 6, выход датчика напряжения АБ 9 связан с входом блока управления 8, который связан по выходам и входам с каждым модулем СП 6. The submarine’s electric power system contains a storage battery 1, diesel generators 2, a rowing electric motor 3, electric power consumers 4 and an electrochemical generator 5 with power units connected in parallel. An ECG 5 is connected to AB 1 through a matching converter 6. SP 6 is divided by the number of power units into modules with separate current sensors of power units 7 and a common control unit 8 with voltage sensor AB 9. Moreover, the output of each current sensor of power unit 7 is connected to the input of the corresponding SP module 6, the output of the voltage sensor AB 9 is connected to the input of the control unit 8, which is connected to the outputs and inputs of each module of the joint venture 6.

Работа осуществляется следующим образом:
1. При заряде АБ
Блок управления 8 в режиме поддержания постоянной мощности ЭХГ равномерно распределяет заданную мощность между энергоблоками ЭХГ 5, задавая величину парциальной мощности каждому модулю СП 6 и контролируя развиваемую мощность каждым энергоблоком ЭХГ 5. Мощность каждого энергоблока автономно поддерживается на заданном уровне соответствующим модулем СП 6 с помощью датчика тока энергоблока 7. При этом равномерное распределение нагрузки между параллельно работающими энергоблоками будет обеспечиваться и в случае неравенства напряжений энергоблоков в результате неравномерного повышения напряжения каждым модулем согласующего преобразователя до уровня напряжения АБ 1.The work is carried out as follows:
1. When charging the battery
The control unit 8 in the mode of maintaining constant ECG power evenly distributes the set power between the ECG 5 power units, setting the partial power to each SP 6 module and controlling the developed power by each ECG 5 power unit. The power of each power unit is autonomously maintained at a given level by the corresponding SP 6 module using a sensor power of the power unit 7. In this case, a uniform distribution of the load between the parallel operating power units will be ensured in the event of voltage inequality rogoblok as a result of an uneven increase in voltage by each module matching transformer to the voltage level AB 1.

2. В режиме автоматической работы ЭХГ в "буфер" с АБ
С помощью датчика напряжения АБ 9 осуществляется периодический контроль напряжения и по ряду последних замеров определяется средняя скорость изменения напряжения. В зависимости от знака скорости изменения напряжения корректируется величина мощности, задаваемой блоком управления 8 модулям СП 6, и понижением или повышением напряжения достигается сохранение емкости АБ 1. При малой величине коррекции сигнал может выдаваться отдельному модулю СП 6 с учетом фактической мощности, развиваемой соответствующим энергоблоком ЭХГ 5.2. In the automatic operation of the ECG in the "buffer" with AB
Using voltage sensor AB 9, voltage is periodically monitored and the average rate of change of voltage is determined from a number of recent measurements. Depending on the sign of the rate of change of voltage, the value of the power set by the control unit 8 to the SP 6 modules is corrected, and by lowering or increasing the voltage, the capacity of AB 1 is maintained. With a small correction value, a signal can be issued to a separate SP 6 module taking into account the actual power developed by the corresponding ECG power unit 5.

Таким образом, согласующий преобразователь обеспечивает возможность непрерывной параллельной работы ЭХГ с АБ во всех режимах работы ЭЭС в подводном положении ПЛ при равномерном распределении нагрузки между энергоблоками вплоть до максимальной мощности. Thus, the matching converter provides the possibility of continuous parallel operation of the ECG with the battery in all modes of operation of the EPS in the submerged position of the submarine with a uniform distribution of the load between the power units up to maximum power.

Подключение ЭХГ к АБ через согласующий преобразователь обеспечит боевое маневрирование ПЛ путем заряда или сохранения емкости АБ. Connecting the ECG to the battery through a matching converter will provide combat maneuvering of the submarine by charging or maintaining the battery capacity.

Claims

1. The submarine’s electric power system comprising a storage battery, diesel generators, a rowing electric motor, electric consumers and an electrochemical generator of several power units, characterized in that the electrochemical generator is connected to the battery through a matching converter divided by the number of power units connected in parallel to modules equipped with current sensors of power units and a common control unit.

2. The submarine power system according to claim 1, characterized in that the control unit is equipped with a battery voltage sensor.