ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ
Аннотация
Ввиду возросших мощностей судовых электроэнергетических систем, а также потребности судов в высокой маневренности, что обуславливается применением энергоемких гребных энергетических установок, рассматриваются основные движительные установки с приводом от двигателей с постоянными магнитами, а также разработки вентильных индукторных двигателей отечественных и зарубежных производителей. Принцип работы двигателей семейства Azipod практически одинаков, однако отличия заключаются в областях применения данного движителя и суммарной выходной мощностью. Проведено сравнение основных конкурирующих между собой производителей винторулевых колонок, таких как Azipod, на который был сделан основной упор, а также колонки производителей Schottel-Werft Josef Becker GmbH Co. KG, Siemens AG Marine Engineering и комплекс Mermaid от Rolls-Royce. Показаны примеры применения винторулевых колонок семейства Azipod VI - новейшего гребного модуля, предназначенного для работы в тяжелых условиях Северного морского пути, на судах российской судовой компании «Совкомфлот». Рассмотрены отечественные разработки синхронных гребных электродвигателей - вентильных двигателей, показано основное их отличие от других типов гребных двигателей. В настоящее время вентильные двигатели выпускаются отечественными предприятиями для угольной и буровой промышленности, однако один из таких типов двигателей установлен на буксир, что является первым успешным проектом такого рода. Следовательно, для систем электродвижения прослеживается тенденция создания винторулевых колонок на базе синхронных двигателей с постоянными магнитами, а при достаточном финансировании российских предприятий есть все предпосылки для разработки отечественных как внутрикорабельных комплексов электродвижения, так и винторулевых колонок на основе вентильно-индукторных двигателей.
Ключевые слова
Аzipod, винторулевая колонка, приводной двигатель, гребная электрическая установка, вентильный двигатель, постоянные магниты
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Егоров Л. Е. Компьютерное моделирование единой высоковольтной судовой электроэнергетической системы с пропульсивными комплексами типа Azipod в нормальных и аварийных режимах работы: дис.. канд. техн. наук: 05.09.03 / Л. Е. Егоров. - СПб.: ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова», 2014. - 183 с.
ABB [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://new.abb.com/ (дата обращения: 01.04.2018).
Кузнецов В. И. Бестрансформаторные единые электроэнергетические системы: дис.. канд. техн. наук: 05.09.03 / В. И. Кузнецов. - СПб.: СПБГМТУ, 2015. - 159 с.
Библиотека фирмы ABB [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://library.e.abb.com (дата обращения: 05.04.2018).
Никифоров Б. В. Корабельный электропривод / Б. В. Никифоров. - Новочеркасск: Лик, 2014. - 270 c.
Дядик А. Н. Корабельные энергетические системы / А. Н. Дядик, Б. В. Никифоров. - Новочеркасск: Колорит, 2012. - 680 c.
Дарьенков А. Б. Гребные электрические установки / А. Б. Дарьенков, Г. М. Мирясов, В. Г. Титов [и др.]. - Н. Новгород: Изд-во НГТУ им. Р. Е. Алексеева, 2014. - 219 с.
Высоцкий В. Е. Электромеханические процессы в вентильном двигателе с постоянными магнитами / В. Е. Высоцкий, А. П. Синицын, С. А. Тарашев // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. - 2010. - № 2 (27). - С. 139-144.
Птах Г. К. Вентильно-индукторный реактивный электропривод средней и большой мощности: зарубежный и отечественный опыт / Г. К. Птах // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. - 2015. - Т. 2. - № 3. - С. 23-33.
Лагода Ф. И. Вентильные двигатели / Ф. И. Лагода // Актуальные вопросы энергетики: материалы Всероссийской науч. конф. студентов, магистрантов, аспирантов. - Омск: Омский государственный технический университет, 2016. - С. 76-80.
Быков А. C. Гребные электрические установки атомных ледоколов / А. C. Быков, В. А. Малышев, В. В. Романовский. - СПб.: Элмор, 2004. - 320 c.
Никифоров Б. В. Перспективы применения вентильных индукторных приводов в составе СЭД ДЭПЛ / Б. В. Никифоров, А. А. Цветков // Интеллектуальные электромеханические системы и комплексы специального назначения. - Новочеркасск: Лик, ЮРГТУ. - С. 11-16.
Emadi A. Energy-Efficient Electric Motors / A. Emadi. - New York: Marcel Dekker, Inc., 2004. - 406 p.
Дядик А. Н. Корабельные энергетические системы / А. Н. Дядик, Б. В. Никифоров. - Новочеркасск: Колорит, 2012. - 680 с.
Никифоров Б. В. Аккумуляторные батареи подводных аппаратов / Б. В. Никифоров, А. И. Русин. - Новочеркасск: Колорит, 2011. - 162 с.
Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов: учеб. пособие / под ред. Б. В. Никифорова. - Новочеркасск: Колорит, 2006. - 411 с.
Никифоров Б. В. Вентильно-индукторные двигатели для тяговых электроприводов / Б. В. Никифоров, С. А. Пахомин, Г. К. Птах // Электричество. - 2007. - № 2. - С. 34-38.
Никифоров Б. В. Исследование вентильного индукторного двигателя в составе насосного агрегата / Б. В. Никифоров, А. А. Цветков // Электротехника. - 2007. - № 6. - С. 24а-33.
Никифоров Б. В. Развитие систем электропривода подводных лодок (в порядке обсуждения) / Б. В. Никифоров // Судостроение. - 1999. - № 5. - С. 23-25.
Рroverbs J. Aspects of electro-magnetic aircraft launch and linear machine development / J. Proverbs, Colyer, T. Cox, J. F. Eastham // IEEE transaction on Magnetics. - 2010. - Vol. 46. - Is. 12. - Pp. 57-59.
Petersen L. J. Next-Generation Power and Energy: Maybe Not So Next Generation / L. J. Petersen, D. J. Hoffman, J. P. Borraccini, S. B. Swindler // Naval Engineers Journal. - 2010. - Vol. 122. - Is. 4. - Pp. 59-74. DOI: 10.1111/j.1559-3584.2010.00280.x.
Ehrhart Р. Тhе аll-electric ship: ready to take over? / Р. Ehrhart // Naval Forces. - 2011. - Vol. XXXII. - Pp. 41-45.
Letellier Р. H. Power Permanent Magnet Machines for Electric Propulsion Drives / Р. H. Letellier // Материалы 3 международного симпозиума: All electric ship civil or military (AES 2000). - Париж, 2000. - C. 26-27.
Jamai Н. Optimal Switched Reluctance Моtor Drive for Hydraulic Рumр unit / Н. Jamai, М. Kaneda, K. Ohyama, Y. Takeda, N. Matsai. - IEEE INTECH, 2000. - Pp. 98-101.
Buckingham J. Submarine Рower and Propulsion - Application оf Technology to Deliver Customer Benefit / J. Buckingham, C. Hodge, T. Hardy. - Bath, UK: ВМT Defence Services Ltd., 2008. - 17 p.
Зайцев А. А. Транспорт на магнитном подвесе / А. А. Зайцев, Г. Н. Талашкин, Я. В. Соколова. - СПб.: Изд-во ПГУПС, 2010. - 60 с.
Никифоров Б. В. Применение системы электродвижения на ПЛ / Б. В. Никифоров // Электричество. - 2001. - № 8. - C. 121-123.
Никифоров Б. В. Корабельные системы электродвижения: дис. … д-ра техн. наук / Б. В. Никифоров. - СПб.: ЦКБ Морской техники «РУБИН», 2006. - 311 с.
Григорьев А. В. Единая электроэнергетическая установка гидрографического судна на базе системы электродвижения переменного тока / А. В. Григорьев, К. С. Ляпидов, Л. С. Макаров // Судостроение. - 2006. - № 4. - С. 33-34.
Пат. 2324272 Российская Федерация, МПК H 02 J 9/06. Интеллектуальный преобразователь напряжения постоянного тока для динамически изменяющейся нагрузки / В. Е. Апиков, К. С. Ляпидов, О. Е. Лозицкий, Б. В. Никифоров; заяв. и патентообл. Центральное конструкторское бюро морской техники «РУБИН», ЗАО «ИРИС», ФГУП «Производственно-конструкторское предприятие “ИРИС”». - № 2006120505/09; заявл. 13.06.2006; опубл. 10.05.2008, Бюл. № 13.
Mitcham A. J. Motors and drives for surface ship propulsion: comparison of technologies / A. J. Mitcham, J. J. A. Cullen // Proc. 1995 Electric Propulsion Conf. - 1995. - Vol. 4. - Pp. 88-89.
Letellier Р. Electrical propulsion motors / Р. Letellier // Electric Propulsion. Тhе Effective Solution. - London: IMarE, 1995. - P. 7.
Никифоров Б. В. Создание корабельных систем электродвижения с вентильно-индукторным электроприводом / Б. В. Никифоров, А. П. Темирёв, О. Е. Лозицкий // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2007. - № 4. - С. 62-66.
Ericsen Т. Power electronics and future ships electrical system / Т. Ericsen, N. Hingorani, Yu. Khersonsky // IЕЕЕ Transactions оf industry applications. - 2006. - Vol. 42. - Is. 1. - Рр. 76-79.
Ehrhart Р. MM technologies and application at ships generators and motors / Р. Ehrhart, L. Sozzi // Developing Benefits for Maritime Applications. -1998. - P. 2.
Авт. св. № 332499. Асинхронный генератор в ЭЭС / Б. В. Никифоров, В. Н. Давыдов; опубл. 08.01.91.
Пат. 2237338 Российская Федерация, МПК H 02 K 19/06, H 02 K 1/06. Индукторный двигатель / Б. В. Никифоров, В. Н. Давыдов, [и др.]; заяв. и патентообл. ДГУП «Конструкторское бюро приборостроения ФГУП» ПКП «ИРИС». - № 2002119797/09; заявл. 22.07.2002; опубл. 27.09.2004, Бюл. № 27.
Пат. 2343615 Российская Федерация, МПК H02J 9/06. Реверсивный преобразователь напряжения для передачи электроэнергии между сетями переменного и постоянного тока / А. В. Архипов, К. С. Ляпидов, Б. В. Никифоров, [и др.]; заяв. и патентообл. закрытое акционерное общество «ИРИС». - № 2007143397/09; заявл. 22.11.2007; опубл. 10.01.2009, Бюл. № 1.
Klockow B. Electric roads / B. Klockow, H. Biesenack, M. Herzog // Elektrische Bahnen. - 2003. - № 3. - Pp. 107-112.
Cooke R. Integrating eхternal drive actuation systems into the submarine. UDT / R. Cooke. - 2010. - 157 p.
Дядик А. Н. Использование электрохимических генераторов на кораблях / А. Н. Дядик, Б. В. Никифоров. - СПб.: Изд. СПб ГМТУ, 2011. - 340 с.
Об авторах
Романовский Виктор Викторович - доктор технических наук, профессор
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Никифоров Борис Владимирович - доктор технических наук, профессор
boris.nic-b@yandex.ru. kaf_edas@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Макаров Арсений Михайлович - аспирант
makar_tnt@mail.ru. kaf_edas@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»
