Применение мощных многофазных электрических машин в судовых гребных электроустановках

Преимущества гребных электрических установок способствуют их применению на судах и кораблях морского флота — ледоколах, паромах, буксирах, крейсерах и др., которым необходима повышенная маневренность и живучесть. Одним из существенных недостатков гребных электрических установок, ограничивающих их более широкое применение, является пониженный, по сравнению с прямой передачей вращающего момента главного приводного двигателя на гребной винт, коэффициент полезного действия. Кроме того, по сравнению с другими вариантами пропульсивных установок гребные электрические установки занимают больше внутреннего пространства судна. Также актуальными являются вопросы, касающиеся повышения надежности гребных электрических установок. Если в береговых электроэнергетических системах наибольшее распространение получила трехфазная система электроснабжения благодаря экономичности передачи электроэнергии на большие расстояния, то на электроходах ввиду значительно меньших расстояний между источниками (главными генераторами) и основными электропотребителями (гребными электродвигателями) представляется целесообразным применение систем электроснабжения с числом фаз, бо́льшим трех. В статье на основе выполненного анализа существующих типов предложена новая конструкция электрических машин с несколькими встроенными друг в друга статорно-роторными парами, защищённая патентом на изобретение. Применение таких машин на электроходах, сердечники статора которых снабжены при этом многофазными обмотками (с числом фаз больше трех), позволит решить вышеуказанные задачи.

1. Gholamian M., Beik O., Arshad M. A review of State-ofthe-art multiphase and hybrid electric machines. Electronics. 2024. Vol. 13 (18). DOI: 10.3390/electronics13183636.

2. Jordan S. Multiphase Synchronous Generators for DC Aircraft Power Systems. School of electrical and electronic engineering: thesis. The University of Manchester, 2013. 233 р.

3. Zhang X. Multiphase Synchronous Generators rectifier system for more-electric transport applications: thesis. The University of Manchester. 2019. 271 p.

4. Mohammad M., Fletcher J., Hassanain N. Novel fivephase permanent magnet generator systems for wind turbine applications. Renewable Energy and Power Quality Journal. 2010. Vol. 1 (8). P. 778–782. DOI:10.24084/repqj08.473.

5. Логачева А. Г., Вафин Ш. И. Магнитные потери в многофазных электродвигателях, их учет и оценка // Тинчуринские чтения: материалы докл. VI Междунар. молодеж. науч. конф. В 4 т. Казань: Изд-во КГЭУ, 2011. Т. 1. С. 118–119.

6. Григорьев А. В. Обобщенная модель многофазной электрической машины переменного тока // Введение в энергетику: cб. материалов II Всерос. (с междунар. участием) молодеж. науч.-практ. конф. Кемерово: Изд-во КузГТУ, 2016. 9 с. EDN: YGEFUF.

7. Бурков А. Ф. Судовые электроприводы. 5-е изд., стер. Санкт-Петербург: Лань, 2024. 372 с. ISBN 978-5-507-49889-5.

8. Усольцев А. А., Томасов В. С. Многофазные электрические цепи и вращающиеся поля. Санкт-Петербург: Университет ИТМО, 2015. 172 с.

9. Вертегел Д. А. Многоуровневые и многофазные преобразователи напряжения прецизионных систем электропривода: дис. … канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2024. 145 с.

10. Figueroa J., Cros J., Viarouge P. Generalized Transformations for Polyphase Phase-Modulated Motors. IEEE Transactions on Energy Conversion. 2006. Vol. 21 (2). P. 332–341. DOI: 10.1109/TEC.2005.859965.

11. Fioriti M., Vaschetto S., Corpino S., Premoli G. Design of hybrid electric heavy fuel MALE ISR UAV enabling technologies for military operations. Aircraft Engineering and Aerospace Technology. 2020.Vol. 92 (5). P. 745–755. DOI: 10.1108/AEAT-05-2019-0109.

12. Пат. 2716489 Российская Федерация, МПК H 02 K 16/00, H 02 K 21/12. Электромеханический преобразователь / Миханошин В. В. № 2018117769; заявл. 14.05.2018; опубл. 14.11.2019, Бюл. № 32.