MODERNIZATION EXPERIENCE AND TRIALS RESULTS OF THE UNIFIED ELECTRIC POWER SYSTEM AND ELECTRIC PROPULSION SYSTEM OF THE “KAPITAN KOSOLAPOV” DIESEL-ELECTRIC ICEBREAKER

The experience of deep modernization of the unified electric power system and the electric propulsion system of the “Kapitan Kosolapov” diesel-electric icebreaker is considered in the paper. During the modernization, a technical design is developed, necessary electrical calculations, including using computer models, are performed. Development of the technical design gives an opportunity to determine the list of replaced equipment and its technical characteristics, to justify the scope of modernization. During the modernization, the main diesel-generator, controlled rectifiers of the armature circuit of the electric propulsion motor, reversible controlled rectifiers are replaced. A microprocessor control system for an electrical propulsion plant has been developed. An integrated control system for the technical means of the vessel is introduced. Dock, sea and ice trials of the unified electric power system and electric propulsion system are carried out. When testing the unified electric power system, the quality of electricity in the ship network, the stability of the autonomous and parallel operation of diesel-generators, the distribution of active and reactive loads are checked. When testing the electric propulsion system, the transient processes of acceleration, deceleration and reverse of the propulsion electric motor are oscillographied. The time of transient processes of the electric propulsion plant is measured. Successful tests make it possible to continue the exploitation of the “Kapitan Kosolapov” diesel-electric icebreaker.

electric power system, electric propulsion system, electric propulsion plant, main diesel-generator, semiconductor rectifier, semiconductor exciter, power quality, transient process, dock trials, sea trials, ice trials

1. Дарьенков А. Б. Гребные электрические установки: учеб. пособие / А. Б. Дарьенков [и др.]. - Н. Новгород: Нижегородский государств. техн. ун-т им. Р. Е. Алексеева, 2014. - 219 с.

2. Вершинин В. И. Создание систем электродвижения для судов различного назначения / В. И. Вершинин [и др.] // Труды Крыловского государственного научного центра. - 2019. - № 1 (387). - С. 107-122. DOI: 10.24937/2542-2324-2019-1-387-107-122.

3. Гельвер Ф. А. Гребная электроэнергетическая установка с общими шинами постоянного тока / Ф. А. Гельвер // Судостроение. - 2018. - № 2 (839). - С. 22-27.

4. Романовский В. В. Перспективы развития систем электродвижения / В. В. Романовский, Б. В. Никифоров, А. М. Макаров // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2018. - Т. 10 - № 3. - С. 586-596. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-3-586-596.

5. Хватов О. С. Судовая пропульсивная гибридная установка / О. С. Хватов, И. А. Тарпанов // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. - 2013. - № 35. - С. 337-340.

6. Росин Е. И. Автоматизированные гребные электрические установки. Движение судна и его главная установка: текст лекции ЛЭТИ / Е. И. Росин. - Л., 1986. - 48 с.

7. Быков А. С. Гребные электрические установки атомных ледоколов / А. С. Быков, В. В. Башаев. - CПб.: Элмор 2004. - 319 с.

8. Романовский В. В. Анализ схемных решений гребных электрических установок с распределенной шиной постоянного тока / В. В. Романовский, В. А. Малышев, А. С. Бежик // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2019. - Т. 11. - № 1. - С. 169-181. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-1-169-181.

9. Doerry N. History and the status of electric ship propulsion, integrated power systems, and future trends in the US Navy / N. Doerry, J. Amy, C. Krolick // Proceedings of the IEEE. - 2015. - Vol. 103. - Is. 12. - Pp. 2243-2251. DOI: 10.1109/JPROC.2015.2494159.

10. Chan C. C. Electric, hybrid, and fuel-cell vehicles: Architectures and modeling / C. C. Chan, A. Bouscayrol, K. Chen // IEEE transactions on vehicular technology. - 2009. - Vol. 59. - Is. 2. - Pp. 589-598. DOI: 10.1109/TVT.2009.2033605.

11. Chen J. S. Energy efficiency comparison between hydraulic hybrid and hybrid electric vehicles / J. S. Chen // Energies. - 2015. - Vol. 8. - Is. 6. - Pp. 4697-4723. DOI: 10.3390/en8064697.

12. Малышев В. А. Расчет и выбор тормозных резисторов гребной электрической установки танкера ледового класса / В. А. Малышев, В. С. Иванов, В. С. Соловей // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - № 5 (39). - С. 172-184. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-5-172-184.

13. Григорьев А. В. Анализ возможности и целесообразности применения систем электродвижения на судах вспомогательного флота / А. В. Григорьев, Р. Р. Зайнуллин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2014. - № 5 (27). - С. 40-46.

14. Григорьев А. В. Перспективы применения статических источников электроэнергии на судах с системами электродвижения / А. В. Григорьев, Р. Р. Зайнуллин, С. М. Малышев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 1. - С. 202-213. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-1-202-213.

15. Григорьев А. В. Целесообразность применения СЭД на судах вспомогательного флота / А. В. Григорьев, В. И. Штрамбранд, Р. Р. Зайнуллин // Морской флот. - 2014. - № 4. - С. 38-40.

16. Григорьев А. В. Судовая система электродвижения нового поколения / А. В. Григорьев // Морской флот. - 2012. - № 2. - С. 38-40.

17. Григорьев А. В. Анализ тормозных режимов гребных электрических установках / А. В. Григорьев, А. С. Быков // Эксплуатация морского транспорта. - 2010. - № 3 (61). - С. 62-66.

18. Григорьев А. В. Опыт проектирования и результаты испытаний единой электроэнергетической установки судна «Вайгач» / А. В. Григорьев // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2008. - № 4. - С. 28-31.

19. Григорьев А. В. Схемные решения перспективных низковольтных судовых систем электродвижения / А. В. Григорьев, В. В. Романовский, Р. Р. Зайнуллин //Эксплуатация морского транспорта. - 2010. - № 4 (62). - С. 76-78.

20. Григорьев А. В. Перспективная судовая единая электроэнергетическая установка / А. В. Григорьев, Е. А. Глеклер // Эксплуатация морского транспорта. - 2008. - № 3 (53). - С. 68-70.

21. Григорьев А. В. Опыт эксплуатации электроэнергетической установки гидрографического судна «Вайгач» / А. В. Григорьев [и др.] // Судостроение. - 2010. - № 6 (793). - С. 29-30.