Система турбинно-электрической трансмиссии включает в себя турбовальную газовую турбину , соединенную с электрогенератором , создающую электроэнергию , которая питает тяговые электродвигатели . Сцепление не требуется.
Турбоэлектрические трансмиссии используются для привода как газотурбовозов (реже), так и военных кораблей .
Несколько экспериментальных локомотивов 1930-х и 1940-х годов использовали газовые турбины в качестве первичных двигателей . Эти турбины были основаны на стационарной практике, с отдельными большими камерами сгорания с обратным потоком , теплообменниками и использованием дешевого тяжелого бункерного топлива . В 1960-х годах эта идея возникла снова, используя разработки в области легких двигателей, разработанных для вертолетов, и используя более легкое керосиновое топливо. Поскольку эти турбины были компактными и легкими, транспортные средства производились как дрезины, а не как отдельные локомотивы.
Газовые и паровые турбины наиболее эффективны при тысячах оборотов в минуту. Это является серьезным недостатком из-за необходимости в тяжелых передачах, которые приводят двигатель в действие в единственном режиме — тягу. Электродвигатели обеспечивают многочисленные применения, включая использование дополнительных приспособлений помимо тяги. [1]
Военные корабли должны иметь возможность эффективно плавать на большие расстояния, а также иметь высокую мощность для прерывистых всплесков скорости. По этой причине они используют комбинированные системы питания, которые используют эффективный первичный двигатель, такой как дизельный двигатель или небольшая газовая турбина, для крейсерского хода и большие газовые турбины для высокой скорости. Большинство из них используют механическую комбинацию мощности через коробки передач и сцепления с такими системами, как CODOG (комбинированный дизель или газ) или COGAG (комбинированный газ и газ). Когда используются электрические трансмиссии, это называется интегрированной электрической тягой или IEP.
Эсминец с управляемыми ракетами, например, класса Zumwalt , позволяет газовой турбине работать на генераторах. [1] Этот генератор может вырабатывать электроэнергию для движения корабля, а также управлять различными его приборами и принадлежностями. Многие из этих электрогенерирующих турбин производятся с интегрированной электрической тягой. Интегрированная электрическая тяга — это когда двигатель работает исключительно на электричестве, без использования бензина, дизельного топлива или топлива. Электродвигатель более эффективен, поскольку он работает только на электричестве, а не на бензине. Он обеспечивает меньшее загрязнение и обеспечивает электроэнергией приборы и приложения военно-морских кораблей. Многие из этих электрогенерирующих турбин производятся с интегрированной электрической тягой. [1] Хорошим примером одной из таких систем является система COGAL (комбинированная газовая и электрическая). [1]
Альтернативный подход заключается в использовании COGES (комбинированной газоэлектрической и паровой) для повышения общей эффективности. Используется первичная передача газовая турбина-электричество с котлом-утилизатором в потоке выхлопных газов для выработки пара и, таким образом, электроэнергии через вторичную паровую турбину . Электроприводная тяга позволяет судну двигаться и обеспечивает выработку электроэнергии на борту судна. [1] Тепло, теряемое газовыми турбинами, нецелесообразно, поскольку оно тратит энергию, поскольку тепло рассеивается в окружающую среду. Система COGES позволяет улавливать тепло и преобразовывать его в пар для выработки электроэнергии. [1] В отличие от дизельных и других турбин на тяжелом топливе, COGES улавливает оставшееся тепло и выхлопные газы от турбины и уменьшает выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. [1] Система COGES допускает практическое применение на круизных лайнерах, например, General Electric LM2500 . [1]