ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2006 года по МПК B64F1/34 H02K7/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для запуска двигателей и технического обслуживания, например, вертолетов на аэродромах в качестве наземного источника электрического питания.

Известна электроэнергетическая установка, содержащая первичный дизельный или карбюраторный двигатель и электрический генератор, каждый из которых размещен на соответствующей раме, связанные между собой с помощью талрепов и анкерных устройств, а валы соединены карданным шарниром (Патент RU №2013846 С1. Источник электрической энергии для аварийных ситуаций. - МКИ₅: Н 02 К 7/18. - Бюл. №10 от 30.05.1994 г.). Недостатком известного технического решения является ограниченность его применения из-за перегрузок, вызываемых при отборе мощности электрического тока на запуск газотурбинных двигателей.

Известна автономная электроэнергетическая установка с генератором переменного тока, выпрямителем и приводным карбюраторным двигателем внутреннего сгорания, содержащая электромагнитный регулятор подачи топлива с усилителем, датчик нагрузки, регулятор возбуждения генератора и фазочувствительные выпрямители с управляемыми дросселями, обмотки подмагничивания которых подключены к выходу датчика нагрузки, причем выходные зажимы одного фазочувствительного выпрямителя подключены к усилителю электромагнитного регулятора подачи топлива, а другого - через диод к регулятору возбуждения генератора при отборе мощности на постоянном и переменном токе (Авт. св. СССР №330071. Устройство для автоматического управления автономной электроэнергетической установкой. МКИ: В 64 f 1/34, Н 02 р 7/34. - Бюл. №8, 24.11.1972). Данное устройство принято за прототип.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является низкая надежность работы установки при отборе мощности электрического тока, необходимого для запуска газотурбинных двигателей, вызывающего кратковременную перегрузку генератора на уровне предельной мощности работы карбюраторного двигателя.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение пусковых и эксплуатационных потребностей электрической энергией при отборе мощности постоянного тока с напряжением 27 В для запуска газотурбинных двигателей, а также и переменного тока с напряжением 220 В 50 Гц для нужд технического обслуживания вертолетов на аэродроме.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного технического решения, является повышение мобильности установки и надежности запуска газотурбинных двигателей.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной электроэнергетической установке, содержащей генератор переменного тока с приводным двигателем внутреннего сгорания и выпрямитель, согласно предложенному техническому решению,

она дополнительно снабжена, по меньшей мере, двумя электрическими аккумуляторными батареями, клеммы каждой из которых параллельно соединены с силовым электрическим кабелем отбора постоянного тока посредством контроллера и с генератором переменного тока через зарядные устройства посредством пакетных выключателей, управляемых с пульта управления, последний расположен сзади кузова, выполненного на колесном шасси с дышлом, закрепленным между колесами передней стойки с возможностью поворота в вертикальной, а колес в горизонтальной плоскостях;

она снабжена блоком питания, содержащим выпрямитель переменного тока и трансформатор понижения напряжения, вход которого соединен с генератором переменного тока, а выход - с силовым электрическим кабелем отбора постоянного тока посредством дополнительного пакетного включателя, управляемого с пульта управления;

она снабжена силовым кабелем подвода электрической энергии от внешнего источника переменного тока, подключаемого к электрической цепи установки параллельно с генератором переменного тока посредством коммутатора, управляемого с пульта управления;

кузов разделен перегородкой на два отсека, в переднем из них, закрытом сверху крышкой, размещены генератор с приводным двигателем, установленные на раме, а задний отсек выполнен двухэтажным и закрытым со всех сторон, в одной из секций нижнего этажа размещены электрические аккумуляторные батареи, в другой нижней - блок коммутации, содержащий контроллер, коммутатор и пакетные выключатели, а сверху размещены два зарядных устройства и блок питания, над которыми с наклоном расположен пульт с блоком управления;

аккумуляторные батареи расположены в контейнерах, выполненных на салазках, а контейнеры снабжены штепсельными разъемами для соединения аккумуляторных батарей с блоком коммутации;

кузов выполнен трубчато-сварным с наклонной дугообразной ручкой, охватывающей пульт управления;

она снабжена розеткой электрического разъема для отбора постоянного тока, параллельно соединенная с силовым электрическим кабелем отбора постоянного тока, расположенной на боковой стенке пульта управления;

она снабжена розеткой электрического разъема для отбора переменного тока от электрогенератора, расположенной спереди кузова на корпусе электрогенератора;

силовой электрический кабель отбора постоянного тока размещается на ручках крышки переднего отсека кузова;

силовой электрический кабель подвода переменного тока от внешнего источника размещается на ручках задней стенки кузова;

дышло выполнено телескопически складным, а на кузове выполнен кронштейн для удержания сложенного дышла;

пульт управления защищен от внешней среды органическим стеклом;

колеса передней опоры выполнены диаметром, меньшим диаметра задних колес шасси;

на углах основания кузова установлены швартовочные узлы для зацепления погрузочно-разгрузочных строп.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленной электроэнергетической установки, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На фиг.1 - электрическая схема электроэнергетической установки; фиг.2 - общий вид сбоку на установку; на фиг.3 - то же, вид сзади.

Электроэнергетическая установка содержит генераторный блок, состоящий из генератора 1 переменного тока с приводным двигателем 2 внутреннего сгорания, блок электропитания 3, содержащий выпрямитель переменного тока в постоянный, и трансформатор понижения напряжения, по меньшей мере, две электрические аккумуляторные батареи 4 и силовой электрический кабель 5 отбора мощности постоянного тока на запуск газотурбинных двигателей. Клеммы каждой из аккумуляторных батарей 4 параллельно соединены с силовым электрическим кабелем 5 посредством контроллера S1 и с генератором 1 переменного тока через зарядные устройства 6 посредством пакетных выключателей S2.1-S2.2 и S3.1-S3.2. (Фиг.1). Вход блока электропитания 3 соединен с генератором 1 переменного тока, а выход - с силовым электрическим кабелем 5 отбора постоянного тока посредством пакетного включателя S4.1-S4.2. Установка снабжена силовым кабелем 7 подвода электрической энергии от внешнего источника переменного тока, соединенным с входами пакетных выключателей S2.1-S4.1 электрической цепи установки параллельно с генератором 1 переменного тока посредством коммутатора S5. Пакетные выключатели S2.1/2-S4.1/2 и коммутатор S5 управляются с пульта управления 8, расположенного сзади кузова 9, последний разделен на два отсека 10 и 11 и выполнен на колесном шасси 12 с телескопически складным дышлом 13, закрепленным между колесами 14 передней стойки 15 с возможностью поворота колес 14 в горизонтальной плоскости, а дышла 13 - в вертикальной плоскости и удержания сложенного дышла кронштейном примыканием его к кузову 9 (Фиг.2). В отсеке 10 размещен электрогенератор 1 с приводным двигателем 2, расположенные на раме 16, а отсек 11 разделен на три закрываемые секции 17, 18 и 19. В одной нижней секции 17 размещены электрические аккумуляторные батареи 4, в другой нижней секции 18 - блок коммутации, содержащий пакетные выключатели S2.1/2-S4.1/2 и коммутатор S5, а в верхней секции 19 - два зарядных устройства 6 и блок электропитания 3, над которыми расположены блок и пульт управления 8 (Фиг.3). Аккумуляторные батареи 4 расположены в контейнерах, выполненных на салазках, а контейнеры снабжены штепсельными разъемами для соединения аккумуляторных батарей с блоком коммутации. Колеса 14 передней поворотной стойки 15 выполнены диаметром, меньшим диаметра задних колес шасси 12. Кузов 9 выполнен в виде сварного трубчатого корпуса с дугообразной ручкой 20, выполненной с наклоном, охватывающей пульт управления 8. Пульт управления защищен от внешней среды органическим стеклом. Установка снабжена розеткой 21 электрического разъема для отбора мощности переменного тока от электрогенератора 1 для технического осмотра, например, вертолета, расположенной спереди кузова 9 на корпусе электрогенератора 1. Установка снабжена розеткой 22 электрического разъема для отбора мощности постоянного тока для технического обслуживания бортовых систем вертолета, расположенной на боковой стенке пульта управления 8, параллельно соединенной с силовым электрическим кабелем 5 отбора мощности постоянного тока для запуска газотурбинных двигателей вертолета. Силовой электрический кабель 7 электропитания установки от внешнего источника переменного тока размещается на ручках 23, закрепленных на каркасе кузова 9. Силовой электрический кабель 5 отбора мощности постоянного тока на запуск газотурбинных двигателей размещается на ручках 24, выполненных на крышке отсека 10.

Электроэнергетическая установка работает следующим образом. Подготовку установки к работе производят с зарядки электрических аккумуляторных батарей 4 типа 20НКБН-25-УЗ, которую производят или от бензоэлектрогенератора 1-2 "Honda 4500SX" переменного тока напряжением ˜220 В 50 Гц или от внешнего источника переменного тока напряжением ˜220 В 50 Гц.

Для зарядки аккумуляторных батарей 4 от бензоэлектрогенератора 1-2 "Honda 4500SX", сначала с пульта управления 8 установкой коммутатора S5 в позицию "е" подключают электрогенератор 1, включают два зарядных устройства 6 установкой двух пакетных выключателей S2.1/2 и S3.1/2 в позицию "в", отключают блок электропитания 3 установкой пакетного выключателя S4.1/2 в позицию "г" и силовой кабель 5 отбора мощности постоянного тока установкой контроллера S1 в позицию "б", запускают с пульта управления 8 бензоэлектрогенератор 1-2 "Honda 4500SX", который вырабатывает переменный ток напряжением ˜220 В 50 Гц, последний поступает через зарядные устройства 6, в которых переменный ток напряжением ˜220 В 50 Гц трансформируется в постоянный ток напряжением -27 В 10 А, в аккумуляторные батареи 4 до полной их зарядки. По окончании зарядки каждой из аккумуляторных батарей 4 зарядное устройство 6 автоматически отключает соответствующую ему аккумуляторную батарею 4 от электрогенератора 1.

При зарядке аккумуляторных батарей 4 от внешнего источника электропитания силовой кабель 7 снимают с ручек 23 со стороны задней стенки двухсекционного отсека 11 кузова 9 и присоединяют к наземной розетке внешней сети переменного тока напряжением ˜220 В 50 Гц и с пульта управления 8 переключают коммутатор S5 на позицию "д", при котором переменный ток напряжением ˜220 В 50 Гц из внешней сети поступает через зарядные устройства 6 в аккумуляторные батареи 4.

При отборе мощности переменного тока напряжением ˜220 В 50 Гц для технического осмотра вертолета в розетку 21 электрического разъема вставляют вилку электрического шнура, например, осветительной лампы и с пульта управления 8 включают бензоэлектрогенератор 1-2 переменного тока напряжением ˜220 В 50 Гц с возможностью одновременной зарядки аккумуляторных батареей 4 включением пакетных выключателей S2.1/2 и S3.1/2 переводом их в позицию "в" или отключением их переводом в позицию "г".

При отборе мощности постоянного тока напряжением -27 В до 20 А для технологического обслуживания бортовых систем вертолета в розетку 22 электрического разъема вставляют вилку типа 48к электрического шнура, последний соединяют с бортом вертолета и осуществляют или от бензоэлектрогенератора 1 "Honda 4500SX" или от внешнего источника переменного тока напряжением ˜220 В 50 Гц через блок электропитания 3 переводом с пульта управления 8 коммутатора S5 на позицию "е" или "д" и пакетного включателя S4.1/2 в позицию "в", при этом с пульта управления 8 выключаются пакетные выключатели S2.1/2 и S3.1/2 переводом их на позицию "г", а также отключаются аккумуляторные батареи 4 переводом контроллера S1 в позицию "б".

При отборе мощности постоянного тока напряжением -27 В до 100 А для технического обслуживания электрооборудования вертолета силовой кабель 5 отбора мощности постоянного тока соединяют с бортом вертолета с помощью штепсельного разъема ШРАП-500, и осуществляют или от бензоэлектрогенератора 1-2 "Honda 4500SX" или от внешнего источника переменного тока напряжением ˜220 В 50 Гц через блок электропитания 3 переводом с пульта управления 8 пакетного включателя S4.1/2 в позицию "в", при этом выключаются пакетные выключатели S2.1/2 и S3.1/2 переводом их в позицию "г" и контроллер S1 переводом его в позицию "б".

Запуск двигателей вертолетов осуществляют кратковременным отбором мощности постоянного тока напряжением -27 В до 700 А от электрических аккумуляторных батарей 4, для чего силовой кабель 5 отбора мощности постоянного тока соединяют с бортом вертолета с помощью штепсельного разъема ШРАП-500, а с пульта управления 8 отключают пакетные выключатели S2.1/2-S4.1/2 переводом их в позицию "г" и включают контроллер S1 переводом его в позицию "а".

Предлагаемая электроэнергетическая установка полностью обеспечивает пусковые и эксплуатационные потребности в электроэнергии постоянного тока с напряжением -27 В вертолета, удовлетворяющего требованиям по нагрузке при запуске газотурбинных двигателей вертолета, а также переменным током напряжением ˜220 В 50 Гц. Применение предлагаемой установки позволит повысить мобильность и надежность запуска газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для запуска двигателей и технического обслуживания, например, вертолетов на аэродромах в качестве источника электрического питания. Электроэнергетическая установка содержит генератор переменного тока с приводным двигателем внутреннего сгорания, по меньшей мере, две аккумуляторные батареи, зарядные блоки, блок электропитания и блоки коммутации. Установка снабжена силовым электрическим кабелем питания от внешнего источника переменного тока, соединенного с блоком электропитания и зарядными устройствами через блок коммутации, и розеткой электрического разъема для отбора мощности от генератора переменного тока для технического обслуживания вертолета. Установка выполнена в кузове, разделенном на два отсека, в одном из них размещены соединенные между собой генератор переменного тока с приводным двигателем внутреннего сгорания, установленные на раме, а другой разделен на две закрываемые секции, в нижней из которых размещены аккумуляторные батареи, соединенные с блоком коммутации, а в верхней - два зарядных блока и блок электропитания, над которым расположен пульт с блоком управления установкой. Пульт управления защищен от внешней среды органическим стеклом. Аккумуляторные батареи расположены в контейнерах, выполненных на салазках, а контейнеры снабжены штепсельными разъемами для соединения аккумуляторных батарей с блоком коммутации. Установка снабжена второй розеткой электрического разъема для отбора мощности постоянного тока для наземного технического обслуживания бортовых систем управления вертолета. Силовой электрический кабель питания установки от внешнего источника переменного тока размещается на ручках задней стенки двухсекционного отсека кузова. Силовой электрический кабель отбора мощности постоянного тока на запуск газотурбинных двигателей размещается на ручках крышки моторного отсека кузова. Установка выполнена на колесном шасси, причем спереди - на одной опоре с телескопически складным дышлом в проушине между колесами, поворачивающимися в горизонтальной плоскости, а дышло - в вертикальной плоскости, закрепляемое кронштейном на кузове. Техническим результатом изобретения является повышение мобильности и надежности в работе энергоустановки. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Электроэнергетическая установка, содержащая генератор переменного тока с приводным двигателем внутреннего сгорания и выпрямитель, отличающаяся тем, что она установлена на кузове и дополнительно снабжена, по меньшей мере, двумя электрическими аккумуляторными батареями, клеммы каждой из которых параллельно соединены с силовым электрическим кабелем отбора постоянного тока посредством контроллера и с генератором переменного тока через зарядные устройства посредством пакетных выключателей, управляемых с пульта управления, который расположен сзади кузова, выполненного на колесном шасси с дышлом, закрепленным между колесами передней стойки с возможностью поворота в вертикальной, а колес в горизонтальной плоскостях.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена блоком питания, содержащим выпрямитель переменного тока и трансформатор понижения напряжения, вход которого соединен с генератором переменного тока, а выход - с силовым электрическим кабелем отбора постоянного тока посредством дополнительного пакетного включателя, управляемого с пульта управления.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена силовым кабелем подвода электрической энергии от внешнего источника переменного тока, подключаемого к электрической цепи установки параллельно с генератором переменного тока посредством коммутатора, управляемого с пульта управления.4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что кузов разделен перегородкой на два отсека, в переднем из них, закрытом сверху крышкой, размещены генератор с приводным двигателем, установленные на раме, а задний отсек выполнен двухэтажным и закрытым со всех сторон, в одной из секций нижнего этажа размещены электрические аккумуляторные батареи, в другой нижней - блок коммутации, содержащий контроллер, коммутатор и пакетные выключатели, а сверху размещены два зарядных устройства и блок питания, над которыми с наклоном расположен пульт управления.5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что аккумуляторные батареи расположены в контейнерах, выполненных на салазках, а контейнеры снабжены штепсельными разъемами для соединения аккумуляторных батарей с блоком коммутации.6. Установка по п.4, отличающаяся тем, что кузов выполнен трубчато-сварным с наклонной дугообразной ручкой, охватывающей пульт управления.7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена розеткой электрического разъема для отбора постоянного тока, параллельно соединенной с силовым электрическим кабелем отбора постоянного тока, расположенной на боковой стенке пульта управления.8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена розеткой электрического разъема, расположенной спереди кузова на корпусе электрогенератора для отбора от него переменного тока.9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что силовой электрический кабель отбора постоянного тока размещен на ручках крышки переднего отсека кузова.10. Установка по п.3, отличающаяся тем, что силовой электрический кабель подвода переменного тока от внешнего источника размещен на ручках задней стенки кузова.11. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дышло выполнено телескопически складным, а на кузове выполнен кронштейн для удержания сложенного дышла.12. Установка по п.1, отличающаяся тем, что пульт управления защищен от внешней среды органическим стеклом.13. Установка по п.1, отличающаяся тем, что колеса передней опоры выполнены диаметром, меньшим диаметра задних колес шасси.14. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на углах основания кузова установлены швартовочные узлы для зацепления погрузочно-разгрузочных строп.