Устройство для автоматического управления автономной электроэнергетической установкой Советский патент 1983 года по МПК H02P9/04 H02P9/30 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для автоматического регулирования напря-i жения генераторов, приводимых от двй гателей внутреннего сгорания, в составе автономных электроэнергетичес-/ ких установок.

Известно устройство для управления автономной электроэнергетической установкой, содержащее генератор постоянного тока с привЬдным двигателем внутреннего сгорания, комбинированный угольный регулятор напряжения, тока, мощности, генератор-усилитель, нелинейный резистор 1.

Указанное устройство обеспечивает фО{ 4ирование внеигаей характеристики генератора, содержащей участки постоянного тока, мощности и участок поднимающегося напряжения в ;функции тока нагрузки

Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие и КПД угольного регулятора, а также значительные габариты всего устройЬтва.

НаибсШее близким к предлагаемому лвляется устройство, содержащее генератор постоянного или переменного

тока, последовательно с обмоткой возбуждения которого включен регулирующий транзистор, соединенный с отпирающим его транзистором, который в свою очередь подключен к регулирую.щему транзистору, связ.анному со стабилитроном 1.2j,

Недостатком известного устройства является отсутствие токоогр ичения

to и ограничения мощности, что снижает надежность устройства и его функциональные возможности, а в ряде случаев делает его работу невозможной.

Цель изобретения - расширение

15 функциональных возможностей устройства при повышении его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического управления автономной электроэнерге20тической установкой с двигателем i :; внутреннего сгорания, содержащее генератор постоянного тока, релейный регулятор напряжения и источник задающего напряжения, снабжено регулято25ром тока с ограничением, датчик тока, нелинейным элементом, причем выход регулятора тока соединен с входом релейного регулятора напряжения, а входы соединены соответственно с

30 источником задающего сигнеша и выходом датчика тока, который через нелинейный элемент подключен к входу релейного регулятора напряжения.

На фиг. 1 представлена функциональная- схема предлагаемого устройсва; на фиг. 2 - его принципиальная схема; на фиг. 3 - внешняя характеристика генератора.

Устройство содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, который приводит во вращение вал генератора постоянного тока 2, обмотка 3 возбуждения которого подключена к выходу релейного регулятора 4 напряжения. Суммирующий и вычитающий входы регулятора 4 напряжения соединены соответственно с выходом регулятора 5 тока с ограничением и выходными зижимами генератора 2, в силовую цепь которого включен шунт 6. Датчик 7 тока своим входом подключен к. шунту 6, а выходом - к вычитакнцему входу регулятора 5 тока и через нелинейный элемент 8 к второму суммирующему входу регулятора 4 напряжения. Суммирующий вход регулятора. 5 тока через замыкающий контакт 9 подключен к источнику задающего напряжения.

Устройство работает следующим образом.:

При включенном контакте 9 задающее напряжение поступает на вход регулятора 5 тока, который под дейстбием этого сигнала переходит в режим насыщения и выдает на вход контура регулирования напряжения постоянный задающий сигнал, определяющий величину стабилизируемого напряжения на внешней характеристике генератора. КОНТУР регулирования напряжения представляет собой традиционную систему стабилизации с релейным регулятором напряжения, который работает в автоколебательном режиме и обеспечивает стабилизацию, выходного напряжения генератора на постоянном уровне при изменении его нагрузки.

Для компенсации падения напряжения в соединительных проводах силовой цепи генератора на вход регулятора 4 напряжения через нелинейный элемент 8 заведена полож;итвльная обратная связь по току нагрузки. При увеличении тока нагрузки увеличивается падение напряжения на шунте: б и выходное напряжение датчика 7 тока, которое суммируется с задающим сигналом, поступающим с регулятора 5 тока, обеспечивая поднимающийся участок внешней характеристики генератора А.Б. Релулятор 5 тока при этом находится в насвлщенном состоянии, поскольку выполняется условие («,)Кр 7и„аср , где Ug - сигнал с датчики- тока;

К. - коэффициент усиления регулятора 5 тока;

и - напряжение насыщения регулятора 5 тока.

Отрицательная обратная связь по току генератора в связи с этим на учас.т ке изменения тока О - I,

не действует. При токе генератора 1 разница напряжений .() становится таковой, что регулятор тока выходит из

0 насыщения и его выходное напряжение, которое одновременно является напряжением задания для контура регулирования напряжения, уменьшается пропорционально росту тока. Благодаря одно5 временному действию отрицательной обратной связи и положительной, пос-тупающей с нелинейного элемента 8, формируется прямолинейный участок внешней характеристики генератора БВ, близкий к участку постоянной мощности. Нелинейное звено 8 представляет собой нелинейность типа насыщение, работующую в линейной зоне при входных напряжениях,соответствующих

5 изменениях тока от О до IfMOX- При .токе нагрузки генератора 2, превышающем 1 гиахг положительная обратная связь по току генератора прекращает действовать .вследствие насыщения нелинейного элемента 8. При

этом работает контур отрицательной, обратной связи по току, который формирует участок внешней характеристики генератора ВГ, с постоянным его током.

5 Благодаря переключающейся структуре системы автоматического управления :и- последовательному включению регуляторов тока и напряжения обеспечивается внешняя характеристика

0 генератора, имеющая участки подъема АН, постоянства мощности (близкий к нему) БВ и постоянства тока, что позволяет расширить функциональные возможности предлагаемого уст5 ройства и повысить его надежность.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления автономной электроэнергетической установкой с двигателем внутреннего сгорания, содержащее генератор постоянного тока, релейный регулятор напряжения, источник задающего напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства при повышении еГо надежности, оно снабжено регулятором тока с ограничением, датчиком тока, нелинейным элементом, причем выход регулятора тока соединен с входом релейного регулятора напряжения, а входы Соединены соответственно с источником задающего сигнала и выходом датчика тока, который через не

линейный элемент подключен к входу регулятора нлйряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 320005, кл. Н 02 Р 9/04, 1971.

2.Заявка Японии 49-38482, кл. Н. 02 Р 9/30, 1974.