УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ Советский патент 1972 года по МПК B64F1/34 H02P7/34 

Известны устройства для автоматического управления автономной электроэнергетической установкой с генератором переменного тока, выпрямителем и приводным карбюраторным двигателем внутреннего сгорания, содержащие электромагнитный регулятор подачи топлива с усилителем, датчик нагрузки, регулятор возбуждения генератора и фазочувствительные выпрямители с контурами последовательного резонанса. Однако такие устройства обеспечивают один уровень скорости вращения теплового двигателя и жесткую внешнюю характеристику генератора, что приводит к снижению надежности, моторесурса и повышенному расходу топлива.

Цель изобретения - повышение надежности, экономия топлива и увеличение моторесурса приводного двигателя при частотном БзаИМоовязанном управлении и отборе мощности на постоянном и переменном токе. Это достигается тем, что в качестве индуктивностей контуров последовательного резонанса применены управляемые дроссели, обмотки подмагничивания которых подключены к выходу датчика нагрузки. Выходные зажимы одного фазочувствительного выпрямителя подключены к усилителю электромагнитного регулятора подачи топлива, а другого -- через диод к регулятору возбуждения генератора.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Объектом управления является автономный агрегат, состоящий из генератора 1 переменного тока, приводного карбюраторного двигателя 2 и выпрямителя 3. На дроссельную заслонку двигателя воздействует электромагнитный регулятор 4 подачи топлива с усилителем 5. Пружина этого регулятора стремится максимально открыть дроссельную заслонку, т. е. увеличить подачу топлива, а его обмотка при наличии в ней тока закрывает заслонку. Результирующее действие пружины и обмотки определяет подачу топлива. Ко входу усилителя 5 подключены выходные зажимы фазочувствительного выпрямителя 6 с контуром последовательного резонанса, образованным конденсатором 7, сопротивлением 8 и обмотками управляемого дросселя 9. Обмотка под0 магничивания дросселя 9 подключена к выходу датчика 10 нагрузки генератора через выключатель 1L Вход регулятора 12 возбуждения генератора подсоединен через диод }3 к выходу фазочувствительного выпрямителя 14 с контуром последовательного резонанса, образованным конденсатором 15, сопротивлением 16 и обмотками управляемого дросселя 17. Обмотка подмагничивания дросселя 17 подключена к выходу датчика 10.

В качестве измерительного органа частоты переменного тока (скорости вращения карбюраторного двигателя) использован фазочувствительный выпрямитель 6. Резонансная частота контура последовательного резонанса равна требуемой выходной частоте установки. Благодаря высокому коэффициенту усиления усилителя и работе измерительного органа частоты в области резонанса всякое отклонение частоты переменного тока от резонансной приводит к соответствующему изменению тока на выходе выпрямителя и в управляющей обмотке регулятора 4 подачи топлива, направленному на устранение отклонения частоты от требуемого значения, чем достигается высокая точность стабилизации частоты при статическом регулировании.

При отборе мощности на постоянном -токе выключатель 11 включен. Для экономии топлива и увеличения моторесурса двигателя скорость вращения его регулируется в функции мощности нагрузки генератора. Скорость холостого хода двигателя при этом составляет 75%; поминальной, что достигается настройкой резонансного контура, образованного конденсатором 7, сопротивлением 8 и обмотками дросселя Я на соответствующую частоту (например, 300 гц).

Характеристика датчика 10 нагрузки выбрана так, что изменение мощности нагрузки от нуля до номинальной приводит к автоматическому перемещению точки резонанса контура выпрямителя 6 за счет подмагничивания дросселя 9 с 300 до 400 гц, а следовательно, к повышению скорости вращения двигателя с 75 до 100%. В связи с пониженной начальной скоростью и ударным характером нагрузки генератора при отборе мощности на постоянном токе в устройстве образуется положительная динамическая мощность, обеспечивающая повышение скорости вращения двигателя до номинального значения за счет автоматического снижения напряжения генератора при набросе нагрузки, превышающей без ограничения мощность двигателя. С этой целью обмотка подмагничивания дросселя 17 выпрямителя 14 питается током датчика 10 нагрузки.

Резонансный контур выпря.мителя 14 настроен на частоту несколько выше нижнего допустимого уровня частоты установки (294 гц).

При набросе толчковой нагрузки, превышающей без ограничения мощность теплового двигателя, увеличивается выходное напряжение датчика 10 нагрузки и изменяется ток подмагничивания дросселей 9 и 17, что приводит к повышению резонансных частот контуров выпрямителей 5 и 14.

Увеличение резонансной частоты контура выпрямителя 6 позволяет уменьшить ток в обмотке управления регулятора 4 подачи топлива, а следовательно, увеличить подачу топлива. Увеличение резонансной частоты контура выпрямителя 14 приводит к появлению тока в регулятора 12 возбуждения, под действием которого напряжение генератора 1 понижается, что обеспечивает появление положительной динамической мощности и повышение скорости вращения. В свою очередь, повыщение скорости вращения двигателя обуславливает уменьшение разницы между фактической и резонансной частотами контуров, уменьщение сигнала на выходе выпрямителей и установление состояния равновесия, при котором мощность, развиваемая двигателем, соответствует мощности нагрузки.

При отборе мощности на переменном токе выключатель // выключен. Резонансный контур выпрямителя 6 перестраивается изменением емкости конденсатора 7 на частоту, равную требуемой выходной частоте (400 гц).

Для повышения надежности установки в работе и уменьшения степени снижения частоты при перегрузке, в схеме обеспечено формирование гиперболического участка внешней характеристики генератора на уровне предельной мощности карбюраторного двигателя. Работа установки на этом участке внешней характеристики осуществляется при постоянстве выходной мощности, что достигается автоматическим снижением напряжения генератора при росте тока нагрузки таким образом, что мощность остается постоянной. Это достигается тем, что по мере увеличения мощности

нагрузки генератора / увеличивается выходное напряжение датчика 10 нагрузки, что приводит к увеличению тока подмагничивания дросселя 17, который при полной подаче топлива и предельной мощности нагрузки обеспечивает настройку контура на резонансную частоту, несколько большую нижнего допустимого уровня номинальной частоты (394 гц).

При дальнейшем увеличении мощности нагрузки начинается снижение скорости вращения двигателя, что приводит к изменению тока, протекающего через регулятор возбуждения. Применение контура последовательного резонанса позволяет снизить выходное напряжение генератора практически без снижения

частоты за допустимые пределы (±2%).

Преамет изобретения

Устройство для автоматического управления автономной электроэнергетической установкой с генератором переменного тока, выпрямителем и приводным карбюраторным двигателем внутреннего сгорания, содержащее электромагнитный регулятор подачи топлива с усилителем, датчик нагрузки, регулятор возбуждения генератора и фазочувствительные выпрямители с контурами последовательного резонанса, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, экономии топлива и увеличения моторесурса приводного двигателя при частотном взаимосвязанном управлении и отборе мощности на постоянном и переменном токе, в качестве индуктивностей контуров последовательного резонанса применены управляемые дроссели, 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.

в 0