Автономная электроэнергетическая установка Советский патент 1980 года по МПК H02P9/04 

(54) АВТОНОМНАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к области аагономных электроэнергетических установок (АЗУ), содержащих двигатель внутр него сгорания (две) и генераторы постоянного и переменного тока, и может быть использовано, например, для получения переменного тока стабильной частоты от генератора, приводимого ЛВС с изменяющейся частотой вращения. Известны АЗУ состоящие из ЛВС и генераторов переменного и постоянного тока ll , Недостатком этих АЭУ я&ляется неоптимальный режим работы ЛВС. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому ре зультату является АЗУ, которая состоит из ЛВС, генераторов постоянного и пере менного тсжа, электромагнитного регулятора подачи топлива, токовая обмотка которого включена в якорцую цепь ге нератора постоянного тока, блока стабилизации частоты, угольных регулятфов напряжения и тока, угольный столбик каждого нз которых включен последовательно в день обмотки параллельного возбуждения генератора постоянного тока, измерителя активной мощности генерат а переменного тока, диодов и нелинейного преобразователя {2. Недостатком этой АЗУ является то, что фи отборе мощности генератором переменного тока постоянство его частоты осуществляется стабилизацией частоты вращения ЛВС независимо от величины мощности потребителей переменного тока, что приводит к повышенному износу двигателя и увеличенному расходу топлива. Цель изобретения - снижение расхода топлива и повышение мотороресурса приводного двигателя внутреннего при отборе мощности генератором переменного тока со стабильной частотой. Указанная цель достигается тем, что автономная электроэнергетическая установка, содержащая приводной двигатель внутреннего сгорания, генераторы посТоянного н переменного тока, эимектроКйагнятный регулятор подачи Tonmiaa, токовая обмотка которого тсллочена в якорную- цепь генератора постозш-юго тока,

блок стабилизации частоты, угольные ое-гудятсры тока и напряжения, угольйый

с-гоябшс ка.ждого из которых включен нослецоват-ельно в ц€шь обмотки параплйдьного возбукщения генератора постоянного

тока, измеритель активной мощности генератора переменного тока, оиоды и ке шнейкый-преобразователь, снабгшзна элекгеомагнитной муфтой скольжешш, синхронным тахогенератсром, инн кторным генератором-усйгштеяем и магнитным

усигштвлем, гфичем между зьрюдным валом редуктора и валом генератора пере мениого тока установлена элекгромагнй -ная муфта скопьягания, обмотка воебуждегшя котсгрой соедикека с вь яодом

MfirmjTHoro усшщтепя, одна из обмоток управлешш которого подкщочена к выходу блока стабилизации частоты, а иругея - 1C Бьгходньш зая-зшам измбрнте.1я активной МОЩНОСТИ, к которым также

через нелянейнын преобразоват-эль и циод пошадочено соиротиБлегше участка uemi ж збужц8нкя сиихроннйго тахогенератора и одна КЗ обмо-т«ж угольного регуяятрра tfOKa, а обмотка, ианрялсейея злектромаг™ Ш гйого регунят-сра поаачн топлззва йой-к йочена к вызсоду бесконтакшого сиихрокнш о индукторного reHepflTOfja-ycHлят-е)ш, Б цепь вогйуждения котс рог-о введен участок .силовой цепи генер 1тора пос тоякного тока.

На JT, 1 приведенй лришдипиальная ©нектричесасая схема уй-гройства; на фиг. графш«: зависнмости моилности цвиг-ателя вну1рен0х-го сгораняя от ето угяовойСкорости; на фда. S - график о8.зисимосг напряжения генератора ivi выходных заЖ1мах от тока stat-pyaiaj (внешняя характерЕстшса генератора).

Автономная эпектроэнергетйческаа установка состонт из двигателя I внугренего сгорания, щэйвопящего во вращение «эрез редуктор генератор 2 постоянного TOica (на фигурах редуктор не иокааан), бесконтактного си1- хронного генераторауснлителя 3 переменного тока с выгсрямителем 4, тахогенератора 5 с выпря, митепем 6, элекчромагнитиой муфты 7 скольжения, выходной вал которой соеринен с валом генератора 8 переменного тока, сймотка возбуждения которого подк1Ш чека к регулятору 9 напряжения,

На дроссельную заслонку ДВС воздействует эпектромагнитный регулятор поца-ш топлива, токовая обмотка которого включена последовательно в силовую цепь генератора 2 постоянного тока, В качестве формирователя внешней характеристики генератора постоянного тока и регулягорной характеристюси двигателя БН греннего сгорашся применен бесконтактный синхронный индукторный генератор-усилитель 3 переменного тока с вьлтрямителем 4, в цень обмотки 10 возбуждения которого введено встречно надегше нагфял ения на участке силовой депи генератора постоянного тока, а вьь юцные через сопротивление поц, к обмоткл5 11 нвпряжения электромагнитного регулятора поаачн топлива и через диоц 12, нелинейный элемент 13 и рабочую обмотку 14 встречно к генератору постоянного тока,

-Об:,-отка 15 возбуждения генератора 2 постоянного тока включена последовательно с угольными столбами регуляторов напряже шя 1.6 и тона 14 к выходным закшмам генератора 2, к которым также поцктаочена обмотка 17 управления регулятора J.6, Обмотка 18 этого регулятора вкшочена на папепие напряженияучастка силовой цепк генератора 2 и осуществляет 1опо а1тэпьную обратную связь по току иагру ОКИ генератора,

Обмотки у правде iHH регулятора 14 тока подключены соответственно: 19 - к вых,однык аажлмам измерителя 20 активной ЫО1ДНОС1Я Б аепи переменного тока, 21- 22 на падешге нащэяжендя участка силовой 1хеш1 генератора 2.

Кроме того, рабочая обмоук 22 ре- г;л«ятора 14 обт-екается током, величяна которого определяется разностью на гпэяжегшй генератора 2 и генератора -уси геателя 3 по цепогяе, содержащей неяинейнБ1й элемент 13 и диод 12.

Благодаря наличгпо диода 12 ток в этой цепочке протекает только в одном направлении, при превышении напряжения генератора 2 над напряжением генератора-усилителя 3.

Электромагнитная.муфта 7 скольжения расположенная мелшу выходным валом повышающего редуктора 23 и валом синхронного генератора 8, возбуждается постоянным TOKOt с выхода магнитного усилателя 24, обмотки управления которого соответственно подсоединены: обмотка 25 смещения к независимому источнику пос тоянного напряжения, обмотка 26 положительной обратной по току нагру кл генератора 8 - к выходньгм зажимам измерителя 20 активной мощности, обмо ка 27 отрицательной обратной связи по частоте переменного-тока генератора 8 к выходу блока 28 стабилизации частот Кроме того, выходные зайшмы измер теля 20 активной мощности через нелинейный преобразователь 29 и диод ЗО подсоединены к сопротивленшо 31 участ ка цепи обмотки 32 -возбуждегогя тахог нератора 5. Устройство работает следующим образом. При отборе мощности на переменном токе стабильной частоты в случае отклонения частоты переменного тока гене ратора 8 от номинальной, например в сторону увеличения, сигнал на выходе блока 28 возрастает, что приводит к уменьшеншо тока возбуждения электромагнитной муфты 7 скольжения {выходного тока магнитного усилителя 24). С уменьшением тока возбуждения возрастае частота скольжения индуктора муфты относительно якоря и уменьшается час-гота (скорость) враще шя выходного вала, эле тромагнитной муфты 7 скольжения а сле довательно, и частота переменного тока генератсра 8. Сигнал, пропорциональный изменению .{ощности нагрузки переменного тока с выхода измерителя 20 активной мошности по цепочке, содержащей нелинейный преобразователь 29 и диоа 30 подаегсз встречно на сопротивление цепи возбуждения тахогенератора 5, шличнна тока возбуждения которого уменьшается, что приводит к уменьшению тока в обмотке 11 напряжения регулятора повачи топлив Обороты приводного двигателя внуареннего сгорания повышаются, Действие устройства при этом нанрав лено на формироваьше оптимальной регуляторной характеристики двигателя внутреннего сгорания и создание положитвль ной динамической мощности, обеспечиваю щей повышение скорости щзащения двигателя 1 внутреннего сгорашга до номннального значения при ударном набросе наЗгрузки. Преобразователь 29 придает зависимо ти нелинейный., характер, соответствующий оиггнмальной регуляторной характеристйке 1си (МзУСфиг. 2). Оптимальная регу- шторная характерис тика двигателя 1 внутреннего сгорания характеризуется 1ю}1иженной скоростью Вращения его прв холостом ходе и малых нагрузках, что способствует увеличению моторесурса н экономик топлива, а при повышен1Ш отбираемой от двигателя 1 мощности оптимальная регуляторная характеристика совпадает с характеристикой о MHtrHMfivTbHoro расхода топлива (Ц-й- внешнай хара тернстика двигателя) В режиме одновременкого отбора мощности по переменному и постоянному тока действие устройства направлено на |)ормнрование у генератора 2 внешней характеристики, состс щей (фЕГг. 3) из участка АБ повышения выходного напрялсения генератора в функции тока нагрузки, участке БВ постоянства мощ ности, участка BE постоянства тока нагрузки. Повьгщение нащ)яженйя на зажимах генератора 2. в функШи тока нагрузки достигается с помощью угольного регуяатора 16 напряжения. При этом за счет ко пенсацни падения напряжения в ЕНтающйх кабелях повышается точностью июддерясання напряжения на зажимах потребителя. Начиная с тожи и, которая соотЕзт-с-твует максимальной мощности двигатеяя внутреннего сгсрания, в работу . Ветупает угольный регулятор 14 тока. Управленке регулятором 14 осущестшгйется обмотками 18-20. Благодаря, действию обмоткк 19 регулятора 14, тоа в к&1чэрой Пропорционален величине активной мошности liarpyasH переменного Tosa, регулятора 14 изменяется, Тем самым букет формироваться уяастш: БВ (E)i- асЕлк)чает перегрузку дрйга| В1 sBfTpemisro сгорания. С помощью сбмотЕН 2-2 , вклгоченной iia разгюсть напряйёвнй ге ратора 2 и генератора-усялзтелк 3 по цепочке, содержащей нелинейный элемент 13 и янод 12, увеличение тока генератора постоянного Г€жа приводит к пропс эциокальному понижению напряжения генератора 2. Характеристика нелинейного элемеета IS таким образом, чтобы с еспечивать постоянство мощности выгрузки и формярование гиперболического участка 68 внешней характеристякн генератора постоянного тока, соотватх твующего максимальному значению мошностн, развиваемой приводным двэгат-елем. образом, при лаброое нагруэн. щдевышающей мощность двигателя внутреннего сгорания, снижение нагфяжения генератора 2 по гиперболическому закону обеспечивается на уровне, соот тствующем текущему значению скорости вращения двигателя 1. При этом создаются услоачя для повышения скоро ти врашения двигателя 1 до требуемого значения. Внедрение данного изобретеЕшя позволяет достичь значительный экономический эффект за счет уменьшения расхода топлива и повышения износоустойчивости тейпового двигателя внутреннег сгорания. Формула изобрети; ни А втоиом пая электроэ нергетическая установка, содержащая приводной двигатель внутреннего сгорания генераторы постоянного и переменного тока, электромагнитный регулятор подачи топлива токовая обмотка которого включена Б: якорную цепь генератора постоянного то ка, блок стабипнзашга частоты, угольны регупятс ы тока и-напряжения, угольны столбик ка ;сдого из которых вк.почен последовательно в цепь обмотки параллельного возбуждешга генератора постоя иого тока, измеритель активной мощнос ти генератора переменного тока, цкоаы а нелинейный преобразователь, о т п ич а ю. щ а я с я тем, что, с целью снижения расхода топлива и гювышеюг.я мотороресурса приводного кшпатхэгш пр

...„./ - -O lWrftv

ij V 1

„...4 -3/, I f

.J I

.-|. ior-™« 3,:e g

I I .

SfM ,

Д j

3f .

Ч„„,„„л„„ Vl.X

.,«-.-Л.,-.5..-«« Xv1„„™„Л

Ц Г n i ™.i,, „™l.

i L-i±:4

J

Фиэ. / отборе мощности генератором переменного тока со стабильной частотой, установка, снабжена электромагнитной муфтой скольжения, а-гихроиньм тахогенератором, HHnyKTOpHbUv) генератором-усиш1телем и магнитным усилителем, причем между вь;хойным валом редуктора и валом генератора переменного тока установлена электромагга-гтная муфта скольжения, обм15тка возбуждения которой соединена с выходом магнитного усилителя, одна из обмоток управле}сия которого подключена к выходу блока стабилизации частоты, а другая - к выходньм зажимам иэмеригеля активной мащности, к которым также через нелкнейный преобразователь н рлод подключено сохгротиБпение участка цепи возбуждения синхронного тахогенератора и одна из обмоток угольного регулятора тока, а об уютка напряжения электромагнитного регулятора подачи топлива подключена к выходу 6ecKoifiтактного синхронного индукторного ге нератора-.усипителя, в цепь возбуждения которого ввецеп участок силовой цепи геnepaTop-ci постоянного тока. Источники информадаи, upHHHTbie во внимание ирк экспертизе 1, Эпе.кгроснаб}кеш е летательных аптпзратов. Под. ред. -щзоф. М. М. Красношапкн М,.; Воениздат, 1973, с, 412-428, .2, Авторское свидетельство СССР Na 479210, ЕП. Н 02Р 9/04, 1972/

Фие.2

СОд

IB и.