Устройство для автоматического управления автономной электроэнергетической установкой

ОП И САН ЙЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ нц 4792 В Ооаз Соеетскнк Социалистическик Республик61) Дополнительное к авт, свид-ву22) Заявлено 28.11.72 (21) 185090124-7с прцсосдшн нцсм заявки23) Приоритет эр 904 М. Кл Гос дарственнын комите ооета Министров СССРпе делам иэобретений и 30.07.75. Бюллетень2 Гикованця описания 08.10.75(088.8) блик открытии та опуб 72) Автор цзобрстецц. Степанен 1) Заявитсл 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИ АВТОНОМНОЙ ЭЛ ЕКТРОЭНЕРГЕТИЧ ЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ 30 Изобретение относится к устройствам автоматизации автономных электроэнергетических установок с генераторами постоянного ц переменного тока, приводимыми во вращение двигателем внутреннего сгорания.Известно устройство автоматического управления автономной электроэцергетцчсской установкой с генераторами постоянного ц переменного тока и приводным двигателем внутреннего сгорания, содержащее электромагнитный регулятор подачи топлива, токовая обмотка которого включена в якорную цепь генератора постоянного тока, фазочувствительный выпрямитель с контуром последовательного резонанса управляемый выпрямитель, регуляторы напряжения ц мощности, измеритель активной мощности, модулятор, блок умножения и нелинейные преобразователи,Недостатком известного устройства является сложность схемы и низкая надежность.Цель изобретения - устранить указанные недостатки.Это достигается за счет того, что обмоткауправления блока умножения подключена через первый нелинейный преобразователь к зажимам генератора постоянного тока, в якорную цепь которого включена обмотка управления модулятора, по выходу соединенного с рабочими обмотками блока умножения, выходные зажимы которого через выпрямитель соединены с одноц цз обмоток управлеция ре. гулятора мощности, две другие обмотки которого также через выпрямители соединены с подвозбудителем и измерителем активной мощности, причем обмотка напряжения электромагнитного регулятора мощности подключена к выходу управляемого выпрямителя, по цепи управления соединенному через фазоимпульсный орган с выходом фазочувствительного выпрямителя с контуром последовательного резонанса на управляемом дросселе, обмотка подмагничивания которого через второй нелинейный преобразователь и выпрямитель подключена к выходным зажимам блока умножения.На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства; на фцг. 2, а - зависимость мощности Ждвигателя внутреннего сгорания от его угловой скорости со.,; на фиг. 2, б - зависимость напряжения Угенератора ца выходных зажимах от тока его якоря 1, (внешняя характеристка генератора).Объектом управления является автономный электроагрегат, состоящий из двигателя внутреннего сгорания (ДВС), приводящего во вращение генератор постоянного тока Г ц бескоцтактный генератор переменного тока, конструктивно состоящий из подвозбудителя ПВ, возбудителя ВЗ, вращающегося выпрямителя ВВ с обмоткой возбуждения ОВСГ и син.60 05 3хронного генератора СГ с регулятором напряжения РН.На дроссельную заслонку ДВС воздействует электромагнитный регулятор подачи топлива, токовая обмотка ЭРТ которого включена последовательно в силовую цепь генератора Г, а обмотка напряжения ЭРН подключена к выходным зажимам управляемого выпрямителя УВ на тиристорах. Управляющие электроды тиристоров подключены через фазоимпульсное устройство ФИУ к выходным зажимам фазочувствительного выпрямителя ФВ с контуром последовательного резонанса, образованным конденсатором С и обмотками управляемого Др 1 и неуправляемого Др 2 дросселей. Обмотка подмагничивания дросселя Др 2 подключена через нелинейный преобразователь Н 111 и выпрямитель В 1 к выходным зажимам блока умножения БУ. Обмотка возбуждения ОВГ генератора Г включена последовательно с угольными столбами регулятора напряжения РУН и регулятором мощности РУМ к выходным зажимам генератора Г, к которым также подключена обмотка управления ОУ 1 регулятора РУН. Обмотка ОУ 2 этого регулятора включена на падение напряжения участка силовой цепи генератора Г,Обмотки управления регулятора мощности РУМ подключены через выпрямители В 1 - ВЗ соответственно к выходным зажимам: ОУЗ - блока умножения БУ, ОУ 4 - к выходным зажимам подвозбудителя ПВ, ОУ 5 - измерителя активной мощности нагрузки ИАМ в силовой цепи генератора СГ,Измеритель мощности нагрузки генератора Г представляет собой два каскадно включенных магнитных усилителя-модулятора М и блока умножения БУ, собранных по мостовой схеме, Обмотка управления модулятора М включена последовательно в якорную цепь генератора Г, К выходной диагонали моста модулятора М подключены рабочие обмотки блока умножения БУ. Обмотка управления блока БУ подключена через нелинейный преобразователь НП 2 к зажимам генератора Г.Устройство работает следующим образом.При отборе мощности на переменном токе стабильной частоты выключатель К включен, закорачивая рабочую обмотку управляемого дросселя Др 2.Действие устройства при отклонении частоты переменного тока от резонансной частоты контура, образованного из конденсатора С и обмотки неуправляемого дросселя Др 1, направлено на такое изменение тока в обмотке напряжения электромагнитного регулятора подачи топлива, при котором частота тока (а следовательно, скорость вращения двигателя внутреннего сгорания) оставались бы на неизменном уровне.Так, например, при увеличении частоты изменение фазы управляющих импульсом на выходе фазоимпульсного устройства ФИУ приведет к уменьшению угла управления тиристоров, что вызовет увеличение среднего 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 значения выпрямленного тока в обмотке напряжения ЭРН электромагнитного регулятора подачи топлива, что приведет к уменьшению скорости вращения двигателя внутреннего сгорания за счет уменьшения подачи топлива в двигатель.В режиме поддержания стабильной скорости вращения двигателя ДВС обеспечена возможность отбора мощности и на постоянном токе,Действие устройства при этом направлено на формирование у генератора Г внешней характеристики, состоящей 1 см. фиг. 2, б) из участка повышения выходного напряжения генератора в функции тока нагрузки АБ; участка постоянства мощности нагрузки БВ; участка постоянства тока нагрузки ВЕ.Повышение напряжения на зажимах генератора Г в функции тока нагрузки достигается е помощью угольного регулятора напряжения РУН.При этом за счет компенсации падения напряжения в питающих кабелях повышается точность поддержания напряжения на зажимах потребителя,Начиная с точки Б, которая соответствует максимальной мощности двигателя внутреннего сгорания, в работу вступает угольный регулятор мощности РУМ,Управление регулятором РУМ осуществляется обмотками ОУЗ - ОУ 5.Обмотка ОУЗ питается выходным током измерителя нагрузки постоянного тока, содержащего модулятор и блок умножения.Модулятор М преобразует ток генератора Г в пропорциональное напряжение переменного тока, которое используется для питания блока умножения БУ, Учитывая, что ток в обмотке управления блока умножения пропорционален выходному напряжению генератора Г, выходное напряжение блока умножения пропорционально электрической мощности нагрузки генератора Г.При неизменной скорости вращения ДВС напряжение на выходных зажимах подвозбудителя неизменно. Ампер-витки, создаваемые обмоткой ОУ 4, подключенной через выпрямитель к подвозбудителю, будут также неизменными,С помощью обмотки ОУЗ, осуществляющей отрицательную обратную связь по мощности нагрузки, будет обеспечено формирование гиперболического участка БВ внешней характеристики генератора Г, соответствующего максимальному значению мощности, развиваемой ДВС,При одновременном отборе мощности на постоянном и переменном токе благодаря дей. ствию обмотки ОУ 5 ток в которой пропорционален активной мощности нагрузки перемен ного тока, уставка регулятора РУМ будет изменяться.Так, например, будет формироваться участок БВ(Е), что исключит перегрузку ДВС,Характеристика нелинейного преобразователя НП 2 в цепи обмотки управления блока умножения БУ, измерителя папрякешя генератора Г рассчитана таким образом, что при значениях У, ) С, (У, - напряжение в точке В) нелинейный преобразователь НП 2 работает, как пропорциональное звено,При значениях У( У, благодаря действию НП 2 на обмотку управления блока БУ поступает постоянный сигнал, в связи с чем сигнал на выходе этого блока будет пропо",- ционален только тОкУ нагрузки геыепатсря Г Т, е, регулятор мощности при указяыиых значениях выходного напрякееия геЕвпатора Г вырождается в регулятор тока, обеспечивая формирование участка постоянства токо ВБ.При отборе мощности только;.:;", Постоянном токе выключатель К Выклочеп.Действие устройства В этом рскпл и,";равлено на формирование оптимальной регуляторной характеристики двигателя Внутреннего сгорания и создание положптельпои лшямической мощности, обеспечивающей повышение скорости вращения ДВС до поминального значения при ударном набросе нагрузки.Оптимальная регуляторная характеристика бж двигателя внутреннего сгорания месм. фиг. 2, а) характеризуется тем, что уровень скорости вращения ДВС при холостом ходе и малых нагрузках повнее, что способствует увеличению моторесурса и экономии топлива, а при дальнейшем увеличении отбпрасмой от ДВС мощности оптимальная регуляторная характеристика совпадает с характеристикой бб минимального расхода топлива (аа - внешняя характеры.,тпкя двигателя),В связи с этим, 1 рп холостом ходе установки контур последовательного резонанса, образованный конденсатором С и обмотками дросселей Др 1 и Др 2 настраивается путем изменения емкости конденсатора С на необходимую пониженную частоту,При увеличении мощности нагрузки генератора Г контур последовательного резонанса автоматически перестраивается за счет питания обмотки подмагничивания управляемого дросселя Др 2 выходным током блока умножения БУ. Этим достигается изменение скорости вращения ДВС в функции мощности нагрузки генератора Г, Благодаря нелинейному преобразователю НП 1 в цепи обмотки подмагничивания дросселя Др 2 зависимости оь, = ) (М,) придается нелинейный характер,6соответствующий оптимальной регуляторной характеристике.Положительная динамическая мощность образуется блаГОдяря штаниО Оохотки ОУ 4 регулятора РУМ выходным напрякением подвозбудителя ПВ, зависящим от скорости вращения,При набросе нагрузки, превышающей без ограничения мощность ДВС, снижение напряжения генератора Г по гиперболическому закону сбеспечивяется на уровне, соответствующем текупему знячени;о скорости вращения ДВС, Прп этом создаются условия для повышеия скорости вращения ДВС до требуемого значения,Предмет пзобоетенпяУстройство для автоматического управленияавтономной электроэнергетпческой установкой с генераторами постоянного и перемешюго тока и приводным двигателем впутрешего сгорания. содержаНее электромагптны регулятор по,ея и топлива, токовая обмотка которого включена в якорную цепь генератора постоянного тока, фазочувствптельный выпрямитель с контуром послелОВятсл 1 нОГО резонанса,.управляе. ы 1 вьпрямптель, регуляторы напряжения и мощности, измеритель активной мощности. модулятор, блок умножения и нелинейные преобразователи, о т л и ч а ю щ е ес я тем, .ч.о. с 1 сеЬо упрощения и повышения ееядежпост 1, ОО.Еоткя управления Олокя умно- кения подключена через нелинейный преобразовател: к зажимам генератора постоянпоЗ 5 го тока, В якорпук и:1, которого вклоепяОбхеоткя , ппяв,О 115101,",5 то 1 я, по Выходу соединенного с рябоч;Емп Оомоткям 1 блохе умпоже 11 я, выходыые зажимы которого через ььп ряигель соед.шепы с олпой пз обмо О ток управления регулятора мощности, дведругие обмотки регулятора также через выпрямители соединены с подвозбулптслем изЕеритслем активной моНюстп, пр:ем Обмотка няпрякснп 5 элсктромяГнптпОГО рог,5 торе подачи топлива подклоцеа и выходу управляемо 0 Выпр 51 м 1 теля. По цепи уп 1 яВ;ения сосдпЕеПоы через фазопмпульснып орган с Выходом фазочувствптельного выпрямителя с коптуром послеловятс,пного резопапса пя управляемом дросссле, обмотка пол 5 агпп п 1 япия которого через второй пелппеьп Преобразователь и выпрямитель подключеея к Выходным зажимам блока умножения.47921 О ог.7 Составитель В. КруглоТекред 3, Тараненко актор В. Девято Подписи Тираж 782комитета Совета Министров ССретений и открытийРаушская наб., д. 45 Типография, пр, Сапунова, 2 аказ 269913 Изд.1623 ЦНИИПИ Государственного по делам изо Москва, Ж, орректоры: И. Позняковская и Н. Аук