Автономная электроэнергетическая установка

Союз Советски кСоциалистическихРеспублик 11) 744890(53) УЛК 621 ,313,12.024. .025.07 (088,8) йо делая изобретений и открытий(54) АВТОНОМНАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Изобретение относится к области ав тономных электроэнергетических установок (АЭУ), содержащих двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и генераторы постоянного и переменного тока, и может5 быть использовано, например, для получения переменного тока стабильной ча тоты от генератора, приводимого ДВС с изменяющейся частотой вращения,Известны АЭУ состоящие из ДВС и генераторов переменного и постоянного тока 11, Недостатком этих АЭУ является неоптимальный режим работы ДВС.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является АЭУ, которая состоит из ДВС, генераторов постоянного и переменного тока, электромагнитног о регулятора подачи топлива, токовая обмотка которого включена в якорцую цепь генератора постоянного тока, блока стабилизации частоты, угольных регуляторов напряжения и тока, угольный столбик каждого из которых включен последовательно в цепь обмотки параллельного возбуждения генератора постоянного тока, измерителя активной мощности генератора переменного тока, диодов и нелинейного преобразователя 12.Недостатком этой АЭУ является то, чго гри отборе мощности генератором переменного тока постоянство его частоты осуществляется стабилизацией частоты вращения ДВС 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 сгорания при отборе мощности генератором переменного тока со стабильной частотой.Указаннвя пель достигается тем, что автономная электроэнергетическая уста- ножа, содержащая приводной двигатель вцутреннего сгорания, генераторы пос тОИ ннОГ О и пер 8 ме Б НОГ о тока, еле 1 тр 0"- магнитный регулятор подачи топлива, тоК 1 вая Обьотка котор Ог о к .Лечена -, -1,.0 БЛО непь Генератора постояцнОГО тОка, блок стабилизации 1 астоты угольные 08- гуляторы тока и напряжения, угольБЫЙ СТОЛбни КЯЖДОГО НЗ КОТОРЫХ Вк тПОЧен ПОС ледовюельно В цепь обмотки паряллельно-. ГО ВОзбужцения генератОра постояннОГО тока, измсритепь яктиВной мОщнОсти Ге=.нераторя переменного тока, диоды и Бе- лице йнь 1 й . ПреобразОВатель, снабжена э лак тромаГнитной муфтой скольж 81 ия, сиц- ХРОННЫМ ТЯХОГВНЕРЯТОРОМ ИБДУКТОРБЬтМ ГЕНЯРЯТОРОМ, УСИЛИТЕЛЕМ И МЯГПИгНЫМ УСИЛИТЕЛЕМ ПРИ 18 М МЕЖДУ В ВХОДНЫМ Ва, ЛОм редктора и 1-.;алом генеЗатора пере- МВБЦОГО тОКа ттСТЯттл 811 а ЭЛЭКТРОМЯГЦИТ-.ная муфта скольжения, обмотка возбужДВНИЯ КОТОВОЙ СО 8 ДИБЕБЯ С ВЫХОДОМ Ма 1 тн 01 О у 1 лнт 1 т 1 раля Одца ИЗ 01 м ОТОтт УПРЯВЛент 1 Я КОТОРОГО ПОДКтЛОЧЕНЯ К ВЫХЕтблбкя стабилизации чястОты, я цву- ГЯЯ К 1 тытоДнт 11 т 1 .таЖИМЯМ 1 тЗ 18 ЗЧтт 811 Я ЯКТПВНОИ М 01 ЦЧОСТИ. К Кот 1 ОВЫМ т ЯКЖР т 181 ез це,тнчейцый т 1 ттербразова 1 ел 1 и П 11 сл ПОД 1 ЯЛЭЧЕНО СОПРотт 1 ВЛЕ 1 П 18 тгт 1 ЯСТКЭ т 18 ттн возб:.Иренин синхронного тахогенератопа И ОДНИ ИЗ фт 1 тТОК УГОЛЬЧОГт ютУ 1 тт 1 а1Бтттчтттт РсРУЛЧтт 3 Я Пет 1 ачя ТОПЛИВЯ П Д кл 10 чЧ 1 та к Вьт Оду бесконтякт 1 тот Р си 11 ХРОНЦОГО И 1 ттттУКТОРНО 10 ГЕтеРЯТОРЕ-УСИ лителя в Б 81 пт Во 1 бужденич котозто 10 Вве,. ден участок,силОВОЙ цепи Ген 8 рятора ЦОС тоянНОГО ТОКЯ.) П 1 тВЕДена ПР 11 нттптп 11 ЯЛЫЖЯЗЛВКТрическая СХ 8 МЯ устро 11 СТР 1 Ба 4 и сГтРЯ 1 ЛЦС ЗЯВИСИМОСТИ МОЩПОСТП ДЭИГЯТ 8111111ВЦУТРЕНт,т+О СГОРЯНЧЯ ОЕГО УГЧОскорости; на фиг, 3 - график зав 1 фсимостинапряжения генеряРора Ба В 1 1 ходных ж":жтц 1 . УЛ ТО 1 тт ЧЯ 1 т 37 ЗКН 1 ВНОЩНЧЯ Х РЯКтеристика генератора).Автономная электрОэнергетич 8 ская установка сОстОит из дВигятеля 1 внутрен" негоГорация, приводщего во Врщни ч 8 р 8 з редуктор Генератор 2 постояннОГО ТОКЯБа фИГУРЯХ 08 ДЧЛ ОР БЭ ПОКЯзатт)- бесконтактного си 1 гхронного ге нератораусилителя 3 переменного тОки с выпрямителем 4, тахогенератора 5 с Выдоя мителем 6, электромагнитной муфты 755скольжения, вьгходной вал которой соединен с Валом Генератора 8 переменного тока, обмотка возбуждения которого под" КщОЧЕНЯ К рЕГудятОру 9 НЯПряжЕ 1 ття,О 4г 1 а дроссельную заслонку ДВС воэдейс 1 вует электромагнитный реГулятор Податц. ТОПЛИВя ТОКОВЯЯ ОбмОТКя КОТОроГО В 1 л 10 чена последовательно в силову 10 цепь Генератора 2 постоянпОГО тока. В качестве формирОВателя Внешней харяктеристи 1 о 1 генератора. постоянного тока и регуляторной характеристики двигателя Вцутре 11 него сгоракия применен бесконтактный синхронный индукторный генератор-усилитель 3 переменного тока с Выпоямителем 4, В цепь обмотки 3.О Возбуждения которого введено встречно паде 1 тие напряжения ця участке силовой цепи генератора постоянного тока, а выходные зажимы через сопротивление подкл 1 ачепы к обмотке 1.Х напрюкения электромагнитного регулятора подачи топ 1 П 1- а и 1 еоез диод 32 пелинейный элемент .1 и рабочу 10 обмотку 3.4 Встречно к ГЕЦ 8 РаттРУ ПССтОЯННОГО тОКа,.Об 1 отка 35 возбуждения генератора 2 т 1 ОСТОЛННОГО тОКЧ ВКЛ 1 ОЧЕНЯ ПОСЛЕДОВатЕЛЬ-.т уготтьньчфифтоттбами регуляторов на 11 т);:.ужЕНИН 1.6 И ТОНЯ 3.4 К ВЬБОДНЫМ Зажимам генератора 2, к которым также педкл 1 очена Обмота . 7 Управления реГу, - ,ятора 1,6, Обмотка 18 этого регулятора вкл 1 очена ня пяд 81 П 18 напряжения учястка силовой цепи генератора 2 и осу 1 дестщиет ,толехтчтель 111 т 1 т Обратную связь по токуца рузу 11 ген 8 ратера,Сбмйт 1 и упрЯВления реГу 1 В 1 тора 14 токя 1 п 011 кл 10 чены соответственно; 3.9 - кв 11 ходным зажимам измерителя 20 активной мо 1 цности в цепи переменного тока,21;-.;2 на падение напояжерд 1 П участкат И 11 ЕВОй ЦЕПЦ ГЕНЕРЯТОРЯ1 троме того рабочая обм.";,и;г ре: улятот а .1.4 Обтекается током, величина которого опрделятся разностью напряжений генератора 2 и генератора -усиЛИТ 811 Я. ПО Цепс.ттКЕ, СОДЕР 11 ЯЩей НЕЛИнейцый элемент 3 и диод 12. Б,11 агодаря налич 1 цо диода 12 ток в этой цепочке протекает только в одном Направлении, при превыщении напряжения Генератора 2 над напряжением генератора-усилителя 3.3 т 1 ЕКтрОМЯГННтцая Муфта 7 СКОЛЬжеиня, РЯСПОЛОЖ 8 ПНЯЯ МЕЖДтт ВЫХОДБЫМ ВЯЛОМ повыша 1 ощего редуктора 23 и валом синхронного генерат 0 ра 8, возбуждается пос- ТОЯБНЫМ ТОКОМ С ВьтХОДЯ МЯГНИТНОГО УСИ- литетщ 24, .Обмотки управления которого соответственно подсоединены; обмотка 25смещения - к независимому источнику постоянного 11 апряжец 11 я, обмотка 26 поло житепьной обратной связи по току нагрузки генератора 8 - к выходным зажимамизмерителя 20 активной мошности, обмотка 27 отрицательной обратной связи почастоте переменного тока генератора 8 - 5к выходу блока 28 стабилизации честоты,Кроме того, выходные зажимы измерителя 20 активной мощности через нелинейный преобразователь 29 и диод ЗОподсоединены к сопротивлению 31 участка цепи обмотки 32 возбуждения тахогенератора 5.Устройство работает следующим образом,При отборе мощности нв переменномтоке стабильной частоты в случае откпонения частоты переменного тока генератора 8 от номинальной, нашимер всторону увеличения, сигнал на выходеблока 28 возрастает, что приводит куменьшенщо тока возбуждения электромагнитной муфты 7 скольжения (выходного тока магнитного усилителя 24), Суменьшением тока возбуждения возрастаетчастота сколькения индуктора муфты относительно якоря и уменьшается частота(скорость) вращения выходного вала, электромагнитной муфты 7 скольжения а следовательно, и частота переменного токагенератора 8,Сигнал, пропорциональный измененоМощности нагрузки переменного тока свыхода измерителя 20 активной мошности по цепочке, содержащей нелинейныйпреобразователь 29 и диод ЗС подаетсявстречно на сопротивление цепи возбуждения техогенеретора 5, юпичина токавозбуждения которого уменьшается, чтоприводит к уменьшению токе в обмотке11 напряжения регулятора подачи топлива.Обороты приводного двигателя внутреннего с орания повышаются,Действие устройства при этом направлено на формирование оптимальной регуляторной характеристики двигателя внуч 45реннего сгорания и создание положительной динамической мощности, обеспечимкщей повышение скорости вращения двигателя 1 внутреннего сгорапи до номи 50нального значения при ударном набросенв 1.р узки,Преобразователь 29 придает зависимости нелинейный характер, соотютствуюший оптимапьюй регупяторной характеристике М =% й- (фиг, 2).Оптимальная регуляторная характеристика двигателя 1 внутреннего сгоранияхеоектеризуется пониженной скоростью крашения его при хоостом ходе и малых на рузках, что способствует увеличению моторесурса н экономии топлим, в при повышении отбирвемой от двигателя 1 мошности оптимальная регуляторная характеристика совпадает с характеристикойЕ-минимального расхода топлим , Й - Й - внешне характеристике двигателя)Ь режиме одновременного отбора мощности по переменному и постоянному тока действие устройства направлено на 3 ормиромние у генератора 2 внешней хаовктеристики, состоящей (фиг. 3) из участка ЛБ повышения выходного напряжения генератора в функции тока на- грузки, участка БВ постоянстм мощно;:7,и учсъсткв Р Е поср"янства токв нагрузки.Повышение ненряжения на зажимах ечераторе 2 в функции тока нагрузки достигается с помошью угольного регулятора 16 напряжения, При этом зв счет комненсацпи падения напряжепи в шстеюших кабелях повышается точностьюподдержания напряжения нв зажимахпотребителя,Бачиная с точки Б, которая соответствует максимальной мощности двигателя внутреннего сгорания, в работувступает угол ный регулятор 14 тока,Уцрввгеше регулятором 14 осушесчвляется обмотками 19 20, БлагодаРя,действию обмотки 19 регулятора 14,ток и которой пропорционален величинеактивной мосяности нагрузки переменноготока, уставкв ре упятора 14 изменяется.Тем самым будет формироваться участок ЬБ (Е),. что исключает перегрузкудрдтателя внутреннего сгорания,С помосдью обмотки 22, включеннойнв разность нвнрякений генератора 2и генератора-усилителя 3 по цепочке,содержаией нелинейный элемент 13 ядиод 12, увеличение тока генераторапостоянно.о тока приводит к пропорциональному понижению напряжения генератора 2. Характеристика нелине йногоалементв 13 выбрана таким образом,чтобы обеспечивать постоянство мошности выгрузки и формирование гипербопическо. о участке 6 В внешней характеристики генераторе постоянного тока,соответствуюшего максимальному значению мощности, развиваемой приводным двигателем.Таким образом,. при набросе нагрузки,. превышающей мощность двигателявнутреннего сгорания, снижение напря жения генератора 2 по Гиперболическомузакону обеспечивается ня уровне, соответствующем текущему значению скорости вращения двигателя 1. При этомсоздаютсч условия для повышений скорости вращения двигателя 1 до требуемогозначения,Внедрение данного изобретения по: -воляет достичь значительный Зкономический эффект за счет уменьшений расхода топлива и повышения износоусто 1. -чивости теплового двигателя внутреннегосгорания,Формула изобретенияАвтономная э 11 ектроэ нергетическа 11 установка, содержащая приводной двигятель внутреннего сгора 1 п 1 я генераторы постоянного и переменного тока, электромагнитный регулятор подачи топлива, токовая обмотка которого включена в якорную цепь генератора постоянного тока, блок стабилизации частоты, угольные регуляторы тока и напряжений, угольный столоик кяЖдого из котооых включан последовательно в цепь обмоткп параллельного возбуждения генератора пос 1 оя 1: - ного тока, измеритель активной мощности генератора переменного тока, диоды и нелинейный преобразователь, о т л . - :.- ч а ю щ я я с я тем, что с целью снижения расхода топлива и повышеюя мотороресурса приводного дип яте 11 я 11 О 11 О йОто Ори м Ощн Ости Ге нерятор Ом пере менного тока со стабильной частотой, установка, снабжена электромагнитной муфтой скольжений1 нхронным тяхогенеряторОМ, индукторным ге нерятор лм-уси 1 П 1 телем и мяГ нитным усилителем причем между выходным вялом редуктора и валом генератора переменного тока установлена электромяг 1 в 1 тняй муфте скольжения, обмотка возбуждений которой соединенаВыходо 11 11 ягнитн 11 ГО усилителя Одна из обмоток упряВления котороГО подключена к Выходу блока стабилизации частоты, я другая " к Выходным зажимам измерителя активной мящности, к которым также через нелинейный преобразователь 11 диод под 1 ьщочено сопротивление участка цепи Возбуждения си 1 кронного тахогеперяторя и Одна из обмоток угольного регулйтова тока я Обмотка ня 11 ря 1 кения электромяг нитного оегулятора подачи топ 1 п 1 ва подключена к вь-.одубесконтяктного синхронного индукторного генератора-усилителя, в цепь ВОзоуждения которого введен участок силовой цепи ге О- ЯТОП 1 цсС ТОЯ НПОГ О ТОКЯ4 то-НИК 1 ИифОРМЯПИИпринятые Во Внимя;п 1 е 11 рн экспертизелектооспабж 81 п 1 е летательных Яппаоатов, Под, ред, проф. М, М. Красно. 1,;Г, Д ца2, Авторское С 1 ичетельство СССР ь,-.7 сО;",;л 1-1 г . Р Э/Дд Я 72744890 ГВЬЗадПИ Заказ 3830/21 ираж 783 Подписное филиал ППП "Патент",Ужгород, ул. Проектная,4