ITFI20070196A1

ITFI20070196A1 - GENERATOR GROUP

Info

Publication number: ITFI20070196A1
Authority: IT
Inventors: Luigi Gozzi
Original assignee: Pramac S P A
Priority date: 2007-09-04
Filing date: 2007-09-04
Publication date: 2009-03-05
Also published as: WO2009030991A1

Description

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

“GRUPPO ELETTROGENO” "GENERATOR GROUP"

La presente invenzione ha per oggetto un gruppo elettrogeno. The present invention relates to a generator.

E' noto che un gruppo elettrogeno è un apparato meccanico preposto alle generazione di energia elettrica ed atto ad intervenire sia in casi di interruzione inattesa di alimentazione elettrica da una rete elettrica tradizionale, sia in casi in cui non sia disponibile o conveniente un allacciamento alla rete elettrica tradizionale. It is known that a generator set is a mechanical apparatus responsible for generating electricity and capable of intervening both in cases of unexpected interruption of power supply from a traditional electricity grid, and in cases in which a connection to the grid is not available or convenient. traditional electric.

Gruppi elettrogeni del tipo comunemente utilizzato comprendono un motore endotermico, destinato alla produzione di potenza meccanica, ed un generatore elettrico, ricevente la potenza meccanica dal motore endotermico ed atto a trasformarla in potenza elettrica per alimentare un carico elettrico. Generating sets of the commonly used type comprise an internal combustion engine, intended for the production of mechanical power, and an electric generator, which receives the mechanical power from the internal combustion engine and adapted to transform it into electrical power to supply an electrical load.

Poiché il generatore elettrico eroga una tensione elettrica alternata, avente frequenza direttamente definita dal regime di rotazione del generatore stesso, è noto mantenere il regime di rotazione del generatore il più possibile costante, ed in particolare ad un regime di rotazione tale per cui il generatore è sempre in grado di erogare energia elettrica ad una predeterminata frequenza. In particolare, si è visto che le prestazioni delle utenze elettriche connesse al generatore si deteriorano notevolmente quando il loro regime di rotazione si discosta da un valore ottimale di progetto, corrispondente ad una frequenza elettrica nominale di funzionamento. Since the electric generator supplies an alternating electric voltage, having a frequency directly defined by the rotation speed of the generator itself, it is known to keep the rotation speed of the generator as constant as possible, and in particular at a rotation speed such that the generator is always able to deliver electricity at a predetermined frequency. In particular, it has been seen that the performance of the electric users connected to the generator deteriorates considerably when their rotation speed differs from an optimal design value, corresponding to a nominal electric operating frequency.

fra il motore endotermico ed il generatore elettrico è generalmente interposta una trasmissione del tipo a rapporto di trasmissione costante oppure a salti di velocità (cambio di velocità) od, ancora, del tipo a variazione continua del rapporto di trasmissione, il cui scopo è di far funzionare il motore endotermico ad un regime di rotazione che sia sempre il più vicino possibile ad un proprio regime di rotazione ottimale, anche a diversi valori del carico elettrico connesso al generatore. Ciò consente di ottenere un maggior rendimento del motore endotermico ed un minor consumo di combustibile. between the endothermic engine and the electric generator there is generally interposed a transmission of the type with constant transmission ratio or with jumps of speed (change of speed) or, again, of the type with continuous variation of the transmission ratio, the purpose of which is to make operate the endothermic engine at a rotation speed that is always as close as possible to its own optimal rotation speed, even at different values of the electrical load connected to the generator. This allows to obtain a higher efficiency of the internal combustion engine and a lower fuel consumption.

E' altresì nota l'installazione sul gruppo elettrogeno di unità elettroniche atte a variare il numero di giri del motore endotermico agendo sul rapporto di trasmissione tra motore e generatore, così che il generatore continui ad operare al medesimo regime di rotazione nonostante il motore si assesti ogni volta ad un differente regime di rotazione, opportunamente scelto per far funzionare il carico collegato al generatore. It is also known that electronic units are installed on the generator set to vary the number of revolutions of the endothermic engine by acting on the transmission ratio between engine and generator, so that the generator continues to operate at the same rotation speed despite the engine settling down. each time at a different rotation speed, suitably chosen to operate the load connected to the generator.

Si è tuttavia riscontrato che l'impiego delle citate unità elettroniche comporta notevoli costi di realizzazione dei gruppi elettrogeni. Inoltre, le suddette unità elettroniche presentano una bassa affidabilità e, spesso, richiedono complesse operazioni di taratura e di controllo, in quanto un imperfetto funzionamento di tali unità elettroniche può portare il motore endotermico a funzionare a regimi non ottimali oppure può portare il generatore ad erogare una tensione elettrica avente frequenza diversa da un valore reimpostato e desiderato. However, it has been found that the use of the aforementioned electronic units entails considerable costs for the construction of the generating sets. Furthermore, the aforementioned electronic units have a low reliability and often require complex calibration and control operations, as an imperfect operation of these electronic units can lead the internal combustion engine to operate at non-optimal speeds or may lead the generator to deliver an electric voltage having a frequency other than a preset and desired value.

Compito tecnico della presente invenzione è proporre un gruppo elettrogeno che sia esente dagli inconvenienti sopra lamentati. The technical task of the present invention is to propose a generator which is free from the drawbacks mentioned above.

Nell'ambito di tale compito tecnico è scopo dell’invenzione proporre un gruppo elettrogeno che sia di semplice ed economica realizzazione. As part of this technical task, the aim of the invention is to propose a generator that is simple and inexpensive to make.

E' ulteriore scopo dell'invenzione proporre un gruppo elettrogeno che presenti elevata affidabilità. It is a further object of the invention to propose a generator that has high reliability.

Gli scopi specificati, ed altri ancora, sono sostanzialmente raggiunti da un gruppo elettrogeno in accordo con quanto espresso nella rivendicazione 1 e/o in una o più delle rivendicazioni da essa dipendenti. The specified aims, and others besides, are substantially achieved by a generator set in accordance with what is expressed in claim 1 and / or in one or more of the claims dependent on it.

Viene ora riportata, a titolo esemplificativo ma non esclusivo, la descrizione di una forma di esecuzione preferita di un gruppo elettrogeno in accordo con le figure allegate, in cui: By way of example but not exclusively, the description of a preferred embodiment of a generator set is now reported in accordance with the attached figures, in which:

- la figura 1 mostra una vista prospettica di un gruppo elettrogeno secondo la presente invenzione; Figure 1 shows a perspective view of a generator according to the present invention;

- le figure 2a e 2b mostrano, rispettivamente, una vista schematica frontale ed in sezione del gruppo elettrogeno di figura 1 in una prima configurazione operativa; figures 2a and 2b show, respectively, a schematic front and sectional view of the generator of figure 1 in a first operating configuration;

- le figure 3a e 3b mostrano, rispettivamente, una vista schematica frontale ed in sezione del gruppo elettrogeno di figura 1 in una seconda configurazione operativa; figures 3a and 3b show, respectively, a schematic front and sectional view of the generator of figure 1 in a second operating configuration;

- le figure 4a e 4b mostrano, rispettivamente, una vista schematica frontale ed in sezione del gruppo elettrogeno di figura 1 in una terza configurazione operativa. Con riferimento alle figure annesse, con 1 è complessivamente indicato un gruppo elettrogeno in accordo con la presente invenzione. Figures 4a and 4b show, respectively, a schematic front and sectional view of the generating set of Figure 1 in a third operating configuration. With reference to the attached figures, the reference numeral 1 generally indicates a generator set in accordance with the present invention.

In accordo con quanto illustrato in figura 1, il gruppo elettrogeno 1 comprende un basamento 2, un'unità motore 3, un generatore elettrico 4 ed una trasmissione 5. In accordance with what is illustrated in Figure 1, the generator 1 comprises a base 2, a motor unit 3, an electric generator 4 and a transmission 5.

L'unità motore 3 può comprendente preferibilmente un motore endotermico. Il motore endotermico 3 ed il generatore 4 sono stabilmente montati in modo noto sul basamento 2, in particolare per consentire una movimentazione o un trasporto del gruppo elettrogeno 1. The engine unit 3 may preferably comprise an internal combustion engine. The endothermic engine 3 and the generator 4 are stably mounted in a known way on the base 2, in particular to allow movement or transport of the generator 1.

11 motore endotermico 3 è un qualsiasi motore a combustione interna del tipo alimentato a combustibile (benzina, gasolio o simili) e comprende un blocco motore 3a ed un serbatoio 3b, ad esso associato, per l'accumulo del combustibile. Preferibilmente, il motore endotermico 3 presenta un intervallo di regimi di funzionamento n1 che si estende da 2000 giri/min a 3600 giri/min. 11 motore endotermico 3 è regolato mediante variazione di parametri di alimentazione dello stesso, ed in particolare mediante parzializzazione di una portata di combustibile e/o aria in ingresso al motore 3 stesso. The endothermic engine 3 is any internal combustion engine of the type fueled by fuel (petrol, diesel oil or the like) and comprises an engine block 3a and a tank 3b, associated therewith, for accumulating the fuel. Preferably, the internal combustion engine 3 has an operating speed range n1 which extends from 2000 rpm to 3600 rpm. The endothermic engine 3 is regulated by varying its feeding parameters, and in particular by choking a flow of fuel and / or air entering the engine 3 itself.

Il generatore elettrico 4 è una qualsiasi macchina elettrica atta a ricevere una potenza meccanica ed a convertirla almeno parzialmente in energia elettrica a tensione alternata ed a frequenza fissa. Nell'ambito della presente invenzione, il generatore elettrico 4 è destinato ad alimentare una o più utenze elettriche ed, a tale scopo, il generatore elettrico 4 è del tipo atto ad erogare una tensione alternata ad una frequenza sostanzialmente pari a 50 Hz. Tale frequenza della tensione erogata deve essere mantenuta il più possibile costante c prossima al valore prefissato (50 Hz) in quanto le utenze elettriche, di concezione tradizionale, sono progettate per essere alimentate con il citato valore di frequenza e, come si è già detto in precedenza, le prestazioni di tali utenze elettriche (in termini di consumi energetici e di deterioramento degli organi elettrici c meccanici) si deteriorano tanto più sensibilmente quanto più la frequenza di alimentazione si discosta dal valore di progetto. The electric generator 4 is any electric machine capable of receiving mechanical power and converting it at least partially into electric energy at alternating voltage and at a fixed frequency. In the context of the present invention, the electric generator 4 is intended to power one or more electric users and, for this purpose, the electric generator 4 is of the type suitable for supplying an alternating voltage at a frequency substantially equal to 50 Hz. This frequency of the supplied voltage must be kept as constant as possible c close to the predetermined value (50 Hz) since the electric users, of traditional design, are designed to be powered with the aforementioned frequency value and, as already mentioned above, the performance of these electrical users (in terms of energy consumption and deterioration of the electrical and mechanical parts) deteriorate the more significantly the more the power supply frequency deviates from the design value.

Orbene, considerando un generatore elettrico 4 avente un numero p di coppie polari ed una frequenza erogata / pari a 50 Hz, il generatore elettrico 4 deve funzionare ad un regime di rotazione n2, espresso in giri/min, calcolabile con la seguente fonnula: Now, considering an electric generator 4 having a number p of polar pairs and a frequency delivered / equal to 50 Hz, the electric generator 4 must operate at a rotation speed n2, expressed in rpm, which can be calculated with the following formula:

A titolo di esempio, ciò equivale a dire che un generatore elettrico avente due coppie di poli dovrà ruotare ad un regime di rotazione n2 fissato e pari a 1500 giri/min. By way of example, this is equivalent to saying that an electric generator having two pairs of poles will have to rotate at a fixed rotation speed n2 and equal to 1500 rpm.

Il regime di rotazione n1 del motore endotermico 3 ed il regime di rotazione n2 del generatore elettrico 4 sono pertanto tra loro diversi, ed è pertanto necessaria l'adozione della trasmissione 5 attiva tra il motore endotermico 3 ed il generatore elettrico 4, in particolare per realizzare una riduzione del numero di giri. The rotation speed n1 of the internal combustion engine 3 and the rotation speed n2 of the electric generator 4 are therefore different from each other, and it is therefore necessary to adopt the transmission 5 active between the internal combustion engine 3 and the electric generator 4, in particular for realize a reduction in the number of revolutions.

La trasmissione 5 realizza un rapporto di trasmissione variabile tra un albero motore 6 del motore endotermico 3, da cui esce una potenza meccanica erogata dal motore endotermico 3 stesso, ed un albero condotto 7 del generatore elettrico 4. attraverso il quale fluisce una potenza meccanica in ingresso al generatore elettrico 4. L'adozione di un rapporto di trasmissione variabile consente un utilizzo elastico del motore endotermico 3, vale a dire consente sfruttare un ampio intervallo di regimi di rotazione di quest'ultimo. The transmission 5 realizes a variable transmission ratio between a drive shaft 6 of the internal combustion engine 3, from which a mechanical power supplied by the internal combustion engine 3 itself, and a driven shaft 7 of the electric generator 4. flows through which a mechanical power flows in input to the electric generator 4. The adoption of a variable transmission ratio allows an elastic use of the internal combustion engine 3, ie it allows to exploit a wide range of rotation speeds of the latter.

La trasmissione 5, inoltre, è atta a realizzare una variazione continua del rapporto di trasmissione, in modo da presentare un'ottimale gradualità nella variazione del rapporto di trasmissione. Ciò, inoltre, consente di disporre di una gamma infinita di rapporti di trasmissione compresi tra un valore minimo ed un valore massimo, questi ultimi essendo legati alle velocità di rotazione n1 massima e minima del motore endotennico 3. The transmission 5, moreover, is adapted to realize a continuous variation of the transmission ratio, so as to present an optimal graduality in the variation of the transmission ratio. Moreover, this allows to have an infinite range of transmission ratios between a minimum value and a maximum value, the latter being linked to the maximum and minimum rotation speeds n1 of the endotennial motor 3.

Le figure dalla 2 alla 4 evidenziano dettagli funzionali e costruttivi della trasmissione 5. Figures 2 to 4 show functional and construction details of the transmission 5.

In particolare, la trasmissione 5 comprende una puleggia motrice 8 calettata sull'albero motore 6 ed una puleggia condotta 9 calettata sull'albero condotto 7. La puleggia motrice 8 comprende una prima semipuleggia fissa 8a, solidale all'albero motore 6, ed una prima semipuleggia mobile 8b, solidale in rotazione all'albero motore 6 ed assialmente scorrevole rispetto allo stesso per avvicinarsi ed allontanarsi rispetto alla prima semipuleggia fissa 8a. In particular, the transmission 5 comprises a drive pulley 8 keyed onto the drive shaft 6 and a driven pulley 9 keyed onto the driven shaft 7. The drive pulley 8 comprises a first fixed half-pulley 8a, integral with the drive shaft 6, and a first movable half-pulley 8b, integral in rotation with the drive shaft 6 and axially sliding with respect to it to move towards and away from the first fixed half-pulley 8a.

Le citate prime semipulegge 8a, 8b presentano prime superfici inclinate 10 tra loro affacciate definenti rispettive superfici di impegno con una cinghia di trasmissione 11, preferibilmente trapezoidale, e delimitanti una prima sede 12 toroidale per l'alloggiamento di una parte della cinghia 11. La puleggia motrice 8 comprende inoltre una molla di contrasto 13 attiva sulla prima semipuleggia mobile 8b da parte opposta rispetto alla prima superfìcie inclinata 10 della prima semipuleggia mobile 8b, per generare un'azione di spinta sulla prima semipuleggia mobile 8b in direzione della semipuleggia fissa 8a. In altre parole, la molla di contrasto 13 genera una spinta che tende a ridurre le dimensioni della prima sede 12. La molla di contrasto 13 può essere fissata a, e fare battuta su, un piattello 14 rigidamente collegato ad un'estremità libera 15 dell'albero motore 6. In maniera del tutto analoga, la puleggia condotta 8 comprende una seconda semipuleggia fissa 9a, solidale all'albero condotto 7, ed una seconda semipuleggia mobile 9b, solidale in rotazione all'albero condotto 7 ed assialmente scorrevole rispetto allo stesso per avvicinarsi ed allontanarsi rispetto alla seconda semipuleggia fissa 9a. The aforementioned first half-pulleys 8a, 8b have first inclined surfaces 10 facing each other, defining respective engagement surfaces with a transmission belt 11, preferably trapezoidal, and delimiting a first toroidal seat 12 for housing a part of the belt 11. The pulley drive 8 further comprises a contrast spring 13 active on the first movable half-pulley 8b on the opposite side with respect to the first inclined surface 10 of the first movable half-pulley 8b, to generate a thrust action on the first movable half-pulley 8b in the direction of the fixed half-pulley 8a. In other words, the contrast spring 13 generates a thrust which tends to reduce the size of the first seat 12. The contrast spring 13 can be fixed to, and abuts against, a plate 14 rigidly connected to a free end 15 of the drive shaft 6. In a completely similar way, the driven pulley 8 comprises a second fixed half pulley 9a, integral with the driven shaft 7, and a second mobile half pulley 9b, integral in rotation with the driven shaft 7 and axially sliding with respect to it to approach and move away from the second fixed half-pulley 9a.

Le citate seconde semipulegge 9a, 9b presentano seconde superfìci inclinate 16 tra loro affacciate definenti rispettive superfici di impegno con la cinghia di trasmissione 11 e delimitanti una seconda sede 17 toroidale per l'alloggiamento di una parte della cinghia 11 stessa. La puleggia condotta 9 comprende inoltre un corpo di guida 18 stabilmente collegato all'albero condotto 7 ed operativamente associato alla seconda semipuleggia mobile 9b da parte opposta rispetto alla prima semipuleggia fissa 9a. The aforementioned second half-pulleys 9a, 9b have second inclined surfaces 16 facing each other, defining respective surfaces of engagement with the transmission belt 11 and delimiting a second toroidal seat 17 for housing a part of the belt 11 itself. The driven pulley 9 further comprises a guide body 18 stably connected to the driven shaft 7 and operatively associated with the second movable half pulley 9b on the opposite side with respect to the first fixed half pulley 9a.

Il corpo di guida 18 e la seconda semipuleggia mobile 9b delimitano, in cooperazione tra loro, uno spazio 19 avente una forma rastremata secondo una direzione di allontanamento dall'albero condotto 7. In altre parole, lo spazio 19 si restringe allontanandosi dall'albero condotto 7 stesso, vale a dire presenta una dimensione, misurata parallelamente all'albero condotto 7, che si riduce allontanandosi dall'albero condotto 7. The guide body 18 and the second mobile half-pulley 9b define, in cooperation with each other, a space 19 having a tapered shape according to a direction away from the driven shaft 7. In other words, the space 19 narrows away from the driven shaft. 7 itself, that is to say, it has a dimension, measured parallel to the driven shaft 7, which decreases as it moves away from the driven shaft 7.

All'interno dello spazio 19 è alloggiata una pluralità di massette 20, nella forma di cilindretti o sferette, le quali sono mobili in allontanamento ed in avvicinamento rispetto all'albero condotto 7 e determinano, in funzione di una loro distanza dall'albero condotto 7 ed in funzione della forma rastremata dello spazio 19, una predeterminata distanza tra la seconda semipuleggia mobile 9b ed il corpo di guida 18. Inside the space 19 there is housed a plurality of weights 20, in the form of cylinders or spheres, which are movable away from and towards the driven shaft 7 and determine, as a function of their distance from the driven shaft 7 and depending on the tapered shape of the space 19, a predetermined distance between the second mobile half-pulley 9b and the guide body 18.

La posizione delle massette 20 rispetto all'albero condotto 7 è determinata da un'azione centrifuga che agisce sulle massette 20 stesse durante la rotazione dell'albero condotto 7. Durante la rotazione dell'albero condotto 7, infatti, la seconda semipuleggia mobile 9b, il corpo di guida 18 e le massette 20 sono trascinate in rotazione solidalmente all'albero condotto 7. The position of the weights 20 with respect to the driven shaft 7 is determined by a centrifugal action which acts on the weights 20 themselves during the rotation of the driven shaft 7. During the rotation of the driven shaft 7, in fact, the second movable half-pulley 9b, the guide body 18 and the weights 20 are rotated integrally with the driven shaft 7.

Le massette 20 sono pertanto mobili tra una prima posizione più prossima all'albero condotto 7, a cui corrisponde una posizione di massimo avvicinamento tra la seconda semipuleggia mobile 9b ed il corpo di guida 18 e quindi una massima distanza tra le due seconde semipulegge 9a, 9b, ed una seconda posizione più distante dall'albero condotto 7, a cui corrisponde una posizione di massimo allontanamento tra la seconda semipuleggia mobile 9b ed il corpo di guida 18 e quindi una minima distanza tra le due seconde semipulegge 9a, 9b. Del resto, un reciproco avvicinamento tra le due seconde semipulegge 9a,9b, come anche tra le prime semipulegge 8a, 8b, determina un restringimento delle rispettive sedi 12, 17 entro cui è alloggiata la cinghia 11. In conseguenza di ciò, le rispettive superfici inclinate 10, 16 impongono un maggiore raggio di avvolgimento della cinghia sulle pulegge 8, 9. The screeds 20 are therefore movable between a first position closest to the driven shaft 7, which corresponds to a position of maximum proximity between the second mobile half-pulley 9b and the guide body 18 and therefore a maximum distance between the two second half-pulleys 9a, 9b, and a second position further away from the driven shaft 7, which corresponds to a position of maximum distance between the second mobile half-pulley 9b and the guide body 18 and therefore a minimum distance between the two second half-pulleys 9a, 9b. Moreover, a mutual approach between the two second half-pulleys 9a, 9b, as well as between the first half-pulleys 8a, 8b, causes a narrowing of the respective seats 12, 17 within which the belt 11 is housed. As a consequence of this, the respective surfaces inclined 10, 16 impose a greater radius of winding of the belt on pulleys 8, 9.

Più in generale, la cinghia 11 può avvolgersi su ciascuna puleggia 8, 9 secondo una pluralità di raggi di avvolgimento compresi tra un valore di raggio minimo Rmin ed un valore di raggio massimo Rmax. Va considerato che, essendo la cinghia 1 1 sostanzialmente inestensibile, ad un maggior raggio di avvolgimento della cinghia 11 su di una delle due pulegge 8, 9 corrisponde un minor avvolgimento della cinghia 11 stessa sull'altra puleggia 8, 9. More generally, the belt 11 can wind on each pulley 8, 9 according to a plurality of winding radii comprised between a minimum radius value Rmin and a maximum radius value Rmax. It should be considered that, since the belt 11 is substantially inextensible, a greater winding radius of the belt 11 on one of the two pulleys 8, 9 corresponds to a lesser winding of the belt 11 itself on the other pulley 8, 9.

Inoltre, la cinghia 11 è sottoposta ad un'azione di trazione durante il funzionamento del gruppo elettrogeno 1, ed, anche in virtù dell'inclinazione delle superfici inclinate 10, 16, essa trasmette una spinta sulle semipulegge mobili 8b, 9b che si oppone, rispettivamente, all'azione della molla di contrasto 13 ed all'azione delle massette 20. Furthermore, the belt 11 is subjected to a traction action during the operation of the generator 1, and, also by virtue of the inclination of the inclined surfaces 10, 16, it transmits a thrust on the mobile half pulleys 8b, 9b which opposes, respectively, to the action of the contrast spring 13 and to the action of the weights 20.

Le figure 2a, 2b mostrano una vista schematica della trasmissione 5, dell'albero motore 6 e dell'albero condotto 7 in una configurazione intermedia di funzionamento del gruppo elettrogeno 1, vale a dire una configurazione in cui 1 cinghia 1 1 è avvolta, sia sulla puleggia motrice 8 che sulla puleggia condotta 9. con un raggio di avvolgimento intermedio compreso tra il valore minimo Rmin ed il valore massimo Rmax. Le massette 20, analogamente, si trovano ad una distanza dall'albero condotto 7 compresa tra una distanza minima ed una distanza massima. Figures 2a, 2b show a schematic view of the transmission 5, the drive shaft 6 and the driven shaft 7 in an intermediate operating configuration of the generating set 1, i.e. a configuration in which the belt 11 is wound, both on the driving pulley 8 and on the driven pulley 9. with an intermediate winding radius between the minimum value Rmin and the maximum value Rmax. The masses 20, similarly, are located at a distance from the driven shaft 7 comprised between a minimum distance and a maximum distance.

Supponendo una condizione di funzionamento a regime, il motore endotermico eroga un valore di potenza meccanica che viene trasmessa, attraverso la trasmissione 5, al generatore elettrico 4 per alimentare un carico elettrico, vale a dire per far funzionare una o più utenze elettriche collegate al generatore elettrico 4. Assuming a steady state operating condition, the internal combustion engine delivers a value of mechanical power which is transmitted, through the transmission 5, to the electric generator 4 to power an electric load, that is to say to operate one or more electric users connected to the generator electric 4.

Al diminuire del carico sul generatore 4, per esempio a seguito di spegnimento di una o più utenze, è possibile diminuire la portata di combustibile e/o aria in ingresso al motore endotermico 3. Conseguentemente, la potenza erogata dal motore endotermico 3 subisce una riduzione in ragione di una corrispondente riduzione del carico sul generatore elettrico 4. La riduzione della potenza trasmessa genera una riduzione nella tensione della cinghia 11 ed, allo stesso tempo, consente una riduzione nel numero di giri del motore endotermico 3. Infatti, la riduzione nella tensione della cinghia 11 fa sì che la molla di contrasto 13 vinca l'azione di trazione della cinghia 11 e spinga la prima semipuleggia mobile 8b verso la prima semipuleggia fìssa 8a, restringendo la prima sede 12 ed imponendo alla cinghia 11 un maggior raggio di avvolgimento sulla prima puleggia 8. A causa dell'inestensibilità della cinghia 11, si ottiene che quest'ultima si avvolge con un raggio di avvolgimento minore sulla seconda puleggia 9, raggiungendo così la configurazione schematizzata nelle figure 3a. As the load on the generator 4 decreases, for example following the shutdown of one or more utilities, it is possible to decrease the flow of fuel and / or air entering the internal combustion engine 3. Consequently, the power delivered by the internal combustion engine 3 undergoes a reduction due to a corresponding reduction of the load on the electric generator 4. The reduction of the transmitted power generates a reduction in the tension of the belt 11 and, at the same time, allows a reduction in the number of revolutions of the internal combustion engine 3. In fact, the reduction in tension of the belt 11 causes the contrast spring 13 to overcome the traction action of the belt 11 and pushes the first movable half-pulley 8b towards the first fixed half-pulley 8a, narrowing the first seat 12 and imposing a greater winding radius on the belt 11 first pulley 8. Due to the inextensibility of the belt 11, it is obtained that the latter winds with a smaller winding radius on the second pulley 9, thus reaching the configuration schematized in Figures 3a.

3b. In tale configurazione, il rapporto di trasmissione della trasmissione 5 è più sfavorevole, vale a dire più lungo e ciò consente di ridurre il numero di giri ni del motore endotermico 3 mantenendo inalterato il numero di giri n2 del generatore elettrico 4. 3b. In this configuration, the transmission ratio of the transmission 5 is more unfavorable, that is to say longer and this allows to reduce the number of revolutions ni of the internal combustion engine 3 while keeping the number of revolutions n2 of the electric generator 4 unchanged.

Al contrario, all'aumentare del carico sul generatore elettrico 4, per esempio a seguito di accensione di una o più utenze, viene aumentata la portata di combustibile e/o aria in ingresso al motore endotermico 3. Conseguentemente, la potenza erogata dal motore endotermico 3 subisce una incremento in ragione di un corrispondente aumento del carico sul generatore elettrico 4. L'incremento della potenza trasmessa genera un aumento nella tensione della cinghia 1 1 ed. allo stesso tempo, il motore endotermico 3 può operare ad un numero di giri ni più elevato. Infatti, l'aumento della tensione della cinghia 11 fa sì che la molla di contrasto 13 subisca una compressione sotto l'azione del tiro incrementato della cinghia 1 1 stessa, che vince l'azione di contrasto della molla di contrasto 13. Ne deriva che la prima semipuleggia mobile 8b si allontana dalla prima semipuleggia fissa 8a, allargando la prima sede 12 ed imponendo alla cinghia 1 1 un minor raggio di avvolgimento sulla prima puleggia 8. A causa dell'inestensibilità della cinghia 11 , si ottiene che quest'ultima si avvolge con un raggio di avvolgimento maggiore sulla seconda puleggia 9, raggiungendo così la configurazione schematizzata nelle figure 4a, 4b. In tale configurazione, il rapporto di trasmissione della trasmissione 5 diviene più favorevole, vale a dire più corto e ciò consente di aumentare il numero di giri n1 del motore endotermico 3 mantenendo inalterato il numero di giri n2 del generatore elettrico 4. On the contrary, as the load on the electric generator 4 increases, for example following the ignition of one or more utilities, the flow of fuel and / or air entering the internal combustion engine 3 is increased. Consequently, the power delivered by the internal combustion engine 3 undergoes an increase due to a corresponding increase in the load on the electric generator 4. The increase in the transmitted power generates an increase in the tension of the belt 1 1 ed. at the same time, the internal combustion engine 3 can operate at a higher number of revolutions ni. In fact, the increase in the tension of the belt 11 causes the contrast spring 13 to undergo a compression under the action of the increased tension of the belt 11 itself, which overcomes the contrasting action of the contrast spring 13. It follows that the first mobile half-pulley 8b moves away from the first fixed half-pulley 8a, widening the first seat 12 and imposing on the belt 11 a smaller winding radius on the first pulley 8. Due to the inextensibility of the belt 11, it is obtained that the latter is it winds with a greater winding radius on the second pulley 9, thus reaching the configuration schematized in Figures 4a, 4b. In this configuration, the transmission ratio of the transmission 5 becomes more favorable, that is to say shorter, and this allows the number of revolutions n1 of the internal combustion engine 3 to be increased while maintaining the number of revolutions n2 of the electric generator 4 unchanged.

In entrambe le configurazioni descritte, ed illustrate nelle figure 3 e 4, il raggio di avvolgimento della cinghia 11 sulle due pulegge 8, 9 è sostanzialmente determinato dall'interazione tra il tiro della cinghia 11 e l'azione della molla di contrasto 13, mentre le massette 20 generano un'azione di spinta sulla seconda semipuleggia mobile 9b sostanzialmente costante, essendo le massette 20 sottoposte ad un numero di giri n2 costante, imposto dal valore costante di frequenza elettrica che deve essere erogata dal generatore elettrico 4. In both the configurations described, and illustrated in Figures 3 and 4, the winding radius of the belt 11 on the two pulleys 8, 9 is substantially determined by the interaction between the pull of the belt 11 and the action of the contrast spring 13, while the masses 20 generate a substantially constant thrust action on the second mobile half-pulley 9b, since the masses 20 are subjected to a constant number of revolutions n2, imposed by the constant value of electrical frequency which must be supplied by the electric generator 4.

Vantaggiosamente, con un gruppo elettrogeno 1 avente le caratteristiche descritte si ottiene che il motore endotermico 3 opera ad un regime più elevato quando il carico sul generatore 4 aumenta, mentre opera ad un regime di rotazione ridotto quando il carico sul generatore 4 diminuisce, conseguendo pertanto un adattamento ottimale del numero di giri ni del motore endotermico 3 a seconda delle esigenze richieste. La presenza della trasmissione 5, che è di tipo continuo, consente un'autoregolazione del rapporto di trasmissione che. in virtù di un accurato dimensionamento degli organi quali rigidezza della molla di contrasto 13, la massa delle massette 20, le superfici inclinate 10, 16, mantiene sempre costante il numero di giri n2 dell'albero condotto 7, e quindi del generatore elettrico 4. Advantageously, with a generator 1 having the characteristics described it is obtained that the endothermic engine 3 operates at a higher speed when the load on the generator 4 increases, while it operates at a reduced rotation speed when the load on the generator 4 decreases, thus achieving an optimal adaptation of the number of revolutions ni of the internal combustion engine 3 according to the required requirements. The presence of transmission 5, which is of the continuous type, allows self-regulation of the transmission ratio which. by virtue of an accurate sizing of the members such as stiffness of the contrast spring 13, the mass of the masses 20, the inclined surfaces 10, 16, always keeps the number of revolutions n2 of the driven shaft 7, and therefore of the electric generator 4, constant.

Vantaggiosamente, mediante un opportuno dimensionamento della molla di contrasto 13 e delle massette 20 è possibile impiegare un motore endotermico 3 di concezione più spinta quale un motore di tipo motociclistico, che presenta un ampio intervallo di regimi di funzionamento. Advantageously, by means of an appropriate dimensioning of the contrast spring 13 and of the masses 20 it is possible to use an endothermic engine 3 of a more thrusting concept such as a motorcycle-type engine, which has a wide range of operating speeds.

Per quanto concerne la variazione della portata di combustibile e/o aria in ingresso al motore endotermico (o, più in generale, la variazione di parametri di alimentazione del motore endotermico 3), tale variazione è attuata attraverso opportuni mezzi di regolazione che, in funzione di un carico da alimentare collegato al generatore elettrico 4, imposta un determinato valore di tale portata di combustibile e/o aria. As regards the variation of the fuel and / or air flow rate entering the internal combustion engine (or, more generally, the variation of the fuel supply parameters of the internal combustion engine 3), this variation is carried out by means of suitable adjustment means which, depending on the of a load to be powered connected to the electric generator 4, sets a certain value for this flow rate of fuel and / or air.

Più in dettaglio, i mezzi di regolazione comprendono preferibilmente un commutatore, il quale è mobile secondo almeno due, preferibilmente una pluralità di, posizioni operative stabili in cui alimenta altrettanti valori di portata di combustibile e/o aria al motore endotermico 3. More in detail, the adjustment means preferably comprise a commutator, which is movable according to at least two, preferably a plurality of stable operating positions in which it feeds as many fuel and / or air flow rates to the internal combustion engine 3.

In figura 2b è indicato il commutatore 21 mentre si trova in una posizione intermedia corrispondente ad un carico di entità intermedia collegato al generatore elettrico 4. La figura 3b illustra il commutatore 21 mentre è in una posizione di apertura ridotta, in cui riduce la portata di combustibile e/o aria in ingresso al motore endotermico 3 per soddisfare una richiesta inferiore di carico al generatore elettrico 4. La figura 4b illustra, al contrario, il commutatore 21 mentre è in una posizione di massima apertura, in cui consente una portata massima di combustibile e/o aria in ingresso al motore endotermico 3 per soddisfare una richiesta massima di carico al generatore elettrico 4. Preferibilmente, come schematizzato in figura 2b, il commutatore 21 è comandato da un attuatore 22, ad esempio un motore a passo, a controllo elettronico. Figure 2b shows the switch 21 while it is in an intermediate position corresponding to an intermediate entity load connected to the electric generator 4. Figure 3b illustrates the switch 21 while it is in a reduced opening position, in which it reduces the flow rate. fuel and / or air entering the endothermic engine 3 to satisfy a lower load request from the electric generator 4. Figure 4b shows, on the contrary, the commutator 21 while it is in a position of maximum opening, in which it allows a maximum flow rate of fuel and / or air entering the internal combustion engine 3 to satisfy a maximum load request from the electric generator 4. Preferably, as shown schematically in Figure 2b, the commutator 21 is controlled by an actuator 22, for example a stepper motor, with control electronic.

In questa forma realizzativa, la scheda elettronica 23 di controllo è utilizzata per monitorare la frequenza del generatore 4, ed il suo scopo è quello di mantenerla alla soglia inferiore dei 50 Hz, mediante una retroazione sul motore a passo che comanda il commutatore, il quale apre o chiude la farfalla del carburatore, o la mandata della pompa del gasolio in easo di motori diesel. In this embodiment, the electronic control board 23 is used to monitor the frequency of the generator 4, and its purpose is to keep it at the lower threshold of 50 Hz, by means of a feedback on the step motor which controls the commutator, which opens or closes the carburetor throttle, or the delivery of the diesel pump in diesel engines.

Secondo l'invenzione, per mantenere la soglia inferiore di frequenza, la elettronica di regolazione deve "cercare" il punto inferiore della curva di regolazione del sistema di trasmissione. According to the invention, in order to maintain the lower frequency threshold, the regulation electronics must "seek" the lower point of the regulation curve of the transmission system.

In questo caso infatti, la regolazione del rapporto di trasmissione è tale che, ad un ulteriore calo di giri del motore 3 corrisponde un analogo calo di giri del'alternatore verso la soglia inferiore, mentre all'aumentare dei giri del motore, rimane costante la velocità dell'altematore alla frequenza fissata. In this case, in fact, the adjustment of the transmission ratio is such that, to a further decrease in rpm of the engine 3 corresponds a similar decrease in alternator rpm towards the lower threshold, while as the engine rpm increases, the speed of the alternator at the fixed frequency.

Con questa soluzione, oltre ad avere una regolazione del rapporto di trasmissione che mantiene la frequenza voluta dell'alternatore, si ottiene di far funzionare il sistema al valore minimo di potenza necessaria, evitando così, ad esempio, che un errato settaggio manuale del commutatore faccia funzionare il sistema ad un regime elevato e non necessario per il carico elettrico richiesto. E' peraltro vantaggioso prevedere una pluralità di posizioni intermedie, ottenute mediante scatti intermedi del commutatore 21, per soddisfare esigenze legate a svariati valori di carico collegato al generatore elettrico 4. With this solution, in addition to having an adjustment of the transmission ratio that maintains the desired frequency of the alternator, it is possible to make the system work at the minimum value of power required, thus avoiding, for example, that an incorrect manual setting of the switch causes operate the system at a high speed and not necessary for the required electrical load. Moreover, it is advantageous to provide a plurality of intermediate positions, obtained by means of intermediate clicks of the switch 21, to satisfy requirements linked to various load values connected to the electric generator 4.

Preferibilmente, il commutatore 21 aziona direttamente una valvola parzializzatrice (preferibilmente una valvola a farfalla) non illustrata, che nel motore endotermico 3 è preposta ad impostare una sezione utile di passaggio del combustibile, dell'aria o della miscela aria/combustibile attraverso un condotto di alimentazione del motore endotermico 3. In tal modo, a differenti posizioni (scatti) del commutatore 21 corrispondono altrettante corrispondenti aperture della valvola parzializzatrice. Preferably, the commutator 21 directly actuates a throttle valve (preferably a throttle valve), not shown, which in the internal combustion engine 3 is designed to set a useful section for the passage of the fuel, air or the air / fuel mixture through a duct power supply to the internal combustion engine 3. In this way, different positions (clicks) of the switch 21 correspond as many corresponding openings of the throttling valve.

I valori di apertura della valvola parzializzatrice, corrispondenti ai previsti scatti del commutatore 21, sono opportunamente calcolati in funzione di una potenza che il motore endotermico 3 deve erogare, che a sua volta è strettamente legata alla potenza meccanica da alimentare al generatore elettrico 4 per far funzionare un preciso valore di carico collegato al generatore elettrico 4 stesso ad una predeterminata frequenza fissa. In altre parole, valori di apertura della valvola parzializzatrice, corrispondenti ai previsti scatti del commutatore 21, sono opportunamente calcolati in modo tale che la velocità di rotazione dell'albero condotto 7 (quindi del generatore elettrico 4) rimanga costante al variare del carico collegato al generatore elettrico 4, al variare del numero di giri n1 di rotazione del motore endotermico 3, ed al variare della portata di combustibile e/o aria in alimentazione al motore endotermico 3. The opening values of the throttle valve, corresponding to the foreseen clicks of the commutator 21, are suitably calculated as a function of a power that the endothermic engine 3 must deliver, which in turn is closely linked to the mechanical power to be fed to the electric generator 4 in order to operating a precise load value connected to the electric generator 4 itself at a predetermined fixed frequency. In other words, opening values of the throttle valve, corresponding to the foreseen clicks of the switch 21, are suitably calculated in such a way that the speed of rotation of the driven shaft 7 (therefore of the electric generator 4) remains constant as the load connected to the electric generator 4, as the number of revolutions n1 of rotation of the internal combustion engine 3 varies, and the flow of fuel and / or air supplied to the internal combustion engine 3 varies.

In caso di maggior carico sul generatore elettrico 4, il motore endotermico 3 può quindi beneficiare di un aumento della potenza erogata grazie all'aumento dell'alimentazione di combustibile e/o aria e, parallelamente, anche dell'aumento del numero di giri n1 consentito dalla trasmissione 5. In modo del tutto analogo, in caso di minor carico sul generatore elettrico 4, il motore endotermico 3 può quindi beneficiare di una riduzione della potenza erogata grazie alla parzializzazione dell'alimentazione di combustibile e/o aria e, parallelamente, può beneficiare anche della riduzione del numero di giri n1 consentita dalla trasmissione 5. In the event of a greater load on the electric generator 4, the endothermic engine 3 can therefore benefit from an increase in the power delivered thanks to the increase in the fuel and / or air supply and, at the same time, also from the increase in the permitted number of revolutions n1. from the transmission 5. In a completely analogous way, in the event of a lower load on the electric generator 4, the endothermic engine 3 can therefore benefit from a reduction in the power supplied thanks to the partialization of the fuel and / or air supply and, in parallel, can also benefit from the reduction in the number of revolutions n1 allowed by the transmission 5.

In uso, quando è richiesto un aumento del carico sul generatore elettrico 4. l'operatore agisce sul commutatore manuale 21 per portarlo in posizione corrispondente alla potenza da erogare, in modo tale che il motore endotermico 3 si porti in una nuova configurazione di funzionamento avente un numero di giri n1 maggiore, mentre la trasmissione 5 si autoregola per variare il rapporto di trasmissione al fine di mantenere invariato il numero di giri n2 del generatore elettrico 4. In use, when an increase in the load on the electric generator 4 is required. The operator acts on the manual switch 21 to bring it to a position corresponding to the power to be delivered, so that the internal combustion engine 3 goes into a new operating configuration having a higher number of revolutions n1, while the transmission 5 adjusts itself to vary the transmission ratio in order to keep the number of revolutions n2 of the electric generator 4 unchanged.

Parimenti, quando è richiesta una riduzione del carico sul generatore elettrico 4, l'operatore agisce di nuovo sul commutatore manuale 21 per portarlo in una nuova posizione corrispondente alla potenza attuale da erogare, in modo tale che il motore endotermico 3 si porti in una nuova configurazione di funzionamento avente un numero di giri n1 minore, mentre la trasmissione 5 si autoregola nuovamente per variare il rapporto di trasmissione al fine di mantenere ancora invariato il numero di giri n2 del generatore elettrico 4. Likewise, when a load reduction is required on the electric generator 4, the operator acts again on the manual switch 21 to bring it to a new position corresponding to the current power to be delivered, so that the endothermic engine 3 moves to a new one. operating configuration having a lower number of revolutions n1, while the transmission 5 self-adjusts itself again to vary the transmission ratio in order to keep the number of revolutions n2 of the electric generator 4 still unchanged.

La presente invenzione raggiunge gli scopi proposti, superando gli inconvenienti lamentati nella tecnica nota. The present invention achieves the proposed aims, overcoming the drawbacks complained of in the known art.

La particolare struttura della trasmissione consente alla stessa di autoregolarsi per mantenere costante il numero di giri del generatore elettrico variando il numero di giri del motore endotermico, senza l'ausilio di unità elettroniche. L'assenza di unità elettroniche consente peraltro di aumentare l'affidabilità complessiva del gruppo elettrogeno. In particolare la trasmissione può essere costituita da sole parti meccaniche (pulegge, molla di contrasto, cinghia, massette), c ciò riduce la necessità di tarature e/o manutenzioni complesse richieste normalmente dalle unità elettroniche. Ciò, del resto, riduce i costi di realizzazione della trasmissione e del gruppo elettrogeno, in quanto evita la costosa installazione delle citate unità elettroniche. The particular structure of the transmission allows it to self-adjust to keep the number of revolutions of the electric generator constant by varying the number of revolutions of the internal combustion engine, without the aid of electronic units. The absence of electronic units also makes it possible to increase the overall reliability of the generator. In particular, the transmission can only consist of mechanical parts (pulleys, contrast spring, belt, masses), which reduces the need for complex calibrations and / or maintenance normally required by electronic units. This, moreover, reduces the costs of construction of the transmission and of the generator, as it avoids the costly installation of the aforementioned electronic units.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Generating set, comprising: - a motor unit (3) having a motor shaft (6); - an electric generator (4) having a driven shaft (7), said electric generator (4) being mechanically connected to the motor unit (3) to receive its mechanical power and convert it at least partially into electric power; - a transmission (5), interposed between the driving shaft (6) and the driven shaft (7) and able to continuously vary a transmission ratio between the number of revolutions (n1) of the driving shaft (6) and the number of revolutions (n2) of the driven shaft (7) keeping substantially constant the number of revolutions (n2) of the electric generator (4); characterized in that said transmission (5) includes: - a belt (11); - a driving pulley (8), associated with the drive shaft (6) and comprising two half-pulleys (8a, 8b) which can be approached and removed from each other under the opposing thrust action of the belt and a contrast spring (13) to increase and decreasing a winding radius of the belt (11) on the driving pulley (8) in response to a respective decrease or increase in the tension of said belt; and - a driven pulley (9), associated with the driven shaft (7) and comprising two half-pulleys (9a, 9b) which can be approached and removed from each other under an opposing thrust action of the belt and a plurality of weights (20) to increase or decreasing a wrapping radius of the belt (11) on the driven pulley (9) in response to an increase or decrease in the tension of said belt; said contrast spring (13) and said masses (20), in cooperation with the belt (11), determining said self-regulation of the transmission (5) able to keep constant the number of revolutions (n2) of the driven shaft (7) when an electrical load connected to the electrical generator (4) and a corresponding power delivered by the motor unit (3) vary.

2. Generating set according to claim 1 characterized in that said engine unit (3) comprises an internal combustion engine.

3. Generating set according to any one of the preceding claims, characterized in that each half-pulley (8a, 8b; 9a. 9b) has an inclined surface (10; 16) defining a portion of engagement with said belt (11), the inclined surfaces (10; 16) of each pair of said half-pulleys (8a, 8b; 9a, 9b) facing each other. They.

4. Generating set according to any one of the preceding claims, characterized in that each pulley (8, 9) comprises a fixed half-pulley (8a; 9a) and a mobile half-pulley (8b; 9b), the mobile half-pulley (8b) of the driving pulley (8) being pushed by said contrast spring (13) approaching the corresponding fixed pulley (8a), the mobile half-pulley (9b) of the driven pulley (9) being associated with a guide body (18) to define, in cooperation with the same, a space (19) within which said masses (20) are housed.

5. Generator set according to claim 4, characterized by the fact that said driven pulley (9) is keyed on the driven shaft (7), said space (19) shrinking away from the driven shaft (7).

6. Generating set according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises adjustment means, active on the engine unit (3) to vary at least one power supply parameter of the engine (3), in particular a quantity of fuel and / or air entering the motor (3) itself.

7. Generating set according to claim 6, characterized in that said adjustment means comprise a switch (21) having at least two positions corresponding to as many values of a flow rate of fuel and / or air entering the engine unit (3).

8. Generating set according to claim 6 or 7, characterized in that said adjustment means comprise a switch (21) controlled by an actuator (22), controlled by an electronics (23) capable of monitoring the frequency of the generator (4) and maintain it at a lower threshold value, by means of a feedback command on the actuator (22) which in turn operates the switch until the lower point of the motor regulation curve is found.

9. Generating set according to claim 6, 7 or 8, characterized in that said internal combustion engine (3) comprises a throttle valve designed to vary a useful section for the passage of fuel and / or air entering the internal combustion engine (3), said adjustment means acting directly on said throttling valve.