RU141120U1

RU141120U1 - AUTONOMOUS DIESEL - GENERATOR

Info

Publication number: RU141120U1
Application number: RU2013148271/06U
Authority: RU
Inventors: Андрей Юрьевич Злобин; Дмитрий Евгеньевич Васильев; Александр Юрьевич Козюрин
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-05-27

Abstract

Автономный дизель-генератор, содержащий блок управления дизель-генератором, выход которого соединен с входом дизеля, выход которого соединен с входом трехфазного синхронного генератора, отличающийся тем, что в него введена электромеханическая трансмиссия, вход которой соединен с выходным валом дизеля, а выход - с входным валом синхронного генератора, причем электромеханическая трансмиссия состоит из входного двухступенчатого редуктора и датчика скорости вала дизеля, входы которых соединены с выходным валом дизеля, выход датчика скорости вала дизеля соединен с входом блока управления дизель-генератором, выход которого соединен с входом дизеля и входами электромагнитных порошковых муфт, входы которых соединены с выходами входного двухступенчатого редуктора, а выходы, с входами выходного двухступенчатого редуктора, выход которого соединен с входом синхронного генератора, а также с датчиком скорости входного вала синхронного генератора, вход которого соединен с входом синхронного генератора, а выход с входом блока управления дизель-генератором и датчиком потребляемой электрической мощности, вход которого соединен с выходом синхронного генератора, а выход с входом блока управления дизель-генератором.An autonomous diesel generator containing a diesel generator control unit, the output of which is connected to the diesel input, the output of which is connected to the input of a three-phase synchronous generator, characterized in that an electromechanical transmission is introduced into it, the input of which is connected to the diesel output shaft, and the output is connected to the input shaft of the synchronous generator, and the electromechanical transmission consists of an input two-stage gearbox and a diesel shaft speed sensor, the inputs of which are connected to the diesel output shaft, the sensor output will soon The diesel shaft is connected to the input of the diesel generator control unit, the output of which is connected to the diesel input and the inputs of the electromagnetic powder couplings, the inputs of which are connected to the outputs of the input two-stage gearbox, and the outputs, to the inputs of the output two-stage gearbox, the output of which is connected to the input of the synchronous generator, and also with the speed sensor of the input shaft of the synchronous generator, the input of which is connected to the input of the synchronous generator, and the output with the input of the control unit of the diesel generator and the sensor is consumed second electric power, the input connected to the output of the synchronous generator, and the output to the input of diesel-generator control unit.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к автономным источникам электроэнергии и может быть использовано для регулировки скорости вращения приводного вала генератора.The utility model relates to electrical engineering, namely to autonomous sources of electricity and can be used to adjust the rotation speed of the drive shaft of the generator.

Известна электромагнитная порошковая муфта, содержащая ведущую полу муфту, с установленной в ее расточке катушкой возбуждения и с заполненную ферромагнитным порошком полостью, в которой размешен ведомый ротор. Для повышения стабильности работы муфты за счет равномерного распределения ферромагнитного порошка в полости ведущей полумуфты независимо от режима работы она снабжена постоянным кольцевым магнитом, установленным внутри катушки, соосно с ней. Электромагнитная порошковая муфта содержит ведущую полумуфту, в которой выполнена полость, заполненная ферромагнитным порошком. В полости помешен ведомый элемент (ротор). В магпитопроводе ведущей полумуфты установлены катушки управления и постоянный магнит, выполненный в виде кольца. С ротором, соединен ведомый вал, установленный в шарикоподшипнике (авторское свидетельство №504021 от 1976).Known electromagnetic powder clutch containing the leading floor clutch, installed in its bore excitation coil and filled with ferromagnetic powder cavity, in which the driven rotor is placed. To increase the stability of the coupling due to the uniform distribution of the ferromagnetic powder in the cavity of the leading coupling half, regardless of the operating mode, it is equipped with a permanent ring magnet installed inside the coil, coaxially with it. The electromagnetic powder coupling contains a driving coupling half in which a cavity is filled with ferromagnetic powder. A driven element (rotor) is placed in the cavity. The control coils and a permanent magnet made in the form of a ring are installed in the magnet line of the leading half-coupling. A driven shaft mounted in a ball bearing is connected to the rotor (copyright certificate No. 504021 of 1976).

Недостатком известной электромагнитной порошковой муфты является отсутствие возможности изменения скорости вращения выходного вала выше скорости входного вала.A disadvantage of the known electromagnetic powder clutch is the inability to change the speed of rotation of the output shaft above the speed of the input shaft.

Известен дизель-геператор (Комплект оборудования 15Р114 Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Часть 1. - МО, 1987. - с. 16-21)., содержащий блок управления агрегатом, дизель, трехфазный синхронный генератор, преобразователь переменного тока в постоянный и шины питания по постоянному и переменному току. Выход блока управления агрегатом соединен с входом дизеля, выход которого соединен с ротором синхронного генератора, вращение которого приводит к получению на выходе электрической энергии переменного тока. Выход синхронного генератора соединен с шиной питания потребителей переменного тока и входом преобразователя переменного тока в постоянный, выход которого соединен с шиной питания потребителей постоянного.Known diesel heperator (Equipment 15P114 Technical description and operating instructions. Part 1. - MO, 1987. - S. 16-21)., Containing the unit control unit, diesel, three-phase synchronous generator, AC to DC converter and bus power supply for direct and alternating current. The output of the unit control unit is connected to the input of the diesel engine, the output of which is connected to the rotor of the synchronous generator, the rotation of which leads to the generation of alternating current electric energy. The output of the synchronous generator is connected to the power supply bus of the AC consumers and the input of the AC to DC converter, the output of which is connected to the power supply of the DC consumers.

Недостатками известного дизель-генератора являются увеличенный удельный расход топлива при снижении потребляемой электрической мощности, что приводит к избыточному расходу топлива и уменьшению времени автономной работы.The disadvantages of the known diesel generator are the increased specific fuel consumption while reducing the consumed electric power, which leads to excessive fuel consumption and reduced battery life.

Задачей полезной модели является уменьшение удельного расхода топлива дизель-генератором при снижении потребляемой от него электрической мощности и обеспечении требуемой скорости вращения приводного вала синхронного генератора.The objective of the utility model is to reduce the specific fuel consumption by a diesel generator while reducing the electric power consumed from it and providing the required speed of rotation of the drive shaft of the synchronous generator.

Технический результат достигается тем, что в автономный дизель-генератор, содержащий блок управления дизель-генератором, выход которого соединен с входом дизеля, выход которого соединен с входом трехфазного синхронного генератора, введена электромеханическая трансмиссия, вход которой соединен с выходным валом дизеля, а выход - с входным валом синхронного генератора, причем электромеханическая трансмиссия состоит из входного двухступенчатого редуктора и датчика скорости вала дизеля, входы которых соединены с выходным валом дизеля, выход датчика скорости вала дизеля соединен с входом блока управления дизель-генератором, выход которого соединен с входом дизеля и входами электромагнитных порошковых муфт, входы которых соединены с выходами входного двухступенчатого редуктора, а выходы, с входами выходного двухступенчатого редуктора, выход которого соединен с входом синхронного генератора, а также датчика скорости входного вала синхронного генератора, вход которого соединен с входом синхронного генератора, а выход с входом блока управления дизель-генератором и датчик потребляемой электрической мощности вход которого соединен с выходом синхронного генератора, а выход с входом блока управления дизель-генератором.The technical result is achieved by the fact that in an autonomous diesel generator containing a control unit for a diesel generator, the output of which is connected to the input of the diesel engine, the output of which is connected to the input of a three-phase synchronous generator, an electromechanical transmission is introduced, the input of which is connected to the output shaft of the diesel engine, and the output is with the input shaft of a synchronous generator, and the electromechanical transmission consists of an input two-stage gearbox and a diesel shaft speed sensor, the inputs of which are connected to the diesel output shaft, you One diesel shaft speed sensor is connected to the input of the diesel generator control unit, the output of which is connected to the diesel input and the inputs of the electromagnetic powder couplings, the inputs of which are connected to the outputs of the input two-stage gearbox, and the outputs, to the inputs of the output two-stage gearbox, the output of which is connected to the synchronous input generator, as well as the speed sensor of the input shaft of the synchronous generator, the input of which is connected to the input of the synchronous generator, and the output with the input of the control unit of the diesel generator and the sensor consumed electric power, the input of which is connected to the output of the synchronous generator, and the output to the input of the control unit of the diesel generator.

В предлагаемой полезной модели, представленной фигурой, выход дизеля 1, соединен с входом датчика скорости вала дизеля 2, выход которого соединен с входом блока управления дизель-генератором 3, выход которого соединен с входом дизеля 1 и входами электромагнитных порошковых муфт 4 и 5, входы которых соединены с выходами входного двухступенчатого редуктора 6 вход которого соединен с выходным валом дизеля 1, а выходы, с входами выходного двухступенчатого редуктора 7, выход которого соединен с входом синхронного генератора 8, а также датчика скорости входного вала синхронного генератора 9, вход которого соединен с входом синхронного генератора 8, а выход с входом блока управления дизель-генератором 3 и датчик потребляемой электрической мощности 10 вход которого соединен с выходом синхронного генератора 8, а выход с входом блока управления дизель-генератором 3.In the proposed utility model, represented by the figure, the output of diesel 1 is connected to the input of the speed sensor of the shaft of diesel 2, the output of which is connected to the input of the control unit of the diesel generator 3, the output of which is connected to the input of diesel 1 and the inputs of the electromagnetic powder couplings 4 and 5, inputs which are connected to the outputs of the input two-stage gearbox 6, the input of which is connected to the output shaft of the diesel 1, and the outputs, to the inputs of the output two-stage gearbox 7, the output of which is connected to the input of the synchronous generator 8, as well as the sensor the input shaft of the synchronous generator 9, the input of which is connected to the input of the synchronous generator 8, and the output with the input of the control unit of the diesel generator 3 and the sensor of consumed electric power 10, the input of which is connected to the output of the synchronous generator 8, and the output with the input of the control unit of the diesel generator 3.

Автономный дизель-генератор работает следующим образом. С блока управления дизель-генератором 3 подается сигнал на запуск дизеля 1, который приводит во вращение входной двухступенчатый редуктор 6, который приводит во вращение входные валы электромагнитных порошковых муфт 4 и 5 таким образом, что скорость входного вала электромагнитной порошковой муфты 4 равна скорости на входе входного двухступенчатого редуктора 6, а скорость входного вала электромагнитной порошковой муфты 5 равна удвоенной скорости на входе входного двухступенчатого редуктора 6 причем, входы и выходы электромагнитных порошковых муфт 4 и 5 не соединены механически друг с другом и соответственно не приводят во вращение выходной двухступенчатый редуктор 7. Как только скорость вала на входе входного двухступенчатого редуктора 6 достигнет требуемой номинальной скорости вращения, сигнал с выхода датчика скорости вала дизеля 2 поступает на вход блока управления дизель-генератором 3 и с его выхода подается сигнал на включение электромагнитной порошковой муфты 4, которая включается и через свой выход приводит к вращению выходной двухступенчатый редуктор 7, который приводит во вращение синхронный генератор 8, причем сигнал о скорости вращения вала синхронного генератора поступает с выхода датчика скорости входного вала синхронного генератора 9 на вход блока управления дизель-генератором 3, и если скорость вращения входного вала синхронного генератора 8 выше требуемой, то блок управления дизель-генератором 3 изменяет сигнал управления, который подается с его выхода на вход электромагнитной порошковой муфты 4 таким образом, чтобы стабилизировать скорость вращения вала синхронного генератора 8. При достижении требуемой скорости на входе синхронного генератора 8, с его выхода сигнал о потребляемой электрической мощности подается на вход датчика потребляемой электрической мощности 10, с выхода которого сигнал поступает на вход блока управления дизель-генератором 3. Если потребляемая электрическая мощность меньше номинальной мощности синхронного генератора 8, то блок управления дизель-генератором 3 формирует сигнал на включение электромагнитной порошковой муфты 5, таким образом, чтобы за счет скольжения между входным и выходным валами электромагнитной порошковой муфты 5, на выходе выходного двухступенчатого редуктора 7 скорость была равна синхронной скорости вала генератора. Далее блок управления дизель-генератором 3 формирует сигнал об уменьшении скорости вращения вала дизеля 1 и подает его на вход дизеля 1, а также формирует сигнал об отключении электромагнитной порошковой муфты 4 и подает его на вход электромагнитной порошковой муфты 4, после чего переходит в режим стабилизации скорости вращения приводного вала синхронного генератора 8 с помощью управления скоростью вращения выходного вала электромагнитной порошковой муфты 5, причем скольжение выходного вала электромагнитной порошковой муфты 5 имеет по сравнению со скольжением вала электромагнитной порошковой муфты 4 меньше, что приводит к уменьшению потерь мощности на скольжение.Autonomous diesel generator operates as follows. From the control unit of the diesel generator 3, a signal is sent to start the diesel 1, which drives the input two-stage gearbox 6, which drives the input shafts of the electromagnetic powder couplings 4 and 5 so that the speed of the input shaft of the electromagnetic powder clutch 4 is equal to the input speed input two-stage gearbox 6, and the speed of the input shaft of the electromagnetic powder clutch 5 is equal to twice the speed at the input of the input two-stage gearbox 6, the inputs and outputs of the electromagnetic powder the output couplings 4 and 5 are not mechanically connected to each other and, accordingly, do not rotate the output two-stage gear 7. As soon as the shaft speed at the input of the input two-stage gear 6 reaches the required nominal speed, the signal from the output of the diesel shaft speed sensor 2 is input to the unit control of the diesel generator 3 and from its output a signal is sent to turn on the electromagnetic powder clutch 4, which is turned on and through its output leads to rotation of the output two-stage gearbox 7, which when drives the synchronous generator 8, and the signal about the speed of rotation of the shaft of the synchronous generator comes from the output of the speed sensor of the input shaft of the synchronous generator 9 to the input of the control unit of the diesel generator 3, and if the rotation speed of the input shaft of the synchronous generator 8 is higher than the required, then the control unit is diesel -generator 3 changes the control signal, which is supplied from its output to the input of the electromagnetic powder clutch 4 in such a way as to stabilize the rotation speed of the shaft of the synchronous generator 8. Upon reaching the required speed at the input of the synchronous generator 8, from its output a signal about the consumed electric power is fed to the input of the sensor of the consumed electric power 10, the output of which the signal is fed to the input of the control unit of the diesel generator 3. If the consumed electric power is less than the rated power of the synchronous generator 8 , then the control unit of the diesel generator 3 generates a signal to turn on the electromagnetic powder clutch 5, so that due to the slip between the input and output shafts of the electric magnetic powder coupling 5, at the output of the output two-stage gearbox 7, the speed was equal to the synchronous speed of the generator shaft. Next, the control unit of the diesel generator 3 generates a signal to reduce the speed of rotation of the shaft of the diesel 1 and feeds it to the input of the diesel 1, and also generates a signal to turn off the electromagnetic powder clutch 4 and feeds it to the input of the electromagnetic powder clutch 4, after which it goes into stabilization mode the rotation speed of the drive shaft of the synchronous generator 8 by controlling the rotation speed of the output shaft of the electromagnetic powder clutch 5, and the sliding of the output shaft of the electromagnetic powder clutch 5 has Appearance with sliding of the shaft of the electromagnetic powder clutch 4 is less, which leads to a decrease in power loss on sliding.

Таким образом, за счет снижения скорости вращения вала дизеля 1 при уменьшении потребляемой электрической мощности от дизель-генератора, происходит снижение удельного расхода топлива, что приводит к увеличению длительности автономной работы дизель-генератора при этом скорость вращения синхронного генератора 8 за счет применения электромеханической управляемой трансмиссии на основе электромагнитных порошковых муфт 4 и 5 поддерживается синхронной, тем самым обеспечивается поддержание требуемой частоты выходного напряжения.Thus, by reducing the speed of rotation of the shaft of the diesel engine 1 while reducing the consumed electric power from the diesel generator, the specific fuel consumption is reduced, which leads to an increase in the duration of the autonomous operation of the diesel generator while the rotation speed of the synchronous generator 8 is due to the use of an electromechanical controlled transmission based on electromagnetic powder couplings 4 and 5 is maintained synchronous, thereby maintaining the required frequency of the output voltage.

Claims

An autonomous diesel generator containing a diesel generator control unit, the output of which is connected to the diesel input, the output of which is connected to the input of a three-phase synchronous generator, characterized in that an electromechanical transmission is introduced into it, the input of which is connected to the diesel output shaft, and the output is connected to the input shaft of the synchronous generator, and the electromechanical transmission consists of an input two-stage gearbox and a diesel shaft speed sensor, the inputs of which are connected to the diesel output shaft, the sensor output will soon The diesel shaft is connected to the input of the diesel generator control unit, the output of which is connected to the diesel input and the inputs of the electromagnetic powder couplings, the inputs of which are connected to the outputs of the input two-stage gearbox, and the outputs, to the inputs of the output two-stage gearbox, the output of which is connected to the input of the synchronous generator, and also with the speed sensor of the input shaft of the synchronous generator, the input of which is connected to the input of the synchronous generator, and the output with the input of the control unit of the diesel generator and the sensor is consumed second electric power, the input connected to the output of the synchronous generator, and the output to the input of diesel-generator control unit.