RU178096U1 - Автономная генераторная установка - Google Patents
Автономная генераторная установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU178096U1 RU178096U1 RU2017126538U RU2017126538U RU178096U1 RU 178096 U1 RU178096 U1 RU 178096U1 RU 2017126538 U RU2017126538 U RU 2017126538U RU 2017126538 U RU2017126538 U RU 2017126538U RU 178096 U1 RU178096 U1 RU 178096U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- rotation speed
- internal combustion
- output
- combustion engine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/34—Arrangements for transfer of electric power between networks of substantially different frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/44—Control of frequency and voltage in predetermined relation, e.g. constant ratio
Abstract
Задача полезной модели - поддержание выходного напряжения синхронного генератора на постоянных магнитах автономной генераторной установки с регулируемой скоростью вращения в требуемых границах, при изменении скорости вращения и нагрузки в широком диапазоне.Достигается решение задачи путем коррекции напряжения в блоке стабилизации 4. Поддерживать выходное напряжение синхронного генератора на постоянных магнитах 3 в пределах требуемых значений возможно при условии правильного подбора синхронного генератора и скорости его вращения, что выгодно отличает предлагаемую полезную модель от прототипа. При этом накопитель энергии 5 между блоком стабилизации 4 и инвертором 6 служит для накопления энергии, компенсации скачков нагрузки и сглаживания пульсаций.
Description
Полезная модель относится к области электротехники, в частности к генераторным установкам на базе двигателей внутреннего сгорания и синхронных генераторов на постоянных магнитах, используемым для выработки электроэнергии на автономных объектах электроснабжения.
Из современного уровня техники известна автономная электростанция переменного тока [RU 2412513 С1, МПК H02J 3/34 (2006.01), опубликованная 20.02.2011], содержащая последовательно соединенные двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с переменной скоростью вращения, синхронный генератор, преобразователь частоты, включающий управляемый выпрямитель, конденсаторную батарею, датчик тока, инвертор напряжения, к которому подключен повышающий трансформатор с выходными выводами. К ДВС подключен блок формирования оптимальной частоты вращения вала ДВС, содержащий регулятор частоты вращения вала ДВС, датчик частоты вращения вала ДВС, к которому подключен сумматор сигналов, связанный с блоком задания экономичной частоты вращения вала ДВС и с регулятором частоты вращения вала ДВС, подключенным к ДВС. Блок возбуждения синхронного генератора подключен к блоку питания и соединен с обмоткой возбуждения синхронного генератора, с выходами блока задания экономичной частоты вращения вала ДВС. Блок стабилизации напряжения, состоящий из задатчика напряжения, сумматора сигналов и регулятора напряжения, подключен к управляемому выпрямителю и соединен с выходом датчика напряжения, с которым соединен блок возбуждения синхронного генератора. Вход блока задания экономичной частоты вращения вала ДВС соединен с блоком вычисления мощности нагрузки, который подключен к выходам датчика напряжения и датчика тока. Выход задатчика частоты выходного напряжения соединен с инвертором напряжения.
Данное устройство имеет низкий коэффициент полезного действия, за счет больших потерь на возбуждение, ввиду использования синхронного генератора с электромагнитным возбуждением.
Известна дизель-генераторная установка [RU 2015119508/07, опубликованная 10.09.2016 г.], выбранная в качестве прототипа, содержащая дизельный двигатель с переменной скоростью вращения, к которому подключен синхронный генератор, связанный с выпрямителем, а также автономный инвертор, в качестве синхронного генератора использован синхронный генератор на постоянных магнитах, к дизельному двигателю подключен датчик скорости вращения вала дизельного двигателя, соединенный с блоком задания экономичной скорости вращения, параллельно выпрямителю подключены фильтр, конвертор и датчик мощности, причем информационные выводы датчика мощности связаны с блоком задания экономичной скорости вращения и с блоком управления зарядом и разрядом аккумуляторной батареи, который подключен к конвертору, соединенному с аккумуляторной батареей, а блок задания экономичной скорости вращения подключен к сервоприводу, связанному с дизельным двигателем, при этом электрические выводы датчика мощности соединены с автономным инвертором, к которому подключена электрическая нагрузка переменного тока, к которой подсоединен датчик напряжения, связанный с блоком управления инвертором, подключенным к автономному инвертору.
Недостатком данного устройства является невозможность поддержания выходного напряжения в заданном диапазоне при изменении скорости вращения вала двигателя и ротора синхронного генератора в широком диапазоне для поддержания минимального удельного расхода топлива.
Задача полезной модели - поддержание выходного напряжения синхронного генератора на постоянных магнитах автономной генераторной установки с регулируемой скоростью вращения в требуемых границах, при изменении скорости вращения и нагрузки в широком диапазоне.
Поставленная задача решается тем, что в автономную генераторную установку, содержащую двигатель внутреннего сгорания с переменной скоростью вращения, к которому последовательно подключены датчик скорости вращения и синхронный генератор на постоянных магнитах, введен блок стабилизации, выход которого соединен с накопителем энергии и входом инвертора, выход которого, через датчики тока и напряжения, соединен с нагрузкой, при этом информационные выходы датчиков тока, напряжения и скорости вращения подключены к входам блока управления автономной генераторной установкой, выход блока управления автономной генераторной установкой последовательно соединен с регулятором подачи топлива и двигателем внутреннего сгорания.
Использование синхронного генератора на постоянных магнитах и использование блока стабилизации позволяет поддерживать выходное напряжение синхронного генератора на постоянных магнитах в пределах требуемых значений при условии правильного подбора синхронного генератора и скорости его вращения, что выгодно отличает предлагаемую полезную модель от прототипа.
На фиг. 1 представлена функциональная схема автономной генераторной установки, где:
1 - двигатель внутреннего сгорания (ДВС);
2 - датчик скорости вращения (ДСВ);
3 - синхронный генератор на постоянных магнитах комбинированного возбуждения (СГПМ);
4 - блок стабилизации (БС);
5 - накопитель энергии (НЭ);
6 - инвертор (И);
7 - датчик тока (ДТ);
8 - датчик напряжения (ДН);
9 - нагрузка (Н);
10 - регулятор подачи топлива (РПТ);
11 - блок управления автономной генераторной установки (БУАГУ).
В автономной генераторной установке двигатель внутреннего сгорания 1 с переменной скоростью вращения, к которому последовательно подключены датчик скорости вращения 2 и синхронный генератор на постоянных магнитах 3, связанный с входом блока стабилизации 4, выход которого связан с накопителем энергии 5 и входом инвертора 6, выход которого, через датчики тока 7 и напряжения 8, соединен с нагрузкой 9, при этом информационные выходы датчиков тока 7, напряжения 8 и скорости вращения 2 подключены к входам блока управления автономной генераторной установкой 11, выход которого последовательно соединен с регулятором подачи топлива 10 и двигателем внутреннего сгорания 1.
В качестве двигателя внутреннего сгорания 1 может быть использован любой двигатель, который работает за счет сгорания топлива. В качестве блока стабилизации 4 могут использоваться как управляемые выпрямители, так и не управляемые выпрямители с ограничителем напряжения в комбинации с фильтром. Накопитель энергии с блоком управления накопителем 5 представляет собой суперконденсатор, аккумуляторную батарею или их комбинацию, емкость которого подбирается и необходимого времени регулирования. В качестве инвертора 6 может быть выбран любой автономный трехфазный инвертор, подходящий по мощности и форме выходного напряжения. Датчиками скорости вращения 2, тока 7 и напряжения 8 могут быть любые датчики соответственно, которые конструктивно и параметрически подойдут для синтеза в структуру автономного источника питания. Конструкция регулятора подачи топлива 10 зависит от вида топливной системы двигателя внутреннего сгорания. В качестве основы блока управления автономной генераторной установки 11 может быть использован микроконтроллер.
Устройство работает следующим образом. При изменении нагрузки 9 происходит изменение скорости вращения двигателя внутреннего сгорания 1 и изменение напряжения на выходе СГПМ 3. Как следствие происходит изменение напряжения и тока на выходе инвертора 6. Датчики тока 7, напряжения 8 и скорости вращения 2 измеряют и передают данные о параметрах тока, напряжения и скорости вращения в блок управления автономной генераторной установкой 11, который принимает информацию с датчиков 2, 7, 8, обрабатывает ее, вычисляет значения потребляемой мощности, оптимальную скорость вращения для этой мощности и подает управляющее воздействие в регулятор подачи топлива 10, при этом становится возможно регулирование скорости вращения вала ДВС 1 в широком диапазоне. Регулятор подачи топлива 10 в зависимости от управляющего сигнала с блока управления автономной генераторной установки 11 увеличивает или уменьшает количество подаваемой топливной смеси. Блок стабилизации 4 обеспечивает коррекцию напряжения до требуемого уровня и его выпрямление. При резком изменении нагрузки накопитель энергии 5 компенсирует скачки напряжения на время регулирования скорости вращения двигателя внутреннего сгорания 1, а в установившемся режиме накапливает электроэнергию и сглаживает пульсации напряжения.
Технический результат - стабилизация выходного напряжения синхронного генератора на постоянных магнитах, при широком диапазоне регулирования скорости вращения двигателя внутреннего сгорания и синхронного генератора на постоянных магнитах, по критерию минимума расхода топлива в зависимости от нагрузки.
Claims (1)
- Автономная генераторная установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания с переменной скоростью вращения, к которому последовательно подключены датчик скорости вращения и синхронный генератор на постоянных магнитах, отличающаяся тем, что выход синхронного генератора на постоянных магнитах соединен с блоком стабилизации, выход которого соединен с накопителем энергии и входом инвертора, выход которого через датчики тока и напряжения соединен с нагрузкой, при этом информационные выходы датчиков тока, напряжения и скорости вращения подключены к входам блока управления автономной генераторной установкой, выход блока управления автономной генераторной установкой последовательно соединен с регулятором подачи топлива и двигателем внутреннего сгорания.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126538U RU178096U1 (ru) | 2017-07-24 | 2017-07-24 | Автономная генераторная установка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126538U RU178096U1 (ru) | 2017-07-24 | 2017-07-24 | Автономная генераторная установка |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU178096U1 true RU178096U1 (ru) | 2018-03-23 |
Family
ID=61703841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017126538U RU178096U1 (ru) | 2017-07-24 | 2017-07-24 | Автономная генераторная установка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU178096U1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU194333U1 (ru) * | 2019-05-24 | 2019-12-06 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Автономная генераторная электростанция |
| RU198307U1 (ru) * | 2020-03-02 | 2020-06-30 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Автономная генераторная установка |
| RU203152U1 (ru) * | 2020-07-09 | 2021-03-24 | Акционерное общество "Электроавтоматика" | Автономный источник электроэнергии постоянного тока |
| RU223289U1 (ru) * | 2023-05-15 | 2024-02-12 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Автономная генераторная установка |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0046530A1 (de) * | 1980-08-14 | 1982-03-03 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Verfahren und Vorrichtung zum optimalen Benutzen mindestens einer variablen, schwer beherrschbaren Energiequelle |
| RU2412513C1 (ru) * | 2010-01-15 | 2011-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) | Автономная электростанция переменного тока |
| RU2597248C1 (ru) * | 2015-05-22 | 2016-09-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Дизель-генераторная установка |
-
2017
- 2017-07-24 RU RU2017126538U patent/RU178096U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0046530A1 (de) * | 1980-08-14 | 1982-03-03 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Verfahren und Vorrichtung zum optimalen Benutzen mindestens einer variablen, schwer beherrschbaren Energiequelle |
| RU2412513C1 (ru) * | 2010-01-15 | 2011-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) | Автономная электростанция переменного тока |
| RU2597248C1 (ru) * | 2015-05-22 | 2016-09-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Дизель-генераторная установка |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU194333U1 (ru) * | 2019-05-24 | 2019-12-06 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Автономная генераторная электростанция |
| RU198307U1 (ru) * | 2020-03-02 | 2020-06-30 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Автономная генераторная установка |
| RU203152U1 (ru) * | 2020-07-09 | 2021-03-24 | Акционерное общество "Электроавтоматика" | Автономный источник электроэнергии постоянного тока |
| RU223289U1 (ru) * | 2023-05-15 | 2024-02-12 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Автономная генераторная установка |
| RU223288U1 (ru) * | 2023-07-10 | 2024-02-12 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Автономная электростанция переменного тока |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6984897B2 (en) | Electro-mechanical energy conversion system having a permanent magnet machine with stator, resonant transfer link and energy converter controls | |
| RU178096U1 (ru) | Автономная генераторная установка | |
| CN104660129B (zh) | 开关磁阻风力发电机控制系统及控制方法 | |
| CN102792545A (zh) | 太阳能发电系统以及供电系统 | |
| US9634596B2 (en) | Hybrid power generation with variable voltage flux | |
| RU2412513C1 (ru) | Автономная электростанция переменного тока | |
| RU2597248C1 (ru) | Дизель-генераторная установка | |
| JP7142944B2 (ja) | 高効率発電・充電システム | |
| RU2666903C1 (ru) | Автономная электростанция переменного тока | |
| RU172810U1 (ru) | Автономная генераторная установка | |
| SE469758B (sv) | Foerfarande foer styrning av effekt alstrad av en gasturbin samt anordning foer genomfoerande av foerfarandet | |
| Ramakrishnan et al. | Review on Backup Storage System in Wind Energy Conversion System | |
| RU168615U1 (ru) | Автономная электростанция переменного тока | |
| RU194333U1 (ru) | Автономная генераторная электростанция | |
| Borkowski | Small Hydropower Plant as a supplier for the primary energy consumer | |
| CN206481061U (zh) | 一种永磁发电机组及发电系统 | |
| RU2745149C1 (ru) | Способ управления дизель-генераторной установкой при включении асинхронного двигателя | |
| CN103633667B (zh) | 一种基于igbt控制的抽水功率调节系统及方法 | |
| RU2773744C1 (ru) | Автономная электростанция переменного тока | |
| RU2436691C1 (ru) | Система электродвижения автономного объекта | |
| RU45056U1 (ru) | Автономная электростанция | |
| RU2457612C1 (ru) | Устройство для регулирования и стабилизации напряжения автономного многофункционального асинхронного генератора | |
| Wang et al. | Key technologies of wave energy power generation system | |
| RU113096U1 (ru) | Регулятор-контроллер отбора мощности генератора ветроэнергетической установки | |
| RU223288U1 (ru) | Автономная электростанция переменного тока |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180725 |