RU203152U1 - AUTONOMOUS DC POWER SUPPLY - Google Patents
AUTONOMOUS DC POWER SUPPLY Download PDFInfo
- Publication number
- RU203152U1 RU203152U1 RU2020123632U RU2020123632U RU203152U1 RU 203152 U1 RU203152 U1 RU 203152U1 RU 2020123632 U RU2020123632 U RU 2020123632U RU 2020123632 U RU2020123632 U RU 2020123632U RU 203152 U1 RU203152 U1 RU 203152U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control unit
- generator
- autonomous
- voltage
- speed
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
-
- 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
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве автономного источника постоянного тока в системах электроснабжения подвижных объектов связи и управления. Автономный источник электроэнергии постоянного тока содержит двигатель внутреннего сгорания, генератор постоянного тока, блок регулирования напряжения, блок регулирования подачи топлива, при этом вход блока регулирования подачи топлива подключен к выходу блока регулирования напряжения, который состоит из устройства сравнения и устройства усиления сигнала рассогласования между заданным и действительным значениями выходного напряжения генератора. Технический результат заключается в повышении точности регулирования частоты вращения вала двигателя в соответствии с реальной токоскоростной характеристикой генератора, улучшении и повышении надежности конструкции.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used as an autonomous source of direct current in power supply systems for mobile communication and control objects. The autonomous DC power source contains an internal combustion engine, a direct current generator, a voltage control unit, a fuel supply control unit, while the input of the fuel supply control unit is connected to the output of the voltage control unit, which consists of a comparison device and a device for amplifying the error signal between the specified and actual values of the generator output voltage. The technical result consists in increasing the accuracy of regulating the speed of the engine shaft in accordance with the real current-speed characteristic of the generator, improving and increasing the reliability of the structure.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве автономного источника постоянного тока в системах электроснабжения подвижных объектов связи и управления.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used as an autonomous DC source in power supply systems for mobile communication and control objects.
Известен автономный источник электроэнергии постоянного тока [1], содержащий приводной двигатель, на валу которого установлен генератор постоянного тока, якорные обмотки которого через измерительный шунт связаны с плюсовым и минусовым выводами источника питания; обмотка возбуждения генератора включена через угольный столб комбинированного генератора, на управляющем электромагните которого расположены рабочая обмотка и обмотка для параллельной работы.Known autonomous source of direct current electricity [1], containing a drive motor, on the shaft of which a DC generator is installed, the armature windings of which are connected through the measuring shunt to the plus and minus terminals of the power source; the excitation winding of the generator is connected through the carbon column of the combined generator, on the control electromagnet of which there are a working winding and a winding for parallel operation.
Недостатком такого устройства является то, что вал генератора приводится во вращение двигателем внутреннего сгорания с постоянной частотой, независимо от тока нагрузки. При этом независимо от нагрузки генератора, топливо расходуется практически одинаково, что неэффективно и приводит к сокращению технического ресурса двигателя.The disadvantage of such a device is that the generator shaft is driven into rotation by an internal combustion engine at a constant frequency, regardless of the load current. At the same time, regardless of the generator load, fuel is consumed almost the same, which is inefficient and leads to a reduction in the technical resource of the engine.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является автономный источник электроэнергии постоянного тока [2], содержащий двигатель внутреннего сгорания, на валу которого установлен генератор постоянного тока, блок регулирования напряжения, соединенный с входом-выходом генератора, а другой его выход подключен к одному из входов блока управления режимами работы двигателя, выход которого подключен к входу блока коррекции частоты вращения вала двигателя, соединенного с входом блока регулирования подачи топлива.The closest to the proposed utility model is an autonomous source of direct current electricity [2], containing an internal combustion engine, on the shaft of which a DC generator is installed, a voltage control unit connected to the input-output of the generator, and its other output is connected to one of the inputs of the unit control of engine operation modes, the output of which is connected to the input of the engine shaft rotation speed correction unit connected to the input of the fuel supply control unit.
Недостатками прототипа является невысокая точность регулирования в связи с приближенным прогнозированием реальной токоскоростной характеристики генератора, сложность реализации и относительно низкая надежность из-за большого количества функциональных блоков (более 10 шт.).The disadvantages of the prototype are the low control accuracy due to the approximate prediction of the real current-speed characteristics of the generator, the complexity of implementation and relatively low reliability due to the large number of functional blocks (more than 10 pieces).
Целью полезной модели является повышение точности регулирования частоты вращения вала двигателя в соответствии с токоскоростной характеристикой генератора, повышение надежности и упрощение конструкции.The purpose of the utility model is to improve the accuracy of regulation of the engine shaft speed in accordance with the current-speed characteristic of the generator, to increase the reliability and simplify the design.
Поставленная цель достигается тем, что автономный источник электроэнергии постоянного тока содержит двигатель внутреннего сгорания, на валу которого установлен генератор постоянного тока, блок регулирования частоты и блок регулирования напряжения, который состоит из устройства сравнения и устройства усиления сигнала рассогласования между заданным и действительным значением выходного напряжения генератора.This goal is achieved by the fact that the autonomous source of DC electricity contains an internal combustion engine, on the shaft of which a DC generator is installed, a frequency control unit and a voltage control unit, which consists of a comparison device and a device for amplifying the error signal between the set and actual value of the generator output voltage ...
Устройство усиления может быть реализовано с помощью пропорционального, интегрального, пропорционально-интегрального или пропорционально-интегрально-дифференциального автоматического регулятора. Автоматические регуляторы можно реализовать, например, на операционном усилителе по известным схемам.The amplification device can be implemented using a proportional, integral, proportional-integral or proportional-integral-derivative automatic controller. Automatic controllers can be implemented, for example, on an operational amplifier according to known circuits.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный автономный источник отличается от известного наличием устройства сравнения (формирования сигнала рассогласования) и усилителя-регулятора, выход которого подключен к входу блока регулирования частоты вращения вала двигателя.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed autonomous source differs from the known one by the presence of a comparison device (generation of an error signal) and an amplifier-regulator, the output of which is connected to the input of the engine speed control unit.
Таким образом, заявленный автономный источник соответствует критерию «новизна».Thus, the declared autonomous source meets the criterion of "novelty".
Автоматическое регулирование частоты вращения вала двигателя с помощью усилителя-регулятора в соответствии с реальной токоскоростной характеристикой генератора приводит к повышению коэффициента использования электроагрегата и снижению расхода топлива при одновременном повышении точности регулирования, упрощению реализации и повышению надежности устройства.Automatic control of the engine shaft speed using an amplifier-regulator in accordance with the real current-speed characteristic of the generator leads to an increase in the utilization rate of the genset and a decrease in fuel consumption while increasing the control accuracy, simplifying the implementation and increasing the reliability of the device.
Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного автономного источника критерию «существенное отличие».This allows us to conclude that the claimed autonomous source meets the “significant difference” criterion.
На рис. представлена структурная схема устройства. Сущность предлагаемого устройства состоит в следующем. Контролируется величина напряжения на выходе генератора, которое сравнивается с напряжением задания. Полученный сигнал рассогласования усиливается с помощью автоматического усилителя-регулятора и используется для регулирования частоты вращения вала двигателя.In fig. the block diagram of the device is presented. The essence of the proposed device is as follows. The voltage at the generator output is monitored, which is compared with the reference voltage. The resulting error signal is amplified by an automatic amplifier-regulator and used to control the engine speed.
Устройство (рис.) содержит двигатель (1), генератор (2), блок регулирования подачи топлива (4), блок регулирования напряжения (3), содержащий устройство сравнения (5) и устройство усиления (6).The device (Fig.) Contains an engine (1), a generator (2), a fuel supply control unit (4), a voltage control unit (3) containing a comparison device (5) and an amplification device (6).
Устройство работает следующим образом. С помощью стартера (на схеме не показан) происходит запуск двигателя (1) на холостом ходу. Одновременно на вход усилителя-регулятора (6) подается сигнал задания Uз напряжения на выходе генератора (2). Сигнал с выхода усилителя-регулятора (6) блока регулирования напряжения (3) поступает на вход блока подачи топлива (4), поддерживая частоту вращения вала двигателя (1) на уровне, достаточном для обеспечения напряжения на входе генератора (2), соответствующего сигналу задания. Генератор (2) имеет постоянный поток возбуждения. При достаточно большом коэффициенте усиления усилителя-регулятора (6) частота вращения вала двигателя (1) устанавливается в начальной точке токоскоростной характеристики генератора (2) с координатами: Ixx≈0, n=nхх, где Ixx - ток на выходе генератора (2) (в нагрузке), Пхх- частота вращения вала в режиме холостого хода.The device works as follows. With the help of a starter (not shown in the diagram), the engine (1) is started at idle speed. Simultaneously, the controller input of the amplifier (6) supplied to the reference signal U of the voltage output of the generator (2). The signal from the output of the amplifier-regulator (6) of the voltage regulation unit (3) enters the input of the fuel supply unit (4), maintaining the engine speed (1) at a level sufficient to provide a voltage at the generator input (2) corresponding to the reference signal ... The generator (2) has a constant excitation flux. With a sufficiently large gain of the amplifier-regulator (6), the rotational speed of the motor shaft (1) is set at the initial point of the current-speed characteristic of the generator (2) with the coordinates: I xx ≈0, n = n xx , where I xx is the current at the generator output ( 2) (in load), Pхх- shaft rotation frequency in idle mode.
При подключении нагрузки напряжение на выходе генератора (2) понижается в соответствии с формулой Uг=IHRH, где RH - сопротивление нагрузки. Возникающий при этом сигнал рассогласования δ=Uз-Uг=Uз-IHRH усиливается регулятором (6) и, воздействуя на увеличение подачи топлива (4), увеличивает частоту вращения вала двигателя (1), а, следовательно, увеличивает ток на выходе генератора (2). Новое значение частоты вращения вала в установившемся режиме будет равно nH=IH/Кг, где Kг - коэффициент пропорциональности реальной токоскоростной характеристики генератора IH=Kг*nH. Следовательно, новая рабочая точка с координатами nH и Iн также находится на реальной токоскоростной характеристике.When the load is connected, the voltage at the output of the generator (2) decreases in accordance with the formula U g = I H R H , where R H is the load resistance. The resulting mismatch signal δ = U s -U g = U s -I H R H is amplified by the regulator (6) and, acting on an increase in the fuel supply (4), increases the speed of the engine shaft (1), and, consequently, increases current at the generator output (2). The new value of the shaft speed in the steady state will be equal to n H = I H / K g , where K g is the coefficient of proportionality of the real current-speed characteristic of the generator I H = K g * n H. Consequently, the new operating point with coordinates n H and I n is also on the real current-speed characteristic.
Таким образом, автономный источник электроэнергии постоянного тока позволяет повысить точность регулирования частоты вращения вала двигателя и обеспечивает ее изменение в строгом соответствии с токоскоростной характеристикой генератора, минимизируя при этом расход топлива. Одновременно предложенный автономный источник электроэнергии позволяет упростить устройство и повысить его надежность.Thus, an autonomous source of direct current electric power improves the accuracy of the engine shaft rotation speed control and ensures its change in strict accordance with the current-speed characteristic of the generator, while minimizing fuel consumption. At the same time, the proposed autonomous power source makes it possible to simplify the device and increase its reliability.
Источники информацииSources of information
1. SU. Авторское свидетельство №905974, кл. Н02Р 9/04, 1982.1. SU. Copyright certificate No. 905974, class. H2P 9/04, 1982.
2. Патент RU 2319277, МПК H02J 9/08, 2008 (прототип).2. Patent RU 2319277, IPC H02J 9/08, 2008 (prototype).
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020123632U RU203152U1 (en) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | AUTONOMOUS DC POWER SUPPLY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020123632U RU203152U1 (en) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | AUTONOMOUS DC POWER SUPPLY |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU203152U1 true RU203152U1 (en) | 2021-03-24 |
Family
ID=75169787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020123632U RU203152U1 (en) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | AUTONOMOUS DC POWER SUPPLY |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU203152U1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU892432A1 (en) * | 1980-04-23 | 1981-12-23 | Предприятие П/Я Р-6045 | Dc voltage supply source |
| US6166512A (en) * | 1998-07-02 | 2000-12-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Controller for diesel electric locomotive |
| RU2319277C1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-03-10 | 16 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации | Dc electric energy autonomous supply |
| RU178096U1 (en) * | 2017-07-24 | 2018-03-23 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | OFFLINE GENERATOR INSTALLATION |
-
2020
- 2020-07-09 RU RU2020123632U patent/RU203152U1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU892432A1 (en) * | 1980-04-23 | 1981-12-23 | Предприятие П/Я Р-6045 | Dc voltage supply source |
| US6166512A (en) * | 1998-07-02 | 2000-12-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Controller for diesel electric locomotive |
| RU2319277C1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-03-10 | 16 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации | Dc electric energy autonomous supply |
| RU178096U1 (en) * | 2017-07-24 | 2018-03-23 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | OFFLINE GENERATOR INSTALLATION |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102386829B (en) | Starting power generation system for electric automobile | |
| US9071177B2 (en) | Method for controlling the resisting torque of a motor vehicle alternator, and system for implementing this method | |
| EP2302786A1 (en) | Excitation control system for marine diesel brushless doubly fed shaft generator and control method thereof | |
| CN102647140B (en) | PCM (pulse-code modulation) control based automotive generator voltage regulation method and PCM control based automotive generator voltage regulator | |
| AU2018200447A1 (en) | Device for providing electrical power for an electrical consuming device and/or for charging a battery in a boat | |
| RU2011102346A (en) | POWER MANAGEMENT FROM SEVERAL SOURCES IN THE ELEVATOR POWER SYSTEM | |
| US7479707B2 (en) | Method to optimize alternator load capabilities | |
| JP5258831B2 (en) | Vehicle charging device | |
| JP3140783B2 (en) | Gas turbine control | |
| RU203152U1 (en) | AUTONOMOUS DC POWER SUPPLY | |
| RU2319277C1 (en) | Dc electric energy autonomous supply | |
| RU2745149C1 (en) | Method of controlling a diesel generator set when an asynchronous motor is turned on | |
| US6703808B1 (en) | Active power limiting for starter/alternator in the generation mode | |
| RU194333U1 (en) | AUTONOMOUS GENERATOR POWER PLANT | |
| JP2886942B2 (en) | Vehicle generator control device and control method | |
| RU2666151C1 (en) | Method of energy-saving control by a single-phase collector electric motor with dynamic correction of motion | |
| RU2771475C1 (en) | Device for starting and stabilizing the frequency of an electric power plant | |
| WO2021255939A1 (en) | Engine electricity generator | |
| RU2779874C1 (en) | Dc traction drive | |
| SU479210A1 (en) | Device for automatic control of autonomous electric power installation | |
| RU2737953C1 (en) | Asynchronous motor starting control device | |
| JP3808133B2 (en) | Control device for gas turbine generator | |
| RU55041U1 (en) | STARTER GENERATOR | |
| JPH02136550A (en) | Revolution speed controller for vehicle engine | |
| RU41380U1 (en) | ELECTRICITY EXCITATION REGULATOR |