RU2441306C1 - Power device with double synchronisation - Google Patents
Power device with double synchronisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2441306C1 RU2441306C1 RU2010119953/07A RU2010119953A RU2441306C1 RU 2441306 C1 RU2441306 C1 RU 2441306C1 RU 2010119953/07 A RU2010119953/07 A RU 2010119953/07A RU 2010119953 A RU2010119953 A RU 2010119953A RU 2441306 C1 RU2441306 C1 RU 2441306C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electricity
- generator
- generation
- control unit
- common bus
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится, в целом, к силовому устройству и, в частности, к силовому устройству, имеющему двойную синхронизацию.The present invention relates, in General, to a power device and, in particular, to a power device having double synchronization.
Большинство силовых устройств имеют множественные генераторные установки для обеспечения электричеством силовых нагрузок. Для того чтобы поставлять электроэнергию, часто такие генераторные установки соединены параллельно с помощью общей шины. Вслед за одной генераторной установкой, соединенной с общей шиной, любые дополнительные генераторные установки, присоединенные к шине, должны производить электроэнергию, согласующуюся по напряжению, частоте и фазовому углу с электроэнергией, производимой первой генераторной установкой. Такое согласование также известно как электрическая синхронизация генераторных установок. Улучшенная синхронизация приводит к более плавному переходу и более низкому скачку на генераторе и нагрузке.Most power devices have multiple generator sets to provide power to the electricity. In order to supply electricity, often such generating sets are connected in parallel via a common bus. Following one generator set connected to a common bus, any additional generator sets connected to the bus must produce electricity that matches the voltage, frequency, and phase angle with the electricity produced by the first generator set. Such matching is also known as electrical synchronization of generator sets. Improved synchronization leads to a smoother transition and lower jump on the generator and load.
Когда множество генераторов расположены близко друг к другу, как в случае обычной электростанции или бортовой электростанции большого морского судна, вибрации от разных генераторных установок могут проходить через их опоры и/или гаситься или увеличиваться. Вибрации внутри обычной электростанции или бортовой электростанции большого морского судна могут быть чрезмерными, когда двигатели генераторных установок имеют нечетное число цилиндров. То есть двигатель, имеющий нечетное число цилиндров, механически несбалансирован. Например, в девятицилиндровом двигателе четыре поршня могут быть движущимися вверх, в то время как пять поршней перемещаются вниз. В результате несбалансированных масс и их движений в этом примере будет превосходящая результирующая сила по направлению вниз. Эта сила, зависящая от веса и скорости хода такого двигателя, размера поршней и типа опоры (жесткой или гибкой), может быть весьма значительной для того, чтобы передавать вибрации в монтажные опоры двигателя и окружающие опорные конструкции с достаточной амплитудой, при которой могут произойти конструктивные повреждения, и/или такой, что вибрации становятся неприятными для владельца/оператора двигателя. Также проблема, когда множественные двигатели, расположенные вблизи друг друга, работают синхронно друг с другом (т.е. когда восемь поршней движутся вверх, а десять движутся вниз, как было бы в случае с двумя близко работающими девятицилиндровыми двигателями).When multiple generators are located close to each other, as in the case of a conventional power plant or the onboard power plant of a large marine vessel, vibrations from different generating sets can pass through their supports and / or dampen or increase. Vibrations inside a conventional power plant or the onboard power plant of a large marine vessel can be excessive when the generator set engines have an odd number of cylinders. That is, an engine having an odd number of cylinders is mechanically unbalanced. For example, in a nine-cylinder engine, four pistons can be moving upward, while five pistons can move downward. As a result of the unbalanced masses and their movements, in this example there will be a superior resulting force in the downward direction. This force, depending on the weight and speed of such an engine, the size of the pistons and the type of support (rigid or flexible), can be very significant in order to transmit vibrations to the engine mounts and surrounding supporting structures with a sufficient amplitude at which structural damage, and / or such that vibrations become unpleasant for the owner / operator of the engine. It is also a problem when multiple engines located close to each other work synchronously with each other (i.e., when eight pistons move up and ten move down, as would be the case with two closely working nine-cylinder engines).
Одно устройство, решающее вопрос синхронизации множественных генераторных установок, описано в документе US 6552454 (Kern и др. 22 апреля 2003). В указанном документе раскрыта генераторная конструкция, содержащая первую и вторую генераторные установки, расположенные внутри общего корпуса. Каждая генераторная установка содержит двигатель и генератор переменного тока, управляемый двигателем, для выработки электрической энергии. Первая генераторная установка вырабатывает электрическую энергию первой величины и частоты, вторая генераторная установка вырабатывает электрическую энергию второй величины и частоты. Генераторная конструкция также содержит блок управления, который контролирует величину и фазу электрической энергии, вырабатываемой первой и второй генераторными установками, и корректирует скорость хода двигателей с помощью электронного управляющего устройства такого рода, что электроэнергия, вырабатываемая первым и вторым генераторами сводится друг с другом согласованно, никакого фазового различия между присоединенными синусоидальными колебаниями не существует, и таким образом, синусоидальные колебания - той же частоты. Кроме того, устройство управления регулирует выходные напряжения генераторных установок так, что выходные напряжения вообще равны. Как только частоты выходных напряжений синхронизированы, устройство контроля замыкает переключатели для того, чтобы соединить электроэнергию от первой и второй генераторных установок с нагрузкой.One device that addresses the issue of synchronizing multiple generator sets is described in US 6,552,454 (Kern et al. April 22, 2003). This document discloses a generator structure comprising first and second generator sets located inside a common housing. Each generator set contains an engine and an alternator controlled by an engine for generating electrical energy. The first generator set produces electric energy of the first magnitude and frequency, the second generator set generates electric energy of the second magnitude and frequency. The generator design also contains a control unit that controls the magnitude and phase of the electric energy generated by the first and second generator sets, and adjusts the speed of the engines using an electronic control device such that the electricity generated by the first and second generators is brought together in concert, no there is no phase difference between the attached sinusoidal oscillations, and thus, the sinusoidal oscillations are of the same frequency. In addition, the control device adjusts the output voltages of the generator sets so that the output voltages are generally equal. As soon as the frequencies of the output voltages are synchronized, the control device closes the switches in order to connect the electricity from the first and second generator sets to the load.
Хотя генераторная конструкция, описанная в US 6552454, разрешает согласование фазы, частоты и напряжения, однако она не учитывает вибрации, вызываемые несбалансированными двигателями. И так как генераторные установки близко расположены в общем корпусе, в зависимости от того, когда двигатели электрически синхронизированы, может быть возможной электрическая синхронизация двух генераторов, когда два соответствующих двигателя находятся в фазе друг с другом. И если двигатели достаточно в фазе и несбалансированны, вибрации могут быть вполне способными повредить общий корпус.Although the generator design described in US 6552454 allows phase, frequency and voltage matching, it does not take into account the vibrations caused by unbalanced motors. And since the generating sets are closely located in a common housing, depending on when the motors are electrically synchronized, it may be possible to electrically synchronize two generators when the two respective motors are in phase with each other. And if the motors are sufficiently in phase and unbalanced, vibrations can be quite capable of damaging the overall casing.
Силовое устройство согласно настоящему изобретению решает вышеупомянутые проблемы.The power device according to the present invention solves the above problems.
Один аспект настоящего изобретения относится к силовому устройству. Силовое устройство может содержать первую генераторную установку с первым двигателем, соединенным с приводом с первым генератором, и вторую генераторную установку со вторым двигателем, соединенным с приводом со вторым генератором. Силовое устройство может также содержать общую шину и блок управления во взаимодействии с первым и вторым генераторными установками. Блок управления может быть настроен так, чтобы направлять электроэнергию от первого генератора к общей шине и синхронизировать выработку электроэнергии от второго генератора с выработкой электроэнергии от первого генератора. Блок управления, кроме того, может быть настроен так, чтобы отсрочить направление электроэнергии от второго генератора к общей шине до тех пор, пока первый и второй двигатели механически не синхронизируются в значительной степени.One aspect of the present invention relates to a power device. The power device may include a first generator set with a first engine connected to the drive with the first generator, and a second generator set with a second engine connected to the drive with the second generator. The power device may also comprise a common bus and a control unit in cooperation with the first and second generator sets. The control unit can be configured to direct electricity from the first generator to the common bus and synchronize the generation of electricity from the second generator with the generation of electricity from the first generator. The control unit, in addition, can be configured to delay the direction of electric power from the second generator to the common bus until the first and second engines are mechanically synchronized to a large extent.
Другой аспект настоящего изобретения относится к способу снабжения электроэнергией. Согласно способу активируют первый источник электроэнергии для выработки электрической энергии и направляют электроэнергию от первого источника электроэнергии к общей шине. Кроме того, можно активировать второй источник электроэнергии для выработки электрической энергии и синхронизировать выработку электроэнергии от второго источника электроэнергии с выработкой электроэнергии от первого источника электроэнергии. Способ дополнительно может содержать отсрочку направления электроэнергии от второго источника электроэнергии к общей шине до тех пор, пока первый и второй источники электроэнергии механически не синхронизируются в значительной степени.Another aspect of the present invention relates to a method of supplying electricity. According to the method, a first electric power source is activated to generate electric power, and electric power is directed from the first electric power source to a common bus. In addition, you can activate the second source of electricity to generate electrical energy and synchronize the generation of electricity from the second source of electricity with the generation of electricity from the first source of electricity. The method may further comprise delaying the direction of electric power from the second electric power source to the common bus until the first and second electric power sources are mechanically synchronized to a significant degree.
Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:The present invention is illustrated by drawings, which represent the following:
фиг.1 - наглядная иллюстрация электростанции;figure 1 - a visual illustration of a power plant;
фиг.2 - силовое устройство, которое может быть использовано в электростанции по фиг.1, в разрезе;figure 2 is a power device that can be used in the power plant of figure 1, in section;
фиг.3 - блок-схема, отображающая пример функционирования соответствующего силового устройства по фиг.2.figure 3 is a block diagram showing an example of the operation of the corresponding power device of figure 2.
На фиг.1 показана электростанция 10, содержащая силовое устройство 12, предназначенное для подвода электричества к силовой нагрузке 14. Электростанция 10, хотя на фиг.1 она показана на большом морском судне, может также функционировать на суше. Электростанция 10 может содержать якорную платформу 16, такую как опорная рама, соединенную с корпусом электростанции 10, и на которой силовое устройство 12 может быть установлено. Следует учесть, что силовое устройство 12 может быть установлено на якорной платформе 16 жестко или подвижно.Figure 1 shows a
В варианте выполнения, показанном на фиг.1, силовая нагрузка может содержать любое устройство или устройства, которые требуют бесперебойного электричества для выполнения одной или более задач, включая в качестве не ограничивающих примеров электрическое освещение и приводные электродвигатели, соответствующие изображенному морскому судну. В некоторых вариантах выполнения силовая нагрузка 14 может требовать электрической энергии в особой форме, такой как трехфазный переменный ток.In the embodiment shown in FIG. 1, the power load may comprise any device or devices that require uninterrupted electricity to perform one or more tasks, including, but not limited to, electric lighting and drive motors corresponding to the illustrated marine vessel. In some embodiments, power load 14 may require electrical energy in a particular form, such as a three-phase alternating current.
Как показано на фиг.2, силовое устройство 12 может содержать, по меньшей мере, два близко расположенных источника 18 электроэнергии, действующих для генерирования электричества, и сеть электропередач, такую как общая шина 19, для передачи электричества от источников 18 электроэнергии к силовой нагрузке 14 (см. фиг.1). В одном варианте осуществления каждый источник 18 электроэнергии может содержать двигатель 20, соединенный с приводом с генератором 22 для образования генераторной установки. Хотя генераторные установки показаны встык, альтернативно они могут быть расположены параллельно или в случайном порядке внутри общей агрегатной.As shown in FIG. 2, the
Каждый двигатель 20 может быть тепловым двигателем любого типа для выработки механической энергии, действующим посредством сжигания топлива, включая в качестве не ограничивающих примеров дизельный двигатель, двигатель на тяжелом топливе, бензиновый двигатель и двигатель на газовом горючем. В представленном варианте выполнения каждый двигатель 20 может быть несбалансированным. То есть каждый двигатель 20 может иметь нечетное число цилиндров 24, что проявляется в свободной массе или в моменте свободной массы. В конкретном варианте выполнения двигатель 20 может содержать девять цилиндров 24. В отношении девяти цилиндров, четыре поршня 26 могут быть соединенными с общим коленчатым валом 28 и двигаться вверх, в то время как пять поршней 26 также соединенных с коленчатым валом 28 перемещаются вниз. Таким образом, из-за несбалансированных масс и их моментов возникает превосходящая результирующая сила в направлении вниз. Эта превосходящая сила известна как свободная масса. Если ее не учитывать, свободная масса может вызывать значительные вибрации в якорной платформе 16. И когда множество двигателей 20 близко расположены и действуют в фазе друг с другом (т.е. коленчатые валы 28 каждого двигателя 20 ориентированы примерно под тем же углом и вращающиеся примерно с той же скоростью), величина амплитуды вибраций может быть чрезмерной.Each engine 20 may be any type of heat engine for generating mechanical energy by burning fuel, including, but not limited to, a diesel engine, a heavy fuel engine, a gasoline engine, and a gas engine. In the illustrated embodiment, each engine 20 may be unbalanced. That is, each engine 20 may have an odd number of cylinders 24, which is manifested in the free mass or in the moment of free mass. In a particular embodiment, engine 20 may comprise nine cylinders 24. With respect to nine cylinders, four pistons 26 may be coupled to a common crankshaft 28 and move upward, while five pistons 26 also coupled to a crankshaft 28 will move downward. Thus, due to unbalanced masses and their moments, a superior resultant force arises in the downward direction. This superior force is known as free mass. If not taken into account, the free mass can cause significant vibrations in the
Датчик 30 может быть связан с каждым двигателем 20 для определения мгновенного положения каждого коленчатого вала 28. В данном варианте выполнения датчик 30 может содержать, например, импульсный передатчик, настроенный на формирование импульса каждый раз, когда коленчатый вал 28 пересекает определенный угол. Например,, когда коленчатый вал 28 одного двигателя 20 поворачивает большую часть поршней 26 для прохождения положения верхней мертвой точки (ВМТ), соответствующий импульсный передатчик может сформировать первый электронный импульс. Аналогично, когда коленчатый вал 28 второго двигателя 20 поворачивает большую часть поршней 26 для прохождения положения нижней мертвой точки (НМТ), соответствующий импульсный передатчик может сформировать второй электронный импульс. Когда первый и второй электронные импульсы сформированы примерно в то же время, двигатели могут быть сдвинуты по фазе приблизительно на 180° и результирующие вибрации могут быть погашены в значительной степени или даже погашены друг другом полностью. Напротив, большее время между первым и вторым импульсами может соответствовать двигателям 20, которые в значительной степени в фазе друг с другом и результирующие вибрации могут быть сложены. Датчик 30 альтернативно может быть связан с генераторами 22, например, с роторами, которые непосредственно управляются двигателями 20, и/или с обмотками генераторов 22.A sensor 30 may be coupled to each engine 20 to determine the instantaneous position of each crankshaft 28. In this embodiment, the sensor 30 may comprise, for example, a pulse transmitter configured to generate a pulse each time the crankshaft 28 intersects a certain angle. For example, when the crankshaft 28 of one engine 20 rotates most of the pistons 26 to traverse the top dead center position (TDC), the corresponding pulse transmitter may generate a first electronic pulse. Similarly, when the crankshaft 28 of the second engine 20 rotates most of the pistons 26 to traverse the bottom dead center position (BDC), the corresponding pulse transmitter can generate a second electronic pulse. When the first and second electronic pulses are generated at about the same time, the motors can be phase shifted by approximately 180 ° and the resulting vibrations can be largely damped or even completely damped by each other. In contrast, the longer time between the first and second pulses may correspond to motors 20, which to a large degree are in phase with each other and the resulting vibrations can be added. The sensor 30 can alternatively be connected with generators 22, for example, with rotors that are directly controlled by motors 20, and / or with the windings of the generators 22.
Каждый генератор 22 может быть устройством любого типа, вырабатывающим электроэнергию, механически связанным с двигателем 20 для получения энергии и превращения, по меньшей мере, части этой механической энергии в электрическую. Например, каждый генератор 22 может содержать АС асинхронный генератор, генератор с постоянным магнитом, АС синхронный генератор или переключаемый реактивный генератор. В одном варианте выполнения каждый генератор 22 может содержать семь скрученных парами одиночных проводов (не показано), расположенных по периметру статора (не показано) для создания переменного тока с частотой 60 Гц, причем каждая скрученная пара трехфазная.Each generator 22 may be any type of electric power generating device mechanically coupled to the engine 20 to generate energy and convert at least a portion of this mechanical energy into electrical energy. For example, each generator 22 may comprise an AC asynchronous generator, a permanent magnet generator, an AC synchronous generator, or a switchable reactive generator. In one embodiment, each generator 22 may contain seven pairs of single wires twisted in pairs (not shown) located along the stator perimeter (not shown) to create an alternating current with a frequency of 60 Hz, with each twisted pair being three-phase.
Силовое устройство 12 также может содержать блок 32 управления синхронизацией и распределением нагрузки для регулирования работы силового устройства 12. Блок 32 управления может содержать обычно известные элементы, которые взаимодействуют для синхронизации электрического выхода множества источников 18 электроэнергии и соединяют выход в общий блок электроэнергии, направляемой к нагрузке 14 (см. фиг.1). Например, блок 32 управления может содержать, помимо других принадлежностей, один или более прерывателей (не показано), установленных между каждым генератором 22 и общей шиной 19, и/или между общей шиной 19 и силовой нагрузкой 14 для селекторного соединения электрического выхода одного или более генераторов 22 с общей шиной 19, и/или для того, чтобы селективно соединять общую шину 19 с силовой нагрузкой. Кроме того, блок 32 управления может быть во взаимодействии с каждым двигателем 20, каждым генератором 22 и датчиками 30 для контроля и/или управления одним или более аспектами работы генераторной установки. Блок 32 управления также может содержать один или более контролирующих устройств (не показано) для получения входных относительных характеристик электрических явлений, создаваемых каждым источником 18 электроэнергии, таких как ток, частота, фаза и/или напряжение. Кроме того, блок 32 управления может получать информацию относительно количества электроэнергии, требуемой силовой нагрузкой 14. Например, блок 32 управления может получать информацию, такую как напряжение и/или ток по одному или более участкам общей шины 19 и напряжение и/или ток по одному или более элементам силовой нагрузки 14.The
Замыкая первый прерыватель, связанный с первым из генераторов, можно электрически соединить выход этого генератора 22 с общей шиной 19. Чтобы электрически соединить один дополнительный генератор 22 с общей шиной, может потребоваться, чтобы выход дополнительного генератора 22 имел напряжение, частоту и фазовый угол, в значительной степени согласованный с напряжением, частотой и фазовым углом первого генератора 22. Улучшенное согласование может приводить к более гладкому переходу и более низкому скачку на силовой нагрузке 14. Блок 32 управления может регулировать работу дополнительного источника 18 электроэнергии (т.е. двигателя 20 и/или генератора 22), чтобы варьировать электрические выходные характеристики вырабатываемой электроэнергии и согласовывать электрические выходные характеристики первого генератора 22. Как только все условия синхронизации (т.е. частота, фазовый угол и напряжение) удовлетворены, команда замкнуть прерыватель может быть отдана блоком 32 управления прерывателю, связанному со вторым генератором 22 и после короткой задержки запуска прерыватель может замкнуться.By closing the first breaker associated with the first of the generators, it is possible to electrically connect the output of this generator 22 to a common bus 19. To electrically connect one additional generator 22 to a common bus, it may be necessary that the output of the additional generator 22 has a voltage, frequency and phase angle, in largely matched to the voltage, frequency, and phase angle of the first generator 22. Improved matching can result in a smoother transition and lower jump on power load 14. Control unit 32 can adjust the operation of an additional source of electricity 18 (i.e., engine 20 and / or generator 22) to vary the electrical output characteristics of the generated electricity and match the electrical output characteristics of the first generator 22. As soon as all synchronization conditions (i.e. frequency, phase angle and voltage) are satisfied, the command to close the chopper can be given by the control unit 32 to the chopper connected to the second generator 22 and after a short delay in starting, the chopper can be closed bitch.
Блок 32 управления дополнительно к синхронизации выработки электроэнергии множества генераторов 22 также может управлять механической синхронизацией двигателей 20, управляя теми же генераторами 22. В частности, после электрической синхронизации и перед тем как блок 32 управления отдаст команду замкнуть прерыватель в попытке вернуть дополнительные генераторы 22 в сеть, блок 32 управления может первой проверкой с помощью датчика 30 распознать, работают ли в фазе связанные первый и дополнительный двигатели 20 (т.е. перемещается ли к ВМТ большая часть поршней 26 первого двигателя 20 примерно в то же время, что и большая часть поршней 26 второго двигателя 20). Если двигатели 20 работают в значительной степени не в фазе, блок 32 управления может действовать и отдать команду замкнуть прерыватель. Однако, если двигатели 20 работают не в достаточной степени не в фазе, блок 32 управления, может отсрочить возвращение дополнительных генераторов 22 в сеть и прервать текущую попытку синхронизации. Блок 32 управления может инициировать другую попытку синхронизации и повторить тот же цикл синхронизации несколько раз. В одном варианте выполнения блок 32 управления может делать попытку двойной синхронизации (электрической и механической) до десяти раз, перед тем как инициировать стратегию резервирования. В течение стратегии резервирования блок 32 управления может отдать команду замкнуть прерыватель вне зависимости от механической синхронизации. Таким образом, нагрузка 14 может испытывать только незначительную задержку в подаче электроэнергии, если механическая синхронизация неуспешная.The control unit 32, in addition to synchronizing the power generation of multiple generators 22, can also control the mechanical synchronization of the engines 20 by controlling the same generators 22. In particular, after the electrical synchronization and before the control unit 32 gives a command to close the breaker in an attempt to return additional generators 22 to the network , the control unit 32 can, by a first check with the aid of the sensor 30, recognize whether the coupled first and additional motors 20 are in phase (i.e., whether a large part moves to TDC the pistons 26 of the first engine 20 at about the same time as most of the pistons 26 of the second engine 20). If the motors 20 operate to a large extent out of phase, the control unit 32 may act and instruct the circuit breaker to close. However, if the motors 20 are not operating sufficiently out of phase, the control unit 32 may delay the return of additional generators 22 to the network and abort the current synchronization attempt. The control unit 32 may initiate another synchronization attempt and repeat the same synchronization cycle several times. In one embodiment, the control unit 32 may attempt to double synchronize (electrical and mechanical) up to ten times before initiating a backup strategy. During the backup strategy, the control unit 32 may instruct the circuit breaker to close regardless of mechanical synchronization. Thus, the load 14 may experience only a slight delay in the supply of electricity if the mechanical synchronization is unsuccessful.
На фиг.3 приведена блок-схема, отображающая пример работы силового устройства 12. Фиг.3 будет обсуждаться в следующей части дополнительного пояснения описанного устройства и его работы.Figure 3 is a block diagram showing an example of the operation of the
Силовое устройство может применяться повсюду, где желательно электрическое и механическое согласование, например, когда множественные источники электроэнергии, имеющие несбалансированные движущиеся массы, близко расположены. Во время работы раскрытого силового устройства электрическая и механическая синхронизация (т.е. двойная синхронизация) может быть выполнена для образования общего источника электрической энергии и одновременно гашения вибраций, связанных с источниками электроэнергии. Далее будет описана работа силового устройства 12.The power device can be used wherever electrical and mechanical matching is desired, for example, when multiple power sources having unbalanced moving masses are closely spaced. During operation of the disclosed power device, electrical and mechanical synchronization (i.e., double synchronization) can be performed to form a common source of electrical energy and simultaneously dampen vibrations associated with electrical sources. Next will be described the operation of the
Чтобы инициировать работу силового устройства 12, каждый источник 18 электроэнергии может быть приведен в действие и энергия от одного источника 18 может быть направлена на общую шину 19 (шаг 100). Для запуска каждого источника 18 электроэнергии в соответствующем двигателе 20 может быть увеличена скорость хода для управления генераторами 22. В некоторых ситуациях увеличение скорости хода двигателя 20 может включать запуск зажигания. В других случаях двигатель 20 может быть уже работающим, но только на резервном уровне. Как только на выходе первого из двигателей 20 поднялась скорость хода и генератор 22 производит электроэнергию на уровне, требуемом нагрузкой 14, блок 32 управления может отдать команду замкнуть прерыватель выхода, для того чтобы соединить электрически выход генератора 22 с общей шиной 19. Хотя дополнительные генераторы 22 также могут вырабатывать энергию на уровне, требуемом нагрузкой 14, они могут оставаться изолированными от общей шины 19 до тех пор, пока выработка электроэнергии от дополнительных генераторов 22 не согласуется в значительной степени с выработкой электроэнергии первого генератора 22.To initiate the operation of the
Блок 32 управления может согласовывать выработку электроэнергии от дополнительных генераторов 22 с выработкой электроэнергии первого генератора 22, прежде чем дополнительные присоединения к общей шине 19 могут быть выполнены (шаг ПО). Блок 32 управления может регулировать рабочие характеристики дополнительных двигателей 20 и/или генераторов 22, для того чтобы варьировать и существенно согласовывать частоты, фазовые углы и напряжения. Как только блок 32 управления определит, что выработка электроэнергии любых дополнительных генераторов в значительной степени согласована с выработкой электроэнергии первого генератора 22 (шаг 120), блок 32 управления может остановить механическую синхронизацию между двигателями 20. То есть блок 32 управления может сравнивать механический фазовый угол двигателя 20, связанного с первым генератором 22, с механическим фазовым углом остальных двигателей 20 с помощью датчика 30 (шаг 130). Если блок 32 управления определяет, что механический фазовый угол остальных двигателей 20 синхронизирован в пределах области приемлемых значений двигателя 20, управляющего первым соединенным генератором (шаг 140), блок управления 32 может дать команды замкнуть дополнительный прерыватель для соединения остальных генераторов 22 с общей шиной 19 (шаг 150). В предпочтительном варианте выполнения область приемлемых значений составляет 170-190°.The control unit 32 can coordinate the generation of electricity from additional generators 22 with the generation of electricity of the first generator 22, before additional connections to a common bus 19 can be performed (software step). The control unit 32 may adjust the performance of the additional motors 20 and / or generators 22 in order to vary and substantially match frequencies, phase angles, and voltages. Once the control unit 32 determines that the power generation of any additional generators is largely consistent with the power generation of the first generator 22 (step 120), the control unit 32 can stop mechanical synchronization between the motors 20. That is, the control unit 32 can compare the mechanical phase angle of the engine 20, associated with the first generator 22, with the mechanical phase angle of the remaining engines 20 using the sensor 30 (step 130). If the control unit 32 determines that the mechanical phase angle of the remaining engines 20 is synchronized within the range of acceptable values of the engine 20 controlling the first connected generator (step 140), the control unit 32 may command to close an additional chopper to connect the remaining generators 22 to the common bus 19 ( step 150). In a preferred embodiment, the range of acceptable values is 170-190 °.
Если блок 32 управления определяет, что механический фазовый угол остальных двигателей не синхронизирован в области приемлемых значений, блок 32 управления может прервать текущую попытку синхронизации и определить число попыток, сделанных к настоящему моменту в процессе (шаг 160). Если число попыток меньше, чем допустимое число, например десять попыток, процесс может быть перезапущен путем возврата управления на этап 110. Однако, если допустимое число попыток было сделано, блок 32 управления, наоборот, соединяет электрический выход от дополнительных генераторов 22 с общей шиной 19, не считаясь с механической синхронизацией (шаг 150). Таким образом, когда механическая синхронизация невозможна или была неудачной, время задержки подачи электроэнергии, связанное с излишним числом попыток, может быть минимизировано.If the control unit 32 determines that the mechanical phase angle of the remaining motors is not synchronized in the range of acceptable values, the control unit 32 can interrupt the current synchronization attempt and determine the number of attempts made so far in the process (step 160). If the number of attempts is less than the allowable number, for example ten attempts, the process can be restarted by returning control to step 110. However, if the allowable number of attempts has been made, the control unit 32, on the contrary, connects the electrical output from additional generators 22 to the common bus 19 without reckoning with mechanical synchronization (step 150). Thus, when mechanical synchronization is impossible or was unsuccessful, the delay time of the power supply associated with an excessive number of attempts can be minimized.
Специалистам ясно, что различные модификации и вариации могут быть выполнены в описанном силовом устройстве, не выходя за пределы существа и объема изобретения. Другие предпочтительные варианты выполнения силового устройства станут понятными специалистам из рассмотрения деталей и применения силового устройства и способов, раскрытых в этом документе. Например, хотя силовое устройство 12 первоначально было описано только для двух генераторных установок, следует учесть, что блок 32 управления может также управлять и электрической и механической синхронизацией более чем двух генераторных установок. Однако следует отметить, что если более чем две генераторные установки механически синхронизированы, несинфазный угол будет отличен от того, который описан выше (т.е. отличен от 180°), и при этом работа ряда двигателей требует механической синхронизации. Кроме того, хотя предполагаемая первично для несбалансированных двигателей (т.е. двигателей, имеющих нечетное число цилиндров, результирующих в свободной массе) двойная синхронизация, согласно настоящему изобретению, может быть применима точно так же легко к двигателю, имеющему четное число цилиндров, но все же при этом подверженного излишним вибрациям. В описанном варианте выполнения двигатель 20 может содержать девять цилиндров 24. Следует учесть, что примеры и описания рассмотрены только в качестве примера, истинный объем раскрытия обозначен следующими пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.Specialists it is clear that various modifications and variations can be made in the described power device, without going beyond the essence and scope of the invention. Other preferred embodiments of the power device will become apparent to those skilled in the art from consideration of the details and application of the power device and methods disclosed herein. For example, although the
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010119953/07A RU2441306C1 (en) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | Power device with double synchronisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010119953/07A RU2441306C1 (en) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | Power device with double synchronisation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010119953A RU2010119953A (en) | 2011-11-27 |
RU2441306C1 true RU2441306C1 (en) | 2012-01-27 |
Family
ID=45317556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010119953/07A RU2441306C1 (en) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | Power device with double synchronisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2441306C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521172C2 (en) * | 2012-08-02 | 2014-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Росморпорт" (ФГУП "Росморпорт") | Marine propulsive arrangement with power accumulator |
-
2007
- 2007-10-19 RU RU2010119953/07A patent/RU2441306C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521172C2 (en) * | 2012-08-02 | 2014-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Росморпорт" (ФГУП "Росморпорт") | Marine propulsive arrangement with power accumulator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010119953A (en) | 2011-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8432065B2 (en) | Power system having dual synchronization | |
US20100148588A1 (en) | Genset control system implementing engine synchronization | |
RU2515474C2 (en) | Inverter generator | |
CA2934842C (en) | Method of operating a single-phase generator in parallel with an inverter | |
JP5839836B2 (en) | Parallel operation controller for inverter generator | |
US9325271B2 (en) | Parallel running control apparatus for inverter generators | |
RU2009113662A (en) | METHOD AND SYSTEM OF STARTING AND OPERATION DRIVED BY ELECTRIC LOAD | |
JP5291880B2 (en) | Ship propulsion system | |
US8766603B2 (en) | Control apparatus for inverter generator | |
JP6836444B2 (en) | Generator system | |
Morandin et al. | Active torque damping for an ICE-based domestic CHP system with an SPM machine drive | |
RU2441306C1 (en) | Power device with double synchronisation | |
RU2526411C2 (en) | System and method for control over rpm of each of n controlled-rpm motors | |
JP5395394B2 (en) | Generator series connection device | |
KR20020090335A (en) | Synchronisati0n of machine and load characteristics | |
GB2353326A (en) | Reciprocating piston i.c. engine electrical power generator | |
JP2012244692A (en) | Parallel operation controller of inverter generator | |
RU2544029C2 (en) | Ship electric power plant | |
Kurka et al. | New generation of mobile electrical power sources | |
JP2012244698A (en) | Inverter generator | |
JPH06245390A (en) | Phase controller for generating engine | |
JP2012244693A (en) | Parallel operation controller of inverter generator | |
JPH04339135A (en) | Power generation equipment and method of reducing vibratory torque of same | |
KR20220012925A (en) | energy supply | |
AU2019470673A1 (en) | Engine-generator set |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171020 |