RU2597248C1 - Дизель-генераторная установка - Google Patents
Дизель-генераторная установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2597248C1 RU2597248C1 RU2015119508/07A RU2015119508A RU2597248C1 RU 2597248 C1 RU2597248 C1 RU 2597248C1 RU 2015119508/07 A RU2015119508/07 A RU 2015119508/07A RU 2015119508 A RU2015119508 A RU 2015119508A RU 2597248 C1 RU2597248 C1 RU 2597248C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diesel engine
- inverter
- speed
- sensor
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электроснабжения электрической нагрузки переменного тока. Технический результат: оптимальное управление потоками электроэнергии между аккумуляторной батареей и электрической нагрузкой переменного тока в тормозных режимах. Дизель-генераторная установка содержит 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. 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. Блок задания экономичной скорости вращения подключен к сервоприводу, связанному с дизельным двигателем. 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. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам распределения и накопления электрической энергии в электростанциях переменного тока на базе дизельного двигателя внутреннего сгорания и синхронного генератора, и может быть использовано для электроснабжения электрической нагрузки переменного тока.
Известна дизель-электрическая система привода с возбуждаемым постоянными магнитами синхронным генератором [RU 2429980 С2, МПК B60L 7/06 (2006.1), Н02Р 3/22 (2006.1), опубл. 27.09.2011], который со стороны ротора связан с дизельным двигателем и со стороны статора соединен с двухзвенным вентильным преобразователем напряжения, который со стороны генератора и нагрузки имеет соответственно по одному автономному импульсному вентильному преобразователю, которые со стороны постоянного напряжения связаны друг с другом посредством промежуточного звена постоянного напряжения.
Это устройство не позволяет полезно использовать электроэнергию, вырабатываемую электродвигателями в тормозных режимах, а также не позволяет регулировать частоту вращения вала дизельного двигателя.
Известна автономная электростанция переменного тока [RU 2412513 С1, МПК H02J 3/34 (2006.01), опубл. 20.02.2011], выбранная в качестве прототипа, содержащая последовательно соединенные 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 не позволяет управлять зарядом и разрядом конденсаторной батареи, выполняющей одновременно функции фильтра и накопителя энергии для компенсации пиков и провалов напряжения, возникающих при изменении генерируемой и потребляемой электроэнергии, например при генерировании электроэнергии асинхронными двигателями в тормозных режимах.
Задачей изобретения является оптимальное управление потоками электроэнергии между аккумуляторной батареей и электрической нагрузкой переменного тока в тормозных режимах для повышения эффективности дизель-генераторной установки.
Предложенная дизель-генераторная установка, также как в прототипе, содержит дизельный двигатель, к которому подключен синхронный генератор, связанный с выпрямителем, а также автономный инвертор.
Согласно изобретению, 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. 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. Блок задания экономичной скорости вращения подключен к сервоприводу, связанному с дизельным двигателем. 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.
В предложенной конструкции блок управления зарядом и разрядом аккумуляторной батареи по данным датчика мощности определяет оптимальную величину зарядного или разрядного тока для аккумуляторной батареи, которая накапливает электрическую энергию при малой мощности электрической нагрузки или генерировании электроэнергии электрической нагрузкой в тормозных режимах, а также вырабатывает электроэнергию при резком увеличении мощности электрической нагрузки.
Таким образом, такая дизель-генераторная установка позволяет оптимально управлять потоками электроэнергии между аккумуляторной батареей и электрической нагрузкой переменного тока.
На фиг. 1 представлена функциональная схема дизель-генераторной установки.
Дизель-генераторная установка содержит дизельный двигатель 1 (ДД), который соединен с синхронным генератором на постоянных магнитах 2 (СГПМ). К дизельному двигателю 1 (ДД) подключен датчик скорости вращения вала дизельного двигателя 3 (ДС), соединенный с блоком задания экономичной скорости вращения 4 (БЗЭСВ). Синхронный генератор 2 (СГПМ) соединен с выпрямителем 5 (В), параллельно которому подключены фильтр 6 (Ф), конвертор 7 (К), соединенный с аккумуляторной батареей 8 (АБ), датчик мощности 9 (ДМ). Информационные выводы датчика мощности 9 (ДМ) соединены с блоком управления зарядом и разрядом аккумуляторной батареи 10 (БУЗРАБ), связанного с конвертором 7 (К), и блоком задания экономичной скорости вращения 4 (БЗЭСВ), который соединен с сервоприводом 11 (СП), подключенным к дизельному двигателю 1 (ДД). Электрические выводы датчика мощности 9 (ДМ) соединены с автономным инвертором 12 (АИ), к которому подключена электрическая нагрузка переменного тока 13 (Н). К электрической нагрузке 13 (Н) подключен датчик напряжения 14 (ДН), соединенный с блоком управления инвертором 15 (БУИ), который подключен к автономному инвертору 12 (АИ).
В качестве дизельного двигателя 1 (ДД) может быть использован двигатель внутреннего сгорания марки KD2V86F фирмы Kipor. Синхронный генератор на постоянных магнитах 2 (СГПМ) представляет собой генератор марки EG-300.1. Использован датчик скорости вращения вала дизельного двигателя 3 (ДС) марки ТГП-1А. В качестве выпрямителя 5 (В) может быть использован неуправляемый трехфазный мостовой выпрямитель по схеме Ларионова. В качестве фильтра 6 (Ф) может быть использован электролитический конденсатор марки PH600V392YE195, в качестве конвертора 7 (К) - реверсивный импульсный преобразователь постоянного тока. Аккумуляторная батарея 8 (АБ) - свинцово-кислотная батарея серии HZB12 FA фирмы HASE. Датчик мощности 9 (ДМ) - марки ДИМ-200. В качестве автономного инвертора 12 (АИ) использован трехфазный автономный инвертор напряжения на базе биполярных транзисторов с изолированным затвором с диодами обратного тока. Блок управления заряда и разряда аккумуляторной батареи 10 (БУЗРАБ) построен на базе микропроцессора Atmel®AVR® AT32UC3L016. Блок задания экономичной скорости вращения 4 (БЗЭСВ) построен на базе микропроцессора Atmel®AVR® AT32UC3L016. Сервопривод 11 (СП) реализован на базе сервопривода MINAS А4 и контроллера движения PCI-Servo-4. Электрическая нагрузка переменного тока 13 (Н) может быть представлена, например, асинхронными двигателями, нагревательными элементами и др. Датчик напряжения 14 (ДН) представлен датчиком марки LV 25-Р8 фирмы LEM. Блок управления инвертором 15 (БУИ) выполнен на базе микропроцессора марки Piccolo F2807x фирмы Texas Instruments.
Устройство работает следующим образом.
При работе дизель-генераторной установки дизельный двигатель 1 (ДД) приводит во вращение ротор синхронного генератора на постоянных магнитах 2 (СГПМ), который генерирует трехфазный переменный ток. Выпрямитель 5 (В) преобразует трехфазный переменный ток от синхронного генератора на постоянных магнитах 2 (СГПМ) в постоянный ток. Затем фильтр 6 (Ф) уменьшает пульсации выпрямленного напряжения. Конвертор 7 (К) преобразует выпрямленное напряжение от выпрямителя 5 (В) до значений аккумуляторной батареи 8 (АБ) согласно сигналу от блока заряда и разряда аккумуляторной батареи 10 (БУЗРАБ). Датчик мощности 9 (ДМ) регистрирует показания текущего значения мощности и направление потока электроэнергии. Автономный инвертор 12 (АИ) преобразует постоянное напряжение в переменное трехфазное напряжение с регулированием частоты переменного трехфазного тока и величины напряжения в соответствии с данными от блока управления инвертора 15 (БУИ), который получает сигнал о величине напряжения от датчика напряжения 14 (ДН).
Датчик мощности 9 (ДМ) подает сигнал на блок задания экономичной скорости вращения 4 (БЗЭСВ), который формирует сигнал управления для сервопривода 11 (СП) согласно поступающим данным о текущей скорости вращения от датчика скорости вала дизельного двигателя 3 (ДС). Сервопривод 11 (СП) управляет подачей топлива в дизельный двигатель 1 (ДД).
В тормозных режимах асинхронные двигатели, входящие в состав электрической нагрузки переменного тока 13 (Н), генерируют электроэнергию. Датчик мощности 9 (ДМ) определяет обратное направление электроэнергии и ее значение, затем подает сигнал на блок управления зарядом и разрядом аккумуляторной батареи 10 (БУЗРАБ), который управляет конвертором 7 (К) для заряда аккумуляторной батареи 8 (АБ), и одновременно подает сигнал на блок задания экономичной скорости вращения 4 (БЗЭСВ) для уменьшения скорости вращения дизельного двигателя 1 (ДД) пропорционально вырабатываемой электроэнергии от нагрузки переменного тока 13 (Н).
При резком уменьшении мощности электрической нагрузки переменного тока 13 (Н) и вне диапазона регулирования напряжения блоком управления инвертором 15 (БУИ), блок управления зарядом и разрядом аккумуляторной батареи 10 (БУЗРАБ) подает сигнал на конвертор 7 (К) для оптимального заряда аккумуляторной батареи 8 (АБ). При резком увеличении мощности электрической нагрузки 13 (Н) и вне диапазона регулирования напряжения блоком управления инвертором 15 (БУИ), блок управления зарядом и разрядом аккумуляторной батареи 10 (БУЗРАБ) подает сигнал на конвертор 7 (К) для оптимального разряда аккумуляторной батареи 8 (АБ).
Claims (1)
- Дизель-генераторная установка, содержащая дизельный двигатель с переменной скоростью вращения, к которому подключен синхронный генератор, связанный с выпрямителем, а также автономный инвертор, отличающаяся тем, что 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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015119508/07A RU2597248C1 (ru) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | Дизель-генераторная установка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015119508/07A RU2597248C1 (ru) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | Дизель-генераторная установка |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2597248C1 true RU2597248C1 (ru) | 2016-09-10 |
Family
ID=56892602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015119508/07A RU2597248C1 (ru) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | Дизель-генераторная установка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2597248C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU172810U1 (ru) * | 2017-04-03 | 2017-07-25 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Автономная генераторная установка |
| RU178096U1 (ru) * | 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 | Автономная генераторная установка |
| RU2653062C1 (ru) * | 2017-03-14 | 2018-05-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "16 Центральный научно-исследовательский испытательный ордена Красной Звезды институт имени маршала войск связи А.И. Белова" Министерства обороны Российской Федерации | Система управления дизельным электроагрегатом с генератором переменного тока |
| RU2745149C1 (ru) * | 2020-09-10 | 2021-03-22 | Сергей Иванович Малафеев | Способ управления дизель-генераторной установкой при включении асинхронного двигателя |
Citations (7)
| 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 |
| US6166512A (en) * | 1998-07-02 | 2000-12-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Controller for diesel electric locomotive |
| RU2414046C2 (ru) * | 2006-03-07 | 2011-03-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Дизель-электрическая система привода с возбуждаемым постоянными магнитами синхронным генератором |
| JP2011256827A (ja) * | 2010-06-11 | 2011-12-22 | Nishishiba Electric Co Ltd | 電源システム |
| JP5164048B2 (ja) * | 2011-01-19 | 2013-03-13 | 西芝電機株式会社 | 電気推進システム |
| DE102012101154A1 (de) * | 2012-02-14 | 2013-08-14 | Still Gmbh | Mobile Arbeitsmaschine mit verbrennungsmotorisch-elektrischem Antrieb |
| CN203589837U (zh) * | 2013-12-07 | 2014-05-07 | 成都乾威科技有限公司 | 一种混合能源48v直流变频发电系统 |
-
2015
- 2015-05-22 RU RU2015119508/07A patent/RU2597248C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| 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 |
| US6166512A (en) * | 1998-07-02 | 2000-12-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Controller for diesel electric locomotive |
| RU2414046C2 (ru) * | 2006-03-07 | 2011-03-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Дизель-электрическая система привода с возбуждаемым постоянными магнитами синхронным генератором |
| JP2011256827A (ja) * | 2010-06-11 | 2011-12-22 | Nishishiba Electric Co Ltd | 電源システム |
| JP5164048B2 (ja) * | 2011-01-19 | 2013-03-13 | 西芝電機株式会社 | 電気推進システム |
| DE102012101154A1 (de) * | 2012-02-14 | 2013-08-14 | Still Gmbh | Mobile Arbeitsmaschine mit verbrennungsmotorisch-elektrischem Antrieb |
| CN203589837U (zh) * | 2013-12-07 | 2014-05-07 | 成都乾威科技有限公司 | 一种混合能源48v直流变频发电系统 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2653062C1 (ru) * | 2017-03-14 | 2018-05-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "16 Центральный научно-исследовательский испытательный ордена Красной Звезды институт имени маршала войск связи А.И. Белова" Министерства обороны Российской Федерации | Система управления дизельным электроагрегатом с генератором переменного тока |
| RU172810U1 (ru) * | 2017-04-03 | 2017-07-25 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Автономная генераторная установка |
| RU178096U1 (ru) * | 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 | Автономная генераторная установка |
| RU2745149C1 (ru) * | 2020-09-10 | 2021-03-22 | Сергей Иванович Малафеев | Способ управления дизель-генераторной установкой при включении асинхронного двигателя |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6750633B2 (en) | Electrical circuit for generating a three-phase alternating current | |
| US6984897B2 (en) | Electro-mechanical energy conversion system having a permanent magnet machine with stator, resonant transfer link and energy converter controls | |
| RU2597248C1 (ru) | Дизель-генераторная установка | |
| US10063097B2 (en) | Segmented waveform converter on controlled field variable speed generator | |
| JP2018530840A (ja) | 可変速度最大電力点追尾、太陽光誘導電動モータコントローラ、及び永久磁石交流モータ | |
| KR20060105182A (ko) | 저속 영역과 고속 영역에서의 발전 효율이 개선된 에스알발전기 | |
| US9634596B2 (en) | Hybrid power generation with variable voltage flux | |
| JP2011234458A (ja) | ハイブリッド式発動発電機の出力制御装置 | |
| CN204408232U (zh) | 小功率四相开关磁阻发电机功率变换器 | |
| CN104467583B (zh) | 基于原动机调速的恒直流母线电压永磁发电机组 | |
| US10148207B2 (en) | Segmented waveform converter on controlled field variable speed generator | |
| RU2412513C1 (ru) | Автономная электростанция переменного тока | |
| RU178096U1 (ru) | Автономная генераторная установка | |
| Waris et al. | Variable speed constant frequency diesel power conversion system using doubly fed induction generator (DFIG) | |
| CN104506098A (zh) | 小功率四相开关磁阻发电机功率变换器 | |
| Sivaramkrishnan et al. | SEPIC-converter based BLDC-motor-drive with power-factor-correction and minimization in torque ripple | |
| RU172810U1 (ru) | Автономная генераторная установка | |
| US20150054279A1 (en) | System for a hydraulically powered electric generator | |
| RU194333U1 (ru) | Автономная генераторная электростанция | |
| WO2015159968A1 (ja) | 再生可能自然エネルギーによる発電装置 | |
| RU2402865C1 (ru) | Способ оптимального частотного управления асинхронным двигателем | |
| Wang et al. | Control of a cascaded permanent magnet switched reluctance generator for automobile generation application | |
| RU2556236C1 (ru) | Преобразовательный комплекс электроснабжения собственных нужд тепловоза | |
| RU2436691C1 (ru) | Система электродвижения автономного объекта | |
| US9054554B2 (en) | Power source system controlling a plurality of generators |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170523 |