RU2623643C1 - Method of regulating the voltage in gas turbine - generator system for power supply of electrical drives of a vehicle - Google Patents
Method of regulating the voltage in gas turbine - generator system for power supply of electrical drives of a vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2623643C1 RU2623643C1 RU2016119589A RU2016119589A RU2623643C1 RU 2623643 C1 RU2623643 C1 RU 2623643C1 RU 2016119589 A RU2016119589 A RU 2016119589A RU 2016119589 A RU2016119589 A RU 2016119589A RU 2623643 C1 RU2623643 C1 RU 2623643C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- auxiliary
- generator
- vehicle
- power
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к газотурбовозам, гибридным локомотивам и другим транспортным средствам с электрическим приводом вспомогательных нагрузок.The invention relates to the field of transport engineering, in particular to gas turbines, hybrid locomotives and other vehicles with electric auxiliary loads.
Известен маневровый тепловоз с электрическим приводом вспомогательных нагрузок, на котором реализован способ регулирования напряжения для питания вспомогательных электрических приводов локомотива посредством использования штатного дизеля, главного генератора с регулятором тока и трехфазным неуправляемым выпрямителем обмотки возбуждения, статического преобразователя, устройства заряда аккумуляторной батареи, устройства питания цепей управления, электродвигателей вспомогательных нагрузок, вспомогательного малоразмерного и маломощного дизеля с генератором переменного трехфазного тока и регулятором тока обмотки возбуждения, выпрямителя. Все электродвигатели выполнены по схеме трехфазного переменного тока и через статические преобразователи соединены с генератором вспомогательного малоразмерного и маломощного дизеля, а электродвигатель привода топливных насосов высокого давления, электродвигатель привода клапанного механизма дизеля и электродвигатель привода центробежного насоса нагнетателя соединены с микропроцессорным блоком управления (Патент РФ №112874, МПК В61С 5/00, опубл. 27.01.2012 г.).Known shunting diesel locomotive with electric auxiliary loads, which implements a method of regulating voltage to power auxiliary electric drives of the locomotive through the use of a standard diesel engine, a main generator with a current regulator and a three-phase uncontrolled rectifier excitation winding, a static converter, a battery charger, a control circuit power device , electric motors of auxiliary loads, auxiliary small and small a powerful diesel engine with a three-phase alternating current generator and a field current regulator, a rectifier. All electric motors are designed according to a three-phase alternating current circuit and are connected through static converters to an auxiliary generator of small and low power diesel engines, and the electric motor for driving high pressure fuel pumps, the electric motor for driving the valve mechanism of the diesel engine and the electric motor for driving the centrifugal pump of the supercharger are connected to a microprocessor control unit (RF Patent No. 112874
Недостатками реализации данного способа на маневровом тепловозе являются:The disadvantages of implementing this method on a shunting diesel locomotive are:
- наличие большого количества коммутационной аппаратуры, что сказывается на надежности работы локомотива;- the presence of a large number of switching equipment, which affects the reliability of the locomotive;
- присутствие основного и вспомогательного дизель-генераторов, требующих наличия своей топливной аппаратуры и необходимость использования на локомотиве, помимо газового, и дизельного топлива, что оказывает неблагоприятное влияние на экологическое состояние окружающей среды.- the presence of the main and auxiliary diesel generators, requiring their own fuel equipment and the need to use the locomotive, in addition to gas, and diesel fuel, which has an adverse effect on the ecological state of the environment.
Известен маневровый тепловоз с электрическим приводом вспомогательных нагрузок, на котором реализован способ регулирования напряжения для питания вспомогательных электрических приводов локомотива посредством использования на тепловозе дизеля, тягового генератора, электродвигателей вспомогательных нагрузок: компрессора, вентилятора холодильника дизеля, вентиляторов охлаждения тяговых электродвигателей, питающихся от генератора вспомогательных нагрузок, цепи управления, заряда аккумуляторной батареи и обмоток возбуждения генераторов, питающихся от вспомогательного генератора, причем генератор для привода вспомогательных нагрузок и питания цепей управления, заряда батареи и обмоток возбуждения тягового и вспомогательных генераторов выполнен единым в виде вспомогательного генератора переменного трехфазного тока, к которому подсоединены: через статический преобразователь электродвигатели компрессора и дополнительного вентилятора холодильника дизеля, цепи управления и заряда аккумуляторной батареи и дополнительно через регулятор тока обмотка возбуждения вспомогательного генератора, через инвертор напряжения и автоматический выключатель электродвигатель основного вентилятора холодильника дизеля, непосредственно через автоматические выключатели электродвигатели вентиляторов охлаждения тяговых электродвигателей, через трехфазный выпрямитель и свой регулятор тока обмотка возбуждения тягового генератора, при этом регуляторы тока обмоток возбуждения тягового и вспомогательного генераторов соединены с микропроцессорным блоком для управления токами возбуждения (Патент РФ №88326, МПК В61С 5/00, опубл. 10.11.2009 г.).Known shunting diesel locomotive with electric auxiliary loads, which implements a method of regulating voltage to power auxiliary electric drives of a locomotive by using a diesel engine, traction generator, auxiliary load electric motors: compressor, diesel refrigerator fan, cooling fans of traction electric motors powered by auxiliary loads generator , control circuit, battery charge and field windings ators powered by an auxiliary generator, the generator for driving auxiliary loads and supplying control circuits, battery charge, and excitation windings of traction and auxiliary generators is made unified in the form of an auxiliary three-phase alternating current generator, to which are connected: through a static converter, compressor motors and an additional refrigerator fan diesel, control and battery charge circuits, and optionally through a current regulator I have an auxiliary generator, through a voltage inverter and a circuit breaker, the electric motor of the main fan of the diesel refrigerator, directly through the circuit breakers, electric motors for cooling the traction electric motors, through a three-phase rectifier and my own current regulator, the excitation winding of the traction generator, while the current regulators of the excitation windings of the traction and auxiliary generators are connected to microprocessor unit for controlling the excitation currents (RF Patent No. 88326,
Недостатками реализации данного способа на маневровом тепловозе являются:The disadvantages of implementing this method on a shunting diesel locomotive are:
- наличие вспомогательного генератора, что повышает стоимость силового агрегата и повышает сложность его обслуживания;- the presence of an auxiliary generator, which increases the cost of the power unit and increases the complexity of its maintenance;
- наличие большого количества коммутационной аппаратуры, что сказывается на надежности работы локомотива;- the presence of a large number of switching equipment, which affects the reliability of the locomotive;
- наличие дизеля, требующего свою топливную аппаратуру и использование на локомотиве дизельного топлива, что оказывает неблагоприятное влияние на экологическое состояние окружающей среды.- the presence of a diesel engine that requires its own fuel equipment and the use of diesel fuel on a locomotive, which has an adverse effect on the ecological state of the environment.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности системы регулирования напряжения питания вспомогательных нагрузок за счет исключения вспомогательных первичных источников напряжения, а также использование экологически безопасного топлива.The technical result of the invention is to increase the reliability of the control system of the auxiliary voltage supply voltage by eliminating auxiliary primary voltage sources, as well as the use of environmentally friendly fuel.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе регулирования напряжения системы газовая турбина - генератор для обеспечения питания вспомогательных электрических приводов транспортного средства в качестве первичного источника напряжения используют силовую установку транспортного средства, имеющую в своем составе генератор, для питания обмотки возбуждения которого используют регулятор тока, электродвигатели вспомогательных приводов подключают к источнику питания через статические преобразователи частоты, для получения питающего напряжения постоянного тока используют выпрямитель, причем в качестве силовой установки транспортного средства используют систему газовая турбина - генератор, напряжение с силовых обмоток тягового генератора подают на входные шины тягового выпрямителя, к выходным шинам которого подключают многоканальный преобразователь собственных нужд, имеющий в своем составе один или несколько каналов с выходным напряжением, соответствующим напряжению бортовой сети для питания бортового коммутационного оборудования и несколько каналов с высоковольтным выходным напряжением, обеспечивающим заряд бортовых аккумуляторных батарей и работу статических преобразователей частоты, питающих вспомогательные приводы.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for regulating the voltage of the gas turbine-generator system, the vehicle’s power plant is used as the primary voltage source to provide power to the vehicle’s auxiliary electric drives, which has a generator, the current regulator is used to power the field winding, electric motors of auxiliary drives are connected to a power source through static frequency converters, for floor exercises of the DC supply voltage use a rectifier, and a gas turbine-generator system is used as the vehicle’s power plant, voltage from the power windings of the traction generator is supplied to the input buses of the traction rectifier, to the output buses of which a multi-channel auxiliary converter is connected, having one or several channels with an output voltage corresponding to the voltage of the on-board network for powering the on-board switching equipment and several channels with a high-voltage output voltage, providing charge on-board batteries and the work of static frequency converters that feed auxiliary drives.
На чертеже представлена структурная блок-схема реализации способа регулирования напряжения системы газовая турбина - генератор для обеспечения питания вспомогательных электрических приводов транспортного средства.The drawing shows a structural block diagram of an implementation of a method for regulating the voltage of a gas turbine-generator system to provide power to auxiliary electric drives of a vehicle.
Система газовая турбина - генератор содержит газотурбинный двигатель 1, тяговый генератор 2, тяговый выпрямитель 3, преобразователь собственных нужд 4 с выходным каналом 5 и высоковольтными выходными каналами 6.1…6.N, 7 и 8, бортовую аккумуляторную батарею 9, тяговую аккумуляторную батарею 10, регулятор тока 11, статические преобразователи частоты 12.1…12.N, вспомогательные электроприводы 13.1…13.N.The gas turbine-generator system contains a
Способ регулирования напряжения системы газовая турбина - генератор для обеспечения питания вспомогательных электрических приводов транспортного средства реализуется следующим образом.A method of regulating the voltage of a gas turbine-generator system to provide power to auxiliary electric drives of a vehicle is implemented as follows.
После запуска системы газовая турбина-генератор газотурбинный двигатель 1 приводит во вращение тяговый генератор 2, имеющий две трехфазные обмотки (на чертеже не показаны). Напряжение с силовых обмоток тягового генератора 2 поступает на входные шины тягового выпрямителя 3, имеющего два диодных моста (на чертеже не показаны). С выходных шин тягового выпрямителя 3 напряжение постоянного тока поступает на вход преобразователя собственных нужд 4. Преобразователь собственных нужд 4 преобразует поступающее от тягового выпрямителя 3 входное напряжение в выходное напряжение канала 5 и высоковольтное выходное напряжение постоянного тока каналов 6.1…6.N, 7 и 8.After starting the gas turbine-generator system, the
Выходное напряжение канала 5 соответствует напряжению бортовой сети постоянного тока и позволяет выполнять заряд бортовой аккумуляторной батареи 9, обеспечивающей питание бортового оборудования (на чертеже не показано). При необходимости количество каналов 5 преобразователя собственных нужд 4 может быть увеличено.The output voltage of
Высоковольтное выходное напряжение постоянного тока каналов 6.1…6.N необходимо для работы статических преобразователей частоты 12.1…12.N, обеспечивающих плавный запуск и регулирование режимов работы вспомогательных электроприводов 13.1…13.N транспортного средства (центральной вентиляционной системы, приводов тормозных компрессоров и др.). Количество реализуемых вспомогательных электроприводов 13.1…13.N определяется структурой оборудования транспортного средства и суммарной электрической мощностью нагрузок, ограниченной лимитирующим элементом схемы питания.High-voltage output DC voltage of channels 6.1 ... 6.N is necessary for the operation of static frequency converters 12.1 ... 12.N, which provide smooth start-up and regulation of the operating modes of auxiliary electric drives 13.1 ... 13.N of the vehicle (central ventilation system, brake compressor drives, etc. ) The number of implemented auxiliary electric drives 13.1 ... 13.N is determined by the structure of the vehicle equipment and the total electrical load power, limited by the limiting element of the power circuit.
К каналу 8 преобразователя собственных нужд 4 подключен регулятор тока 11, регулирующий ток в обмотке возбуждения тягового генератора 2.A
От канала 7 преобразователя собственных нужд 4 выполняется заряд тяговой аккумуляторной батареи 10.From
При остановленном газотурбинном двигателе 1 питание преобразователя собственных нужд 4 производится от тяговой аккумуляторной батареи 10 напряжением постоянного тока, при этом выполняется заряд бортовой аккумуляторной батареи 9, обеспечивается питание бортовой схемы (на чертеже не показана), выполняется питание вспомогательных электроприводов 13.1…13.N преобразованным напряжением в соответствии с требуемыми режимами их работы при обеспечении маневрового режима движения транспортного средства. Внешней системой формирования задания режимов работы (на чертеже не показана) для регулятора тока 11 системы газовая турбина - генератор, преобразователя собственных нужд 4, статических преобразователей частоты 12.1…12.N является бортовая электронная микропроцессорная система управления (на чертеже не показана).When the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016119589A RU2623643C1 (en) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Method of regulating the voltage in gas turbine - generator system for power supply of electrical drives of a vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016119589A RU2623643C1 (en) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Method of regulating the voltage in gas turbine - generator system for power supply of electrical drives of a vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2623643C1 true RU2623643C1 (en) | 2017-06-28 |
Family
ID=59312222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016119589A RU2623643C1 (en) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Method of regulating the voltage in gas turbine - generator system for power supply of electrical drives of a vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2623643C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU193840U1 (en) * | 2019-07-23 | 2019-11-18 | Акционерное общество "Управляющая компания "Брянский машиностроительный завод" (АО "УК "БМЗ") | Shunting diesel locomotive with auxiliary drive |
RU2733889C1 (en) * | 2019-12-18 | 2020-10-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) | Hybrid vehicle on-board network supply system |
RU208517U1 (en) * | 2020-11-05 | 2021-12-22 | Сергей Александрович Иванов | Traction battery vehicle |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU84314U1 (en) * | 2008-12-18 | 2009-07-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | LOCOMOTIVE GAS-TURBINE INSTALLATION |
FR2927576A1 (en) * | 2008-02-20 | 2009-08-21 | Alstom Transport Sa | ARCHITECTURE OF A DISTRIBUTED AUXILIARY POWER SUPPLY NETWORK. |
RU88326U1 (en) * | 2009-06-08 | 2009-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Shunting diesel locomotive with electric drive of auxiliary loads |
RU2385237C1 (en) * | 2008-12-04 | 2010-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Converting system |
RU2470436C1 (en) * | 2011-12-23 | 2012-12-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Conversion complex of diesel locomotive power supply |
-
2016
- 2016-05-20 RU RU2016119589A patent/RU2623643C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2927576A1 (en) * | 2008-02-20 | 2009-08-21 | Alstom Transport Sa | ARCHITECTURE OF A DISTRIBUTED AUXILIARY POWER SUPPLY NETWORK. |
RU2385237C1 (en) * | 2008-12-04 | 2010-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Converting system |
RU84314U1 (en) * | 2008-12-18 | 2009-07-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | LOCOMOTIVE GAS-TURBINE INSTALLATION |
RU88326U1 (en) * | 2009-06-08 | 2009-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Shunting diesel locomotive with electric drive of auxiliary loads |
RU2470436C1 (en) * | 2011-12-23 | 2012-12-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Conversion complex of diesel locomotive power supply |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU193840U1 (en) * | 2019-07-23 | 2019-11-18 | Акционерное общество "Управляющая компания "Брянский машиностроительный завод" (АО "УК "БМЗ") | Shunting diesel locomotive with auxiliary drive |
RU2733889C1 (en) * | 2019-12-18 | 2020-10-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) | Hybrid vehicle on-board network supply system |
RU208517U1 (en) * | 2020-11-05 | 2021-12-22 | Сергей Александрович Иванов | Traction battery vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2641672C1 (en) | Control and electrical supply system for helicopter gas turbine engines | |
US8238130B2 (en) | Low-mass, bi-directional DC-AC interface unit | |
US8218341B2 (en) | Integrated aircraft power conditioning unit | |
CN106208071B (en) | Hybrid AC and DC distribution system and method of use | |
US8446024B2 (en) | Electrical machines with integrated power and control and including a current source inverter | |
EP2040370B1 (en) | Generator for gas turbine engine having main DC bus and accessory AC bus | |
US20140138479A1 (en) | Device for electrically powering an aircraft on the ground | |
WO2020053502A3 (en) | Hybrid propulsion assembly for aircraft | |
KR20100062951A (en) | Auxiliary drive apparatus and method of manufacturing same | |
KR20100044723A (en) | Apparatus for transferring energy using power electronics and machine inductance and method of manufacturing same | |
RU2623643C1 (en) | Method of regulating the voltage in gas turbine - generator system for power supply of electrical drives of a vehicle | |
US11554875B2 (en) | Method of electrically powering an electricity network, and an electrical architecture | |
RU2385237C1 (en) | Converting system | |
US20140103650A1 (en) | Dual-dc bus starter/generator | |
KR20160052406A (en) | Power Plant | |
US20120068531A1 (en) | Power Supply System | |
RU2612075C1 (en) | Locomotive traction converter | |
CN104467589A (en) | Diesel locomotive alternating current-direct current transmission system and excitation control method of diesel locomotive alternating current-direct current transmission system | |
US20170267108A1 (en) | Power system for a locomotive | |
US20160194009A1 (en) | Integrated traction system for locomotives | |
US10658959B2 (en) | Power supply system with first and second AC voltage generators and respective 6-pulse rectifier units | |
US12071250B2 (en) | Electric architecture for hybrid propulsion | |
RU193840U1 (en) | Shunting diesel locomotive with auxiliary drive | |
SE524384C2 (en) | Electric power transmission system | |
WO2015145748A1 (en) | Crane device, power supply unit, and modification method |