RU2666074C1 - Autonomous object electromotive system - Google Patents

Autonomous object electromotive system Download PDF

Info

Publication number
RU2666074C1
RU2666074C1 RU2017126115A RU2017126115A RU2666074C1 RU 2666074 C1 RU2666074 C1 RU 2666074C1 RU 2017126115 A RU2017126115 A RU 2017126115A RU 2017126115 A RU2017126115 A RU 2017126115A RU 2666074 C1 RU2666074 C1 RU 2666074C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
load power
calculation unit
frequency
current sensor
Prior art date
Application number
RU2017126115A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Борисович Дарьенков
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
Priority to RU2017126115A priority Critical patent/RU2666074C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2666074C1 publication Critical patent/RU2666074C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/13—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines using AC generators and AC motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • 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
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electrical equipment; transportation.SUBSTANCE: invention relates to the vehicles electrical traction systems. Autonomous object electromotive system contains in-series connected variable-speed internal combustion engines, alternating current generator, frequency converter, current sensor and the AC traction motor. At that, ICE shaft optimum rpm setting device is connected to ICE. Load power calculation unit is connected to the current sensor. Load power calculation unit output is connected to the ICE shaft optimum rpm setting device. To the alternator output the frequency converter and the current sensor are also connected in-series. Current sensor output is connected to the load power calculation unit. At that, between the frequency converters inputs and outputs connected to the contactors’ control system unit contactors are included, which is also connected to the load power calculation unit output and to the to the ICE shaft optimum rpm setting device input.EFFECT: technical result of the invention is reduction in the autonomous object electromotive system frequency converters installed power.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам электродвижения переменного тока автономных объектов на базе двигателей внутреннего сгорания (ДВС) (дизельных, бензиновых или газовых) и генераторов переменного тока (синхронных или асинхронных), и предназначено для питания тягового (гребного) электродвигателя переменного тока (синхронного или асинхронного), работающего с переменной частотой вращения, а также для обеспечения потребителей бортовой сети автономного объекта электроэнергией со стабилизированными параметрами частоты и амплитуды переменного напряжения, или стабилизированным постоянным напряжением, и может быть использовано в автомобилестроении, локомотивостроении, судостроении.The invention relates to systems for electromotion of alternating current of autonomous objects based on internal combustion engines (ICE) (diesel, gasoline or gas) and alternators (synchronous or asynchronous), and is intended to power a traction (propeller) AC motor (synchronous or asynchronous) operating with a variable speed, as well as to provide consumers of the on-board network of an autonomous object with electricity with stabilized parameters of the frequency and amplitude of the variables first voltage or a stabilized DC voltage, and may be used in the automobile, locomotive building, shipbuilding.

Известна система электродвижения автономного объекта, содержащая синхронный генератор с несколькими m-фазными обмотками статора, приводимый во вращение первичным двигателем (ДВС), и асинхронные двигатели, подключенные к генератору (авторское свидетельство СССР № 691320, кл. В 60 L 11/08, 1976). Недостатком данной системы является ступенчатое регулирование частоты вращения асинхронных двигателей и низкий КПД (высокое потребление топлива) вследствие того, что первичный двигатель (ДВС) при разных нагрузках работает с постоянной частотой вращения.A known electric system of an autonomous object containing a synchronous generator with several m-phase stator windings, driven by a primary motor (ICE), and asynchronous motors connected to a generator (USSR author's certificate No. 691320, class B 60 L 11/08, 1976 ) The disadvantage of this system is the stepwise regulation of the speed of asynchronous motors and low efficiency (high fuel consumption) due to the fact that the primary engine (ICE) operates at a constant speed at different loads.

Также известна система электродвижения автономного объекта (Патент РФ № 2093378. МПК B60L 11/08, 1995), содержащая генератор переменного тока, ротор которого, несущий обмотку возбуждения, кинематически связан с первичным двигателем
(ДВС), трехфазный электродвигатель переменного тока, статорные обмотки которого подключены через преобразователь частоты к статорным обмоткам генератора переменного тока. Данное устройство позволяет плавно регулировать частоту вращения электродвигателя. Недостатком устройства является низкий КПД (высокое потребление топлива) вследствие того, что ДВС при разных нагрузках работает с постоянной частотой вращения.Also known is the electric system of an autonomous object (RF Patent No. 2093378. IPC B60L 11/08, 1995) containing an alternating current generator whose rotor carrying an excitation winding is kinematically connected to the prime mover
(ICE), a three-phase AC motor whose stator windings are connected through a frequency converter to the stator windings of an alternator. This device allows you to smoothly adjust the frequency of rotation of the motor. The disadvantage of this device is its low efficiency (high fuel consumption) due to the fact that the internal combustion engine operates at a constant speed at different loads.

Наиболее близким по техническому решению является система электродвижения автономного объекта (Патент РФ на изобретение № № 2436691, опубл. бюл. № 35, 2011 г.), содержащая последовательно соединенные ДВС переменной частоты вращения с подключенным к нему блоком формирования оптимальной частоты вращения вала ДВС, генератор переменного тока, преобразователь частоты, датчик тока, к которому подключен блок вычисления мощности нагрузки, выход которого соединен с блоком формирования оптимальной частоты вращения вала ДВС, тяговый электродвигатель переменного тока; к выходу генератора переменного тока подключены последовательно соединенные преобразователь частоты, датчик тока, выход которого соединен с блоком вычисления мощности нагрузки.The closest in technical solution is the system of electric movement of an autonomous object (RF Patent for the invention No. 2436691, publ. Bulletin No. 35, 2011), containing a series-connected internal combustion engine of variable speed with a block connected to it forming the optimal frequency of rotation of the internal combustion engine shaft, an alternating current generator, a frequency converter, a current sensor to which a load power calculation unit is connected, the output of which is connected to an optimal engine speed generating unit of an internal combustion engine shaft, a traction motor alternating current; a frequency converter, a current sensor, the output of which is connected to the load power calculation unit, is connected to the output of the alternator.

Недостатком устройства является то, что во всем диапазоне мощностей нагрузки - от нуля до номинального значения - электроэнергия, вырабатываемая генератором переменного тока, преобразуется с помощью преобразователей частоты. Известно, что существенная экономия топлива автономной электростанции переменного тока на основе ДВС переменной частоты вращения достигается при мощности нагрузки меньшей некоторого значения, которое зависит от типа ДВС и примерно равно половине от номинального значения [Хватов О.С., Дарьенков А.Б., Самоявчев И.С. Топливная экономичность единой электростанции автономного объекта на базе двигателя внутреннего сгорания переменной скорости вращения. Сборник научных статей «Эксплуатация морского транспорта», № 1/2013, ГМА им. адмирала С.О. Макарова, С.-Петербург, 2013. – с.61-66]. Поэтому, если нагрузка электростанции превышает это значение, целесообразно переводить ДВС в режим работы с постоянной (номинальной) частотой вращения и шунтировать преобразователи частоты с помощью контакторов.The disadvantage of this device is that in the entire range of load capacities - from zero to the nominal value - the electricity generated by the alternator is converted using frequency converters. It is known that significant fuel economy of an autonomous power plant of alternating current based on an internal combustion engine of variable speed is achieved when the load power is less than a certain value, which depends on the type of internal combustion engine and is approximately equal to half of the nominal value [Khvatov OS, Daryenkov AB, Samoyavchev I.S. Fuel efficiency of a single power plant of an autonomous facility based on a variable-speed internal combustion engine. Collection of scientific articles “Operation of maritime transport”, No. 1/2013, GMA named after Admiral S.O. Makarova, St. Petersburg, 2013. - S. 61-66]. Therefore, if the load of the power plant exceeds this value, it is advisable to put the internal combustion engine into operation with a constant (nominal) speed and bypass the frequency converters using contactors.

Техническим результатом изобретения является снижение установленной мощности преобразователей частоты системы электродвижения автономного объекта.The technical result of the invention is to reduce the installed power of the frequency converters of the electric system of an autonomous object.

Этот технический результат достигается тем, что в системе электродвижения автономного объекта, содержащей последовательно соединенные ДВС переменной частоты вращения с подключенным к нему блоком формирования оптимальной частоты вращения вала ДВС, генератор переменного тока, преобразователь частоты, датчик тока, к которому подключен блок вычисления мощности нагрузки, выход которого соединен с блоком формирования оптимальной частоты вращения вала ДВС, тяговый электродвигатель переменного тока; к выходу генератора переменного тока подключены последовательно соединенные преобразователь частоты, датчик тока, выход которого соединен с блоком вычисления мощности нагрузки, между входами и выходами преобразователей частоты включены контакторы, соединенные с блоком системы управления контакторами, которая также соединена с выходом блока вычисления мощности нагрузки и с входом блока формирования оптимальной частоты вращения вала ДВС.This technical result is achieved by the fact that in an electromotor system of an autonomous object containing a variable speed engine that is connected in series with an optimal engine speed generating unit connected to it, an alternating current engine generator, a frequency converter, a current sensor, to which a load power calculation unit is connected, the output of which is connected to the unit for generating the optimal speed of the internal combustion engine shaft, AC traction motor; serially connected frequency converter, current sensor, the output of which is connected to the load power calculation unit, are connected to the output of the alternator, between the inputs and outputs of the frequency converters are contactors connected to the block of the contactor control system, which is also connected to the output of the load power calculation unit and the input of the formation of the optimal engine speed shaft.

Подключение между входами и выходами преобразователей частоты контакторов, соединенных с блоком системы управления контакторами, которая также соединена с выходом блока вычисления мощности нагрузки и с входом блока формирования оптимальной частоты вращения вала ДВС выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как позволяет существенно снизить установленную мощность преобразователей частоты. Следовательно, снижается установленная мощность оборудования системы электродвижения автономного объекта в целом.The connection between the inputs and outputs of the frequency converters of contactors connected to the block of the contactor control system, which is also connected to the output of the load power calculation unit and to the input of the unit for generating the optimal speed of the internal combustion engine, distinguishes the proposed device from the known one, since it significantly reduces the installed power of the converters frequency. Therefore, the installed capacity of the equipment of the electric system of an autonomous object as a whole is reduced.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана функциональная схема устройства.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a functional diagram of the device.

Система электродвижения автономного объекта содержит последовательно соединенные ДВС 1 переменной частоты вращения, генератор 2 переменного тока, преобразователь частоты 3, датчик тока 4, тяговый (гребной) электродвигатель 5 переменного тока, гребной винт (колесо или колесную пару) 6; к выходу генератора 2 переменного тока также подключены последовательно соединенные преобразователь частоты 7, датчик тока 8, выходные выводы 9. К входу ДВС 1 подключен блок 10 формирования оптимальной частоты вращения вала ДВС 1, содержащий датчик 11 частоты вращения вала ДВС 1, сумматор сигналов 12, регулятор 13 частоты вращения вала ДВС 1, блок 14 задания экономичной частоты вращения вала ДВС 1, к входу которого подключен блок 15 вычисления мощности нагрузки, соединенный с выходами датчиков тока 4,8 и датчиков напряжения 16,17 на выходе преобразователей частоты 3,7. К входам преобразователей частоты 3,7 подключены блоки 18,19 стабилизации амплитуды напряжения. Блок 18 стабилизации амплитуды напряжения, состоящий из регулятора напряжения 20, сумматора сигналов 21 и задатчика 22 амплитуды напряжения, соединен с выходом датчика напряжения 16 и выходом задатчика 23 частоты вращения электродвигателя 5, входящего в состав блока 24 стабилизации частоты вращения электродвигателя 5, в состав которого также входят регулятор 25 частоты вращения электродвигателя 5 и сумматор сигналов 26. На вход блока 24 стабилизации частоты вращения поступает сигнал с датчика частоты вращения 27 гребного (тягового) электродвигателя 5 переменного тока. Выход регулятора частоты вращения 25 подключен к входу преобразователя частоты 3. Блок 19 стабилизации амплитуды напряжения состоит из задатчика 28 амплитуды напряжения, сумматора сигналов 29 и регулятора напряжения 30. Вход блока 19 стабилизации напряжения подключен к выходу датчика напряжения 17. Выход задатчика 31 частоты выходного напряжения соединен с преобразователем частоты 7. The electric motor system of an autonomous object contains a series-connected ICE 1 of variable speed, an alternator 2, a frequency converter 3, a current sensor 4, a traction (rowing) electric motor 5 of an alternating current, a propeller (wheel or wheelset) 6; to the output of the alternator 2 also connected in series with a frequency converter 7, a current sensor 8, output terminals 9. To the input of the internal combustion engine 1 is connected to the block 10 forming the optimal engine speed of the engine 1, containing the sensor 11 of the engine speed of the engine 1, the signal adder 12, speed controller 13 of the engine speed shaft 1, unit 14 for setting the economical speed of the engine 1 shaft, the input of which is connected to the load power calculation unit 15 connected to the outputs of the current sensors 4.8 and voltage sensors 16.17 at the output of the converter her rate of 3.7. To the inputs of the frequency converters 3.7 connected blocks 18.19 stabilization of the amplitude of the voltage. The voltage amplitude stabilization unit 18, consisting of a voltage regulator 20, a signal combiner 21 and a voltage amplitude adjuster 22, is connected to the output of the voltage sensor 16 and the output of the speed adjuster 23 of the electric motor 5, which is part of the electric motor 5 speed stabilization unit 24, which also includes a regulator 25 of the rotational speed of the electric motor 5 and an adder of signals 26. To the input of the block 24 stabilization of the rotational speed receives a signal from the rotational speed sensor 27 of the propeller (traction) motor I'm 5 ac. The output of the speed controller 25 is connected to the input of the frequency converter 3. The voltage amplitude stabilization unit 19 consists of a voltage amplitude adjuster 28, a signal combiner 29 and a voltage regulator 30. The voltage stabilization unit 19 is connected to the output of the voltage sensor 17. The output of the output voltage frequency adjuster 31 connected to frequency converter 7.

Контактор 32 включен между входом и выходом преобразователя частоты 3, а контактор 33 – между входом и выходом преобразователя частоты 7. Контакторы 32 и 33 соединены с системой управления контакторами 34, которая также соединена с блоком 15 вычисления мощности нагрузки и блоком 14 задания экономичной частоты вращения вала ДВС, входящим в состав блока 10 формирования оптимальной частоты вращения вала ДВС.A contactor 32 is connected between the input and output of the frequency converter 3, and a contactor 33 is between the input and output of the frequency converter 7. The contactors 32 and 33 are connected to the control system of the contactors 34, which is also connected to the load power calculation unit 15 and the economy speed setting unit 14 the internal combustion engine shaft, which is part of the block 10 forming the optimal frequency of rotation of the internal combustion engine shaft.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Блок 10 формирования оптимальной частоты вращения вала ДВС 1 получает сигнал с блока вычисления мощности нагрузки 15, который соединен с выходами датчиков тока 4,8 и датчиков напряжения 16,17 на выходе преобразователей частоты 3,7. В зависимости от значения мощности нагрузки блок 14 задания экономичной частоты вращения вала ДВС 1, в программу работы которого заложены оптимальные зависимости частоты вращения вала ДВС 1 от мощности нагрузки, соответствующие минимальному расходу топлива, задает оптимальную частоту вращения вала ДВС 1. С помощью сумматора сигналов 12 вычисляется разность сигнала задания оптимальной частоты вращения вала ДВС 1 от блока 14 и сигнала датчика 11 частоты вращения вала ДВС 1. Сигнал от сумматора 12 поступает на вход регулятора 13 частоты вращения вала ДВС 1, который поддерживает частоту вращения вала ДВС 1 на уровне, заданном блоком 14. Таким образом, при изменении мощности нагрузки на выходных выводах 9, и при изменении частоты вращения гребного винта (колеса или колесной пары) 6, а, следовательно, и мощности, потребляемой тяговым (гребным) электродвигателем 5, частота вращения вала ДВС 1 будет поддерживаться оптимальной с точки зрения минимального потребления топлива. Block 10 forming the optimal rotational speed of the ICE shaft 1 receives a signal from the load power calculation unit 15, which is connected to the outputs of current sensors 4.8 and voltage sensors 16.17 at the output of frequency converters 3.7. Depending on the value of the load power, the unit 14 for setting the economical engine speed of the engine 1, the optimal operating dependence of the engine speed 1 on the load power corresponding to the minimum fuel consumption, sets the optimal engine speed 1. Using the signal adder 12 the difference between the signal for setting the optimal engine speed of the engine 1 from the block 14 and the signal of the sensor 11 of the engine speed of the engine 1 is calculated. The signal from the adder 12 is input to the speed controller 13 la ICE 1, which maintains the rotational speed of the ICE shaft 1 at the level set by unit 14. Thus, when the load power at the output terminals 9 changes, and when the rotational speed of the propeller (wheel or wheelset) changes 6, and, consequently, the power consumed by the traction (propeller) electric motor 5, the rotational speed of the ICE shaft 1 will be maintained optimal in terms of minimum fuel consumption.

Поскольку частота вращения вала ДВС 1 будет изменяться в зависимости от частоты вращения гребного винта (колеса или колесной пары) 6 и мощности нагрузки на выходных выводах 9, то амплитуда и частота напряжения генератора переменного тока 2 будут также изменяться. Since the rotational speed of the ICE shaft 1 will vary depending on the rotational speed of the propeller (wheel or wheelset) 6 and the load power at the output terminals 9, the amplitude and frequency of the voltage of the alternator 2 will also change.

Для вращения гребного винта (колеса или колесной пары) 6 с требуемой частотой вращения необходимо поддерживать на определенном уровне частоту и амплитуду выходного синусоидального напряжения преобразователя частоты 3, питающего электродвигатель 5. To rotate the propeller (wheel or wheelset) 6 with the required speed, it is necessary to maintain at a certain level the frequency and amplitude of the output sinusoidal voltage of the frequency converter 3, which feeds the electric motor 5.

Стабилизация амплитуды и частоты переменного напряжения на входе электродвигателя 5 в зависимости от заданной частоты его вращения осуществляется следующим образом. Преобразователь частоты 3, питающий электродвигатель 5, преобразует выходное напряжение генератора 2 переменной амплитуды и частоты в переменное напряжение заданной амплитуды и частоты. На вход преобразователя частоты 3, питающего электродвигатель 5, поступает сигнал от блока 18 стабилизации напряжения, в состав которого входит сумматор сигналов 21, с помощью которого вычисляется разность сигналов от задатчика 22 амплитуды напряжения и датчика напряжения 16, установленного на выходе преобразователя частоты 3. Сигнал от сумматора 21 поступает на вход регулятора напряжения 20, который поддерживает на выходе преобразователя частоты 3 амплитуду переменного напряжения на уровне, задаваемом задатчиком 22 амплитуды напряжения, который вычисляет задание на амплитуду выходного напряжения преобразователя частоты 3 в зависимости от сигнала, поступающего на его вход с задатчика 23 частоты вращения электродвигателя 5.The stabilization of the amplitude and frequency of the alternating voltage at the input of the electric motor 5, depending on the specified frequency of its rotation is as follows. A frequency converter 3 supplying an electric motor 5 converts the output voltage of a variable amplitude and frequency generator 2 to an alternating voltage of a given amplitude and frequency. The input of the frequency converter 3, which feeds the electric motor 5, receives a signal from the voltage stabilization unit 18, which includes a signal adder 21, with which the difference between the signals from the voltage amplitude generator 22 and the voltage sensor 16 installed at the output of the frequency converter 3 is calculated. Signal from the adder 21 is fed to the input of the voltage regulator 20, which supports the output of the frequency converter 3, the amplitude of the alternating voltage at a level specified by the voltage amplitude adjuster 22, which The first one calculates the task for the amplitude of the output voltage of the frequency converter 3, depending on the signal received at its input from the speed dial 23 of the electric motor 5.

На вход преобразователя частоты 3 поступает сигнал от блока 24 стабилизации частоты вращения электродвигателя 5, в состав которого входит сумматор сигналов 26, вычисляющий разность сигналов от задатчика 23 частоты вращения электродвигателя 5 и датчика частоты вращения 27 электродвигателя 5. Сигнал от сумматора 26 поступает на вход регулятора 25 частоты вращения, который поддерживает на выходе преобразователя частоты 3 частоту переменного напряжения на уровне, задаваемом задатчиком 23 частоты вращения электродвигателя 5.The input of the frequency converter 3 receives a signal from the stabilization unit 24 of the rotational speed of the electric motor 5, which includes a signal adder 26, which calculates the difference between the signals from the setpoint 23 of the rotational speed of the electric motor 5 and the rotational speed sensor 27 of the electric motor 5. The signal from the adder 26 is fed to the input of the controller 25 rotational speed, which supports the output of the frequency converter 3, the frequency of the alternating voltage at a level specified by the dial 23 of the rotational speed of the electric motor 5.

Стабилизация амплитуды и частоты напряжения на выходных выводах 9, к которым подключаются потребители бортовой сети автономного объекта, на заданном уровне осуществляется следующим образом. Преобразователь частоты 7 преобразует выходное напряжение генератора 2 переменного тока в переменное напряжение с заданными параметрами амплитуды и частоты, либо в постоянное напряжение заданного уровня. На вход преобразователя частоты 7 поступает сигнал от блока 19 стабилизации амплитуды напряжения, в состав которого входит сумматор сигналов 29, с помощью которого вычисляется разность сигналов от задатчика 28 амплитуды напряжения и датчика напряжения 17 на выходе преобразователя частоты 7. Сигнал от сумматора 29 поступает на вход регулятора напряжения 30, который поддерживает на выходных выводах 9 амплитуду переменного напряжения или значение постоянного напряжения на уровне, задаваемом задатчиком 28 амплитуды напряжения.Stabilization of the amplitude and frequency of the voltage at the output terminals 9, to which consumers of the on-board network of an autonomous object are connected, at a given level is carried out as follows. The frequency converter 7 converts the output voltage of the alternator 2 into alternating voltage with predetermined amplitude and frequency parameters, or into a constant voltage of a given level. The input of the frequency converter 7 receives a signal from the voltage amplitude stabilization unit 19, which includes a signal adder 29, with which the difference between the signals from the voltage amplitude adjuster 28 and the voltage sensor 17 at the output of the frequency converter 7 is calculated. The signal from the adder 29 is input a voltage regulator 30, which supports at the output terminals 9 the amplitude of the alternating voltage or the value of the constant voltage at a level specified by the voltage amplitude adjuster 28.

Частота выходного напряжения на выходных выводах 9 при изменении частоты вращения вала ДВС 1 поддерживается неизменной с помощью преобразователя частоты 7 на уровне, задаваемом блоком 31 задатчика частоты выходного напряжения. В частном случае, частота напряжения на выходных выводах 9 может быть равна нулю. При этом на выходных выводах 9 формируется постоянное напряжение, значение которого стабилизируется на уровне, определяемом задатчиком 28 амплитуды напряжения.The frequency of the output voltage at the output terminals 9 when changing the rotational speed of the ICE shaft 1 is maintained unchanged by the frequency converter 7 at a level set by the output voltage frequency setter unit 31. In the particular case, the frequency of the voltage at the output terminals 9 may be equal to zero. In this case, a constant voltage is formed at the output terminals 9, the value of which is stabilized at a level determined by the voltage amplitude adjuster 28.

В режиме работы системы электродвижения автономного объекта с переменной частотой вращения вала ДВС контакторы 32 и 33 разомкнуты.In the operating mode of the electromotor system of an autonomous object with a variable engine speed, the contactors 32 and 33 are open.

Система электродвижения автономного объекта в режиме с постоянной (номинальной) частотой вращения вала ДВС работает следующим образом. The electromotive system of an autonomous object in a mode with a constant (nominal) engine speed of an internal combustion engine operates as follows.

Если мощность нагрузки превышает заданное значение, система 34 управления контакторами 32 и 33, вход которой соединен с выходом блока 15 вычисления мощности нагрузки, формирует управляющие сигналы, в соответствии с которыми контакторы 32 и 33 замыкаются и тем самым шунтируют преобразователи частоты 3 и 7. If the load power exceeds a predetermined value, the control system 34 of the contactors 32 and 33, the input of which is connected to the output of the load power calculation unit 15, generates control signals, in accordance with which the contactors 32 and 33 are closed and thereby shunt the frequency converters 3 and 7.

Управляющий сигнал с выхода системы 34 управления контакторами поступает также на вход блока 14 задания экономичной частоты вращения вала ДВС 1, который формирует на входе сумматора сигналов 12 номинальное значение частоты вращения вала ДВС 1. The control signal from the output of the contactor control system 34 is also fed to the input of the unit 14 for setting the economical speed of the internal combustion engine shaft 1, which generates a nominal value of the internal combustion engine shaft speed 1 at the input of the signal adder 12.

Таким образом, ДВС 1 при мощности нагрузки, превышающей заданное в системе управления контакторами 34 значение, работает с постоянной (номинальной) частотой вращения.Thus, the internal combustion engine 1 with a load power exceeding the value set in the control system of the contactors 34, works with a constant (nominal) speed.

По данным научно-технической и патентной литературы автору не известна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.According to the scientific, technical and patent literature, the author does not know the claimed combination of features aimed at achieving the task, and this solution does not follow clearly from the prior art, which allows us to conclude that the solution corresponds to the level of the invention.

Claims (1)

Система электродвижения автономного объекта, содержащая последовательно соединенные ДВС переменной частоты вращения с подключенным к нему блоком формирования оптимальной частоты вращения вала ДВС, генератор переменного тока, преобразователь частоты, датчик тока, к которому подключен блок вычисления мощности нагрузки, выход которого соединен с блоком формирования оптимальной частоты вращения вала ДВС, тяговый электродвигатель переменного тока; к выходу генератора переменного тока подключены последовательно соединенные преобразователь частоты, датчик тока, выход которого соединен с блоком вычисления мощности нагрузки, отличающаяся тем, что между входами и выходами преобразователей частоты включены контакторы, соединенные с блоком системы управления контакторами, который также соединен с выходом блока вычисления мощности нагрузки и с входом блока формирования оптимальной частоты вращения вала ДВС.An autonomous object electromotive system containing a variable-speed internal combustion engine connected in series with an optimal engine speed generating unit connected to it, an alternating current generator, a frequency converter, a current sensor, to which a load power calculation unit is connected, the output of which is connected to the optimal frequency generating unit ICE shaft rotation, AC traction motor; a series-connected frequency converter, a current sensor, the output of which is connected to a load power calculation unit, characterized in that contactors are connected between the inputs and outputs of the frequency converters connected to a contactor control system block, which is also connected to the output of the calculation unit, to the output of the alternator load power and with the input of the block forming the optimal engine speed.
RU2017126115A 2017-07-20 2017-07-20 Autonomous object electromotive system RU2666074C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126115A RU2666074C1 (en) 2017-07-20 2017-07-20 Autonomous object electromotive system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126115A RU2666074C1 (en) 2017-07-20 2017-07-20 Autonomous object electromotive system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2666074C1 true RU2666074C1 (en) 2018-09-05

Family

ID=63460042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017126115A RU2666074C1 (en) 2017-07-20 2017-07-20 Autonomous object electromotive system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2666074C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1892168A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-27 Mazda Motor Corporation Control system for hybride vehicle
RU2436691C1 (en) * 2010-06-29 2011-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) System of electric drive for self-sustained object
RU133060U1 (en) * 2013-04-30 2013-10-10 Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "ПРИВОД-Н" (ЗАО "НТЦ "ПРИВОД-Н") Shunting Electric Locomotive
RU2555746C1 (en) * 2014-02-06 2015-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Супервариатор" Converter assembly for propulsion plant with combustion engine and electromechanical transmission

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1892168A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-27 Mazda Motor Corporation Control system for hybride vehicle
RU2436691C1 (en) * 2010-06-29 2011-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) System of electric drive for self-sustained object
RU133060U1 (en) * 2013-04-30 2013-10-10 Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "ПРИВОД-Н" (ЗАО "НТЦ "ПРИВОД-Н") Shunting Electric Locomotive
RU2555746C1 (en) * 2014-02-06 2015-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Супервариатор" Converter assembly for propulsion plant with combustion engine and electromechanical transmission

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6188591B1 (en) System for supplying electromotive consumers with electric energy
US20100094490A1 (en) Power generation system for marine vessel
US7535116B2 (en) System and method for controlling an output of an auxiliary power source of a diesel powered system
US10734930B2 (en) Electric power generating system
RU2666903C1 (en) Autonomous ac power plant
RU2597248C1 (en) Diesel generator plant
RU178096U1 (en) OFFLINE GENERATOR INSTALLATION
RU2297090C1 (en) Traction vehicle electric power transmission gear
RU2666074C1 (en) Autonomous object electromotive system
RU2436691C1 (en) System of electric drive for self-sustained object
RU172810U1 (en) OFFLINE GENERATOR INSTALLATION
RU2402865C1 (en) Method for optimal frequency control of asynchronous motor
RU2451389C1 (en) Method to control induction propulsion engine
RU2628008C1 (en) Method for regulating power of gas turbine - generator system
RU2745149C1 (en) Method of controlling a diesel generator set when an asynchronous motor is turned on
RU75793U1 (en) ENERGY COMPLEX
RU113085U1 (en) ENERGY COMPLEX
RU2319277C1 (en) Dc electric energy autonomous supply
RU2724104C1 (en) Autonomous two-unit power plant
RU2773744C1 (en) Autonomous ac power plant
RU158933U1 (en) AUTONOMOUS WIND-DIESEL-ELECTRIC INSTALLATION
Chandrasekar et al. Sizing of electrical generators in marine propulsion system for better fuel efficiency
US9054554B2 (en) Power source system controlling a plurality of generators
RU2278463C1 (en) Electro-movement system
RU132774U1 (en) SHIP ELECTRIC POWER PLANT

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190721