RU2690120C1 - Hydrodynamic drive-generator - Google Patents

Hydrodynamic drive-generator Download PDF

Info

Publication number
RU2690120C1
RU2690120C1 RU2018129769A RU2018129769A RU2690120C1 RU 2690120 C1 RU2690120 C1 RU 2690120C1 RU 2018129769 A RU2018129769 A RU 2018129769A RU 2018129769 A RU2018129769 A RU 2018129769A RU 2690120 C1 RU2690120 C1 RU 2690120C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
generators
generator
rotors
hydrodynamic
drive
Prior art date
Application number
RU2018129769A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Израилевич Думов
Айрат Наилевич Галиев
Николай Юрьевич Львов
Сергей Викторович Родионов
Виктор Лазаревич Тучинский
Original Assignee
Виктор Израилевич Думов
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 Виктор Израилевич Думов filed Critical Виктор Израилевич Думов
Priority to RU2018129769A priority Critical patent/RU2690120C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2690120C1 publication Critical patent/RU2690120C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D41/00Power installations for auxiliary purposes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H41/00Rotary fluid gearing of the hydrokinetic type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/48Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40Weight reduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to power supply systems of vehicles, mainly aircraft. Hydrodynamic drive-generator contains at least two alternating-current generators (2, 3) and hydrodynamic torque converter (1) with pump wheel (4) and turbine wheel (5). Pump wheel (4) is kinematically connected to vehicle engine shaft. Turbine wheel (5) is kinematically connected with rotors of all generators by gear transmissions with identical gear ratio. At that, in all generators the rotors are located relative to the stators in the same position to ensure symmetry of rotation of the rotors of the generators.
EFFECT: invention increases capacity of power supply system, reduces its specific weight, increases reliability of its operation and quality of generated current.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к системам электроснабжения транспортных средств, преимущественно летательных аппаратов.The invention relates to power supply systems of vehicles, mainly aircraft.

Известны системы электроснабжения переменного тока постоянной частоты для транспортных средств, например, летательных аппаратов, в которых источником электроэнергии является гидродинамический привод-генератор с гидродинамическим преобразователем крутящего момента, имеющим насосное колесо, кинематически связанное с валом двигателя транспортного средства, и турбинное колесо, кинематически связанное с ротором генератора (Патент РФ №2408503, публ. 2010 г.)Known AC power supply systems of constant frequency for vehicles, for example, aircraft, in which the source of electricity is a hydrodynamic drive-generator with a hydrodynamic torque converter having a pump wheel, kinematically connected to the motor shaft of the vehicle, and a turbine wheel, kinematically connected generator rotor (Patent RF №2408503, publ. 2010)

В известном гидродинамическом приводе-генераторе турбинное колесо гидродинамического преобразователя крутящего момента связано с ротором единственного генератора переменного тока, входящего в состав привода-генератора. Вместе с тем, в связи с отсутствием в настоящее время генераторов большой мощности (более 200 кВт) система электроснабжения летательного аппарата существенно ограничивается по мощности. Размещение же на одном двигателе двух и более приводов-генераторов привело бы к недопустимому увеличению габаритов и массы системы. Кроме того, в этом случае обеспечение работы генераторов на общую сеть потребовало бы дополнительных сложных устройств.In the known hydrodynamic drive-generator, the turbine wheel of the hydrodynamic torque converter is connected with the rotor of a single alternator included in the drive-generator. At the same time, due to the absence of high-power generators (more than 200 kW) at present, the power supply system of the aircraft is significantly limited in power. Placing two or more drive-generators on the same engine would lead to an unacceptable increase in the size and weight of the system. In addition, in this case, ensuring the operation of generators on a common network would require additional complex devices.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является увеличение мощности системы электроснабжения, уменьшение ее удельной массы, т.е. массы, приходящейся на один кВт электроэнергии, повышение надежности ее работы и качества вырабатываемого тока.The task, which the claimed invention is directed to, is to increase the power of the power supply system, to reduce its specific gravity, i.e. mass per one kW of electricity, increasing the reliability of its work and the quality of the generated current.

Технический результат достигается тем, что гидродинамический привод-генератор, содержащий генератор переменного тока и гидродинамический преобразователь крутящего момента с насосным колесом, кинематически связанным с валом двигателя транспортного средства, и турбинным колесом, кинематически связанным с ротором генератора, также содержит, по меньшей мере, еще один дополнительный генератор переменного тока, при этом турбинное колесо гидродинамического преобразователя связано с роторами всех генераторов шестеренными передачами с одинаковым передаточным отношением, при этом во всех генераторах роторы расположены относительно статоров в одинаковом положении для обеспечения симфазности вращения роторов генераторов.The technical result is achieved by the fact that a hydrodynamic drive-generator comprising an alternator and a hydrodynamic torque converter with a pump wheel, kinematically connected to the motor shaft of the vehicle, and a turbine wheel, kinematically connected to the generator rotor, also contains at least one additional alternator, with the turbine wheel of the hydrodynamic converter connected to the rotors of all generators by gear transmissions with one Nakov gear ratio, while in all the generator rotor relative to the stators are arranged at the same position for rotation simfaznosti generator rotors.

Включение в состав предлагаемого привода-генератора двух или более генераторов, обеспечивает, по меньшей мере, двухканальную систему генерирования, в которой генераторы могут работать, как на общую сеть, так и на отдельные группы бортовых потребителей электроэнергии транспортного средства. Это позволяет увеличить мощность системы электроснабжения, повышает надежность ее работы и качество вырабатываемого тока.The inclusion of two or more generators in the proposed drive generator provides at least a two-channel generating system in which the generators can operate both on a common network and on separate groups of vehicle electrical energy consumers. This allows you to increase the power supply system, increases the reliability of its work and the quality of the generated current.

Предлагаемое изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 схематично изображен привод генератор для летательного аппарата, на фиг. 2 представлена график зависимости КПД генератора от нагрузки в двухканальной системе генерирования.The invention is illustrated graphically, where in FIG. 1 schematically shows a drive generator for an aircraft; FIG. 2 is a graph of generator efficiency versus load in a two-channel generating system.

Привод-генератор содержит гидродинамический преобразователь крутящего момента 1 и два генератора трехфазного переменного тока 2 и 3. В полости гидродинамического преобразователя крутящего момента 1 содержится насосное колесо 4, вал которого связан с валом двигателя летательного аппарата и турбинное колесо 5, на валу которого установлено зубчатое колесо 6, сцепленное с зубчатыми колесами 7 и 8, имеющими одинаковое число зубьев. Зубчатое колесо 7 связано рессорой с валом генератора 2, а зубчатое колесо 8 связано рессорой с валом генератора 3. В полости гидродинамического преобразователя крутящего момента 1 содержатся также поворотные лопатки 9, связанные с регулятором 10 частоты вращения.The drive-generator contains a hydrodynamic torque converter 1 and two three-phase alternating current generators 2 and 3. The cavity of the hydrodynamic torque converter 1 contains a pump wheel 4, the shaft of which is connected to the shaft of the aircraft engine and the turbine wheel 5, on the shaft of which a gear wheel 6, coupled with gear wheels 7 and 8, having the same number of teeth. The gear wheel 7 is connected by a spring with the shaft of the generator 2, and the gear wheel 8 is connected by a spring with the shaft of the generator 3. In the cavity of the hydrodynamic torque converter 1 there are also rotating vanes 9 associated with the speed regulator 10.

Предлагаемый привод-генератор работает следующим образом.The proposed drive-generator works as follows.

Вращение от вала двигателя передается роторам генераторов 2 и 3 с помощью насоса 4 и турбины 5 через рабочую жидкость (топливо), циркулирующую в гидродинамическом преобразователе 1. При этом обеспечивается постоянная частота вращения вала турбины 5 регулятором 10 частоты вращения, управляющим поворотными лопатками 9. Так как колеса 7 и 8 имеют одинаковое число зубьев и сцеплены с одним и тем же колесом 6 на валу турбины, то роторы обоих генераторов (2 и 3) имеют одинаковую постоянную частоту вращения, а значит вырабатывают переменный ток одинаковой постоянной частоты.Rotation from the motor shaft is transmitted to the rotors of the generators 2 and 3 by means of a pump 4 and a turbine 5 through the working fluid (fuel) circulating in the hydrodynamic converter 1. This ensures a constant rotational speed of the shaft of the turbine 5 by the speed regulator 10 that controls the rotating blades 9. So as wheels 7 and 8 have the same number of teeth and are coupled with the same wheel 6 on the turbine shaft, the rotors of both generators (2 and 3) have the same constant rotation frequency, and therefore produce alternating current in the same way th constant frequency.

Равенство частот переменного тока, вырабатываемого генераторами дает возможность отрегулировать при сборке привода-генератора такое положение роторов генераторов, которое обеспечивает совместную работу генераторов на общую сеть трехфазного переменного тока.The equality of the frequencies of the alternating current generated by the generators makes it possible to adjust the position of the rotors of the generators during assembly of the drive generator, which ensures the joint operation of the generators on a common three-phase alternating current network.

Предлагаемый привод-генератор дает возможность повысить экономичность выработки электроэнергии. Например, при двухканальной системе энергоснабжения (два маршевых двигателя с приводом-генератором на каждом) в штатном режиме генераторы нагружены на 50% и нагружаются полностью только при выходе из строя одного привода-генератора. При использовании предлагаемых приводов-генераторов с двумя генераторами вся штатная нагрузка привода-генератора может быть возложена на один генератор. При этом КПД генератора существенно увеличится, так как КПД генератора возрастет с ростом нагрузки (см. фиг. 2). На таком режиме другой генератор может быть полностью отключен от бортовой электросети.The proposed drive-generator makes it possible to increase the efficiency of power generation. For example, with a two-channel power supply system (two main engines with a drive-generator on each), in normal mode, the generators are loaded by 50% and are loaded only when a single drive-generator fails. When using the proposed drive-generators with two generators, the entire nominal load of the drive-generator can be assigned to one generator. In this case, the efficiency of the generator will increase significantly, since the efficiency of the generator will increase with increasing load (see Fig. 2). In this mode, another generator can be completely disconnected from the on-board power network.

Кроме того, в случае наличия на летательном аппарате бортовых потребителей, работающих на режимах импульсно-периодической нагрузки, сопровождающихся переходными процессами по частоте и напряжению тока согласно ГОСТ Р 54073-2010, в предлагаемом приводе-генераторе эти нагрузки могут подключаться к одному из генераторов, в то время, как другой генератор может обеспечивать более высокое качество тока. При этом надежность работы потребителей электроэнергии, работающих без режимов импульсно-периодической нагрузки, существенно возрастает.In addition, if there are airborne consumers operating on the pulse-periodic load modes accompanied by frequency and voltage transients according to GOST R 54073-2010, in the proposed drive-generator these loads can be connected to one of the generators, While another generator can provide higher current quality. At the same time, the reliability of operation of electricity consumers operating without pulsed-periodic load modes increases significantly.

Claims (2)

1. Гидродинамический привод-генератор, содержащий генератор переменного тока и гидродинамический преобразователь крутящего момента с насосным колесом, кинематически связанным с валом двигателя транспортного средства, и турбинным колесом, кинематически связанным с ротором генератора, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, еще один дополнительный генератор переменного тока, при этом турбинное колесо гидродинамического преобразователя связано с роторами всех генераторов шестеренными передачами с одинаковым передаточным отношением.1. A hydrodynamic drive generator comprising an alternator and a hydrodynamic torque converter with a pumping wheel kinematically connected to the motor shaft of the vehicle and a turbine wheel kinematically connected to the generator rotor, characterized in that it comprises at least one additional alternator, while the turbine wheel of the hydrodynamic converter is connected to the rotors of all generators by gears with the same transmission gear with respect. 2. Гидродинамический привод-генератор по п. 1, отличающийся тем, что во всех генераторах роторы расположены относительно статоров в одинаковом положении для обеспечения симфазности вращения роторов генераторов.2. Hydrodynamic drive-generator according to claim. 1, characterized in that in all generators the rotors are located relative to the stators in the same position to ensure that the rotation of the rotors of the generators is simple.
RU2018129769A 2018-08-15 2018-08-15 Hydrodynamic drive-generator RU2690120C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129769A RU2690120C1 (en) 2018-08-15 2018-08-15 Hydrodynamic drive-generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129769A RU2690120C1 (en) 2018-08-15 2018-08-15 Hydrodynamic drive-generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2690120C1 true RU2690120C1 (en) 2019-05-30

Family

ID=67037667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018129769A RU2690120C1 (en) 2018-08-15 2018-08-15 Hydrodynamic drive-generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2690120C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5315901A (en) * 1992-12-17 1994-05-31 Ford Motor Company Automatic transmission with a modulated pressure converter bypass clutch priority valve circuit
RU2369796C2 (en) * 2004-11-26 2009-10-10 Фойт Турбо ГмбХ унд Ко. КГ Combined device for unloading and protection against hydraulic shock for pressure-loaded reservoirs with working fluid in systems of working fluid supply to hydrodynamic machines
RU2408503C2 (en) * 2009-01-23 2011-01-10 Открытое акционерное общество "Опытное конструкторское бюро "Кристалл" (ОАО "ОКБ "Кристалл") Generator drive
RU2571895C1 (en) * 2014-10-31 2015-12-27 Виктор Израилевич Думов Hydrodynamic starter-generator drive
RU2585093C1 (en) * 2015-04-08 2016-05-27 Виктор Израилевич Думов Hydromechanical automatic multistage gearbox gear shifting for vehicle and vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5315901A (en) * 1992-12-17 1994-05-31 Ford Motor Company Automatic transmission with a modulated pressure converter bypass clutch priority valve circuit
RU2369796C2 (en) * 2004-11-26 2009-10-10 Фойт Турбо ГмбХ унд Ко. КГ Combined device for unloading and protection against hydraulic shock for pressure-loaded reservoirs with working fluid in systems of working fluid supply to hydrodynamic machines
RU2408503C2 (en) * 2009-01-23 2011-01-10 Открытое акционерное общество "Опытное конструкторское бюро "Кристалл" (ОАО "ОКБ "Кристалл") Generator drive
RU2571895C1 (en) * 2014-10-31 2015-12-27 Виктор Израилевич Думов Hydrodynamic starter-generator drive
RU2585093C1 (en) * 2015-04-08 2016-05-27 Виктор Израилевич Думов Hydromechanical automatic multistage gearbox gear shifting for vehicle and vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6130640B2 (en) Generator
CN103872676B (en) Circuit and method for the distribution power between generator
EP3305665B1 (en) Turbine engine having a counter-rotating electric generator
CA3086465C (en) Windmill electrical power system and torque enhanced transmission
JP6248203B2 (en) Method for starting an aircraft engine
CA2788303A1 (en) Method and apparatus for extracting electrical power from a gas turbine engine
US4587436A (en) Aircraft providing variable and constant electric power
US4447737A (en) Variable frequency induction generator
CN105452613A (en) Jet engine assembly and method for generating electricity
CA2859416A1 (en) Aircraft engine constant frequency starter/generator
JP2019080438A (en) Two-shaft output induction machine
EP2154782B1 (en) An electromechanical arrangement
Vijlee et al. Directly-coupled gas turbine permanent magnet generator sets for prime power generation on board electric ships
RU2690120C1 (en) Hydrodynamic drive-generator
JP2022505734A (en) Hybrid synchronous capacitor and power generator
US9628008B1 (en) Method and generator control unit for configuring an output from a generator
CN103998912B (en) Test apparatus and method for testing a first and/or a second electrical machine
US8089179B2 (en) Hybrid aircraft electrical architecture with both variable and constant frequency generators
JP7341158B2 (en) Electromechanical systems and phasing gearing for transmitting rotational energy
RU2573576C2 (en) Dc power supply device for self-contained transport vehicle
RU150254U1 (en) DC POWER SUPPLY OF AUTONOMOUS VEHICLE VEHICLE
EP4204714A1 (en) Method for operating a train system for a mechanical driven equipment
US3478619A (en) Arrangements combining a plurality of prime mover powers
RU2645866C2 (en) Electromechanic system of actuation and/or generation comprising electrical insulation between electric voltage source and load
RU2808304C1 (en) Electric propulsion system for autonomous mining vehicles