RU2745851C1 - Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания - Google Patents

Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2745851C1
RU2745851C1 RU2020125979A RU2020125979A RU2745851C1 RU 2745851 C1 RU2745851 C1 RU 2745851C1 RU 2020125979 A RU2020125979 A RU 2020125979A RU 2020125979 A RU2020125979 A RU 2020125979A RU 2745851 C1 RU2745851 C1 RU 2745851C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
unit
internal combustion
switching unit
combustion engines
Prior art date
Application number
RU2020125979A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Вячеславович Беляев
Роман Викторович Гунько
Сергей Викторович Лазарев
Михаил Юрьевич Синев
Николай Евгеньевич Лыхин
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
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 казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2020125979A priority Critical patent/RU2745851C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2745851C1 publication Critical patent/RU2745851C1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в повышении оперативности при последовательном запуске двух и более двигателей внутреннего сгорания. Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания содержит последовательно соединенные приводной двигатель и генератор, два датчика тока, два емкостных накопителя энергии, устройство управления, два устройства сравнения, узел развязки по питанию, пульт управления и блок коммутации. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к оборудованию для внешнего электростартерного запуска двигателей внутреннего сгорания.
Автономный энергоагрегат предназначен для оперативного обеспечения внешнего электростартерного одиночного и последовательного группового запуска авиационных двигателей летательных аппаратов при подготовке к вылету с необорудованных аэродромов. Энергоагрегат обладает малыми массогабаритными характеристиками и может транспортироваться на внешней подвеске летательных аппаратов.
Известен автономный электроэнергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания (аналог) [RU 2095616 C1, МПК F02N 11/08 от 10.11.1997 г.], содержащий приводной двигатель, генератор, выпрямительный мост, регулятор напряжения, включенный между обмоткой возбуждения и выпрямительным мостом, и молекулярный накопитель энергии, выполненный в виде конденсатора с двойным электрическим слоем.
Недостатком автономного электроэнергоагрегата является низкая оперативность при внешнем последовательном электростартером запуске, по меньшей мере, двух двигателей внутреннего сгорания.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототип) является автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания [RU 2119592 С1, МПК F02N 11/08 от 27.09.1988 г.], который содержит приводной двигатель, генератор, датчики тока и емкостные накопители энергии, каждый из которых выполнен в виде одного или нескольких параллельно соединенных конденсаторов и коммутационное устройство для переключения накопителей в процессе запуска с параллельного подключения на последовательное.
Емкостные накопители энергии используются для гарантированного электрозапуска мощных двигателей внутреннего сгорания в условиях низких температур при минимальных массогабаритных характеристиках энергоагрегата.
Наиболее энергозатратной является последняя фаза запуска авиационного двигателя внутреннего сгорания, при этом емкостные накопители энергии после запуска первого авиационного двигателя не успевают зарядиться до номинального напряжения и обеспечить оперативный последовательный запуск двух и более авиационных двигателей.
Недостатком автономного энергоагрегата является низкая оперативность (tзар>0, где tзар - время ожидания заряда емкостных накопителей энергии после запуска первого двигателя) при внешнем последовательном электростартером запуске, по меньшей мере, двух двигателей внутреннего сгорания.
Техническим результатом данного изобретения является повышение оперативности при последовательном запуске двух и более двигателей внутреннего сгорания.
Технический результат достигается тем, что в автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания, содержащий последовательно соединенные приводной двигатель, генератор, первый датчик тока, первый емкостной накопитель энергии и блок коммутации, а также последовательно соединенные второй датчик тока и второй емкостной накопитель энергии, выход которого соединен со вторым входом блока коммутации, при этом вход второго датчика тока объединен со входом первого датчика тока, дополнительно введены последовательно соединенные первое устройство сравнения и устройство управления, а также второе устройство сравнения, выход которого соединен со вторым входом устройства управления, а первый вход соединен с потребителем, кроме того дополнительно введены узел развязки по питанию и пульт управления, выход которого соединен со вторым входом второго устройства сравнения, при этом устройство управления выходом соединено с третьим входом блока коммутации, а первое устройство сравнения первым и вторым входами соединено со вторыми выходами первого и второго датчиков тока, кроме того узел развязки по питанию первым и вторым входами, и выходом соединен с объединенным входом первого и второго датчиков тока, с выходом блока коммутации и с потребителем соответственно.
Сущность изобретения заключается в поддержании как минимум одного емкостного накопителя энергии в заряженном состоянии до номинального значения уровня напряжения (Uном) для последовательного запуска, по меньшей мере, второго двигателя потребителя. Это достигается за счет дополнительного ввода в автономный энергоагрегат устройства управления, первого и второго устройства сравнения, а также узла развязки по питанию и пульта управления. Первое устройство сравнения предназначено для определения наиболее заряженного емкостного накопителя энергии и выдаче информации о нем в виде информационного сигнала на устройство управления. Второе устройство сравнения предназначено для сравнения значений уровней текущего напряжения (Uтек) с минимально-допустимым напряжением (Uкр) и при достижении Uтек<Uкр, выдачи информационного сигнала на устройство управления. Если в устройство управления поступают сигналы с первого и второго устройств сравнения, то устройство управления выдает управляющий сигнал в блок коммутации на подключение к потребителю наиболее заряженного емкостного накопителя энергии. В это время второй емкостной накопитель энергии продолжает заряжается до номинального значения напряжения. При последовательном запуске следующего двигателя, в момент пиковых нагрузок второе устройство сравнения выдает информационный сигнал на устройство управления, которое на блок коммутации выдает управляющий сигнал о подключении к потребителю того емкостного накопителя энергии, который заряжен до номинального значения напряжения, а разряженный емкостной накопитель продолжает заряжаться до Uном. Узел развязки по питанию осуществляет интеграцию силовых линий от генератора к потребителю и от блока коммутации к потребителю в одну силовую линию.
На чертеже приведена функциональная схема изобретения, где: 1 - приводной двигатель, 2 - генератор, 3.1 и 3.2 - первый и второй датчики тока, 4.1 и 4.2 - первый и второй емкостные накопители энергии, 5 - блок коммутации, 6 - устройство управления, 7.1 и 7.2 - первое и второе устройства сравнения, 8 - узел развязки по питанию, 9 - пульт управления.
Приводной двигатель - 1 последовательно соединен с генератором - 2, первым датчиком тока - 3.1, первым емкостным накопителем энергии - 4.1 и блоком коммутации - 5. Кроме того, первый датчик тока - 3.1 вторым выходом последовательно соединен с первым устройством сравнения - 7.1, вторым датчиком тока - 3.2, вторым емкостным накопителем энергии - 4.2 и вторым входом блока коммутации - 5. При этом, входы первого и второго датчиков тока - 3.1 и - 3.2 объединены с первым входом узла развязки по питанию - 8. Устройство управления - 6 первым и вторым входами, и выходом соединено с выходами первого и второго устройств сравнения - 7.1 и - 7.2, и третьим входом блока коммутации - 5 соответственно. При этом, узел развязки по питанию - 8 выходом соединен с потребителем, а вторым входом с выходом блока коммутации - 5. Кроме того, второе устройство сравнения - 7.2 одним входом соединено с пультом управления - 9, а другим с потребителем.
Первый и второй датчики тока - 3.1 и - 3.2 предназначены для определения уровня заряда емкостных накопителей - 4.1 и - 4.2.
Датчики тока могут быть выполнен в виде датчиков Холла [https://sensorse.com/page16.html].
Блок коммутации - 5 предназначен для подключения к потребителю одного из двух емкостных накопителей энергии - 4.1 или - 4.2. Блок коммутации - 5 может быть выполнен в виде многоканального контактора [https://promelectrica.ru/catalog/cccp/kontaktor_tks233dod.html].
Устройство управления - 6 предназначено для выдачи сигналов управления на блок коммутации - 5 в зависимости от информационных сигналов, поступающих с первого и второго устройств сравнения - 7.1 и - 7.2.
Устройство управления - 6 может быть выполнено в виде микроконтроллера [https://ph0en1x.net/70-avr-microcontroller-applications-where-to-use.html].
Первое устройство сравнения - 7.1 предназначено для определения наиболее заряженного емкостного накопителя энергии - 4.1 или - 4.2 путем сравнения сигналов, поступающих от датчиков тока - 3.1 и - 3.2 и выдачи информационного сигнала на устройство управления - 6. Второе устройство сравнения - 7.2 предназначено для сравнения уровней сигналов поступающих от потребителя (Uтек) с допустимым уровнем (Uкр), который задается с пульта управления - 9 и при достижении Uтeк<Uкp выдачи информационного сигнала на устройство управления - 6.
Устройства сравнения - 7.1 и - 7.2 могут быть выполнены в виде компараторов [https://studopedia.su/15_11251_komparatori-napryazheniya.html].
Узел развязки по питанию - 8 предназначен для объединения силовых линий от генератора к потребителю и от блока коммутации к потребителю в одну силовую линию.
Узел развязки по питанию - 8 может быть выполнен в виде диодной развязки по питанию [http://azjio.narod.ru/elektrovoz/vl80c/razviaz-diod.htm]].
Пульта управления - 9 предназначен для ввода минимально-допустимого значения уровня напряжения (Uкр) на второй вход второго устройства сравнения - 7.2 и может быть выполнен в виде устройства ввода и вывода информации [RU 2524852 С2 МПК: G06F 3/00 от 10.08.2014 г.].
Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом. С пульта управления - 9 во второе устройство сравнения - 7.2 вводят минимально-допустимое значение уровня напряжения (Uкр), которое определено в ГОСТ Р54073-2017 п. 5.2.2.4. При запуске приводного двигателя - 1 генератор - 2 осуществляет подачу напряжения через узел развязки по питанию - 8 потребителю и через датчики тока - 3.1 и - 3.2 на два емкостных накопителя энергии - 4.1 и - 4.2, которые заряжаются до номинального напряжения (Uном) и не принимают участия в запуске двигателя внутреннего сгорания. При этом, с первого и второго датчиков тока - 3.1 и - 3.2 информационный сигнал об уровне заряда емкостных накопителей энергии - 4.1 и - 4.2 поступает на входы первого устройства сравнения - 7.1, которое определяет наиболее заряженный емкостной накопитель - 4.1 или - 4.2. и выдает информационный сигнал на устройство управления - 6. При запуске первого двигателя второе устройство сравнения - 7.2 сравнивает текущее напряжение (Uтек) с минимально допустимым напряжением (Uкр) и в момент пиковых нагрузок (при достижении Uтек<Uкр), подает сигнал на устройство управления - 6, которое выдает сигнал управления на блок коммутации - 5. Блок коммутации - 5 подключает наиболее заряженный емкостной накопитель энергии - 4.1 или - 4.2. к потребителю через узел развязки по питанию - 8. При последовательном запуске второго двигателя алгоритм работы повторяется, и устройство управления - 6 выдает сигнал на блок коммутации - 5 о подключении более заряженного накопителя энергии - 4.1 или - 4.2. к потребителю. При этом другой накопитель энергии продолжает заряжаться до номинального значения (Uном).

Claims (1)

  1. Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания, содержащий последовательно соединенные приводной двигатель, генератор, первый датчик тока, первый емкостной накопитель энергии и блок коммутации, а также последовательно соединенные второй датчик тока и второй емкостной накопитель энергии, выход которого соединен со вторым входом блока коммутации, при этом вход второго датчика тока объединен со входом первого датчика тока, отличающийся тем, что введены последовательно соединенные первое устройство сравнения и устройство управления, а также второе устройство сравнения, выход которого соединен со вторым входом устройства управления, а первый вход соединен с потребителем, кроме того дополнительно введены узел развязки по питанию и пульт управления, выход которого соединен со вторым входом второго устройства сравнения, при этом устройство управления выходом соединено с третьим входом блока коммутации, а первое устройство сравнения первым и вторым входами соединено со вторыми выходами первого и второго датчиков тока, кроме того узел развязки по питанию первым и вторым входами и выходом соединен с объединенным входом первого и второго датчиков тока, с выходом блока коммутации и с потребителем соответственно.
RU2020125979A 2020-07-29 2020-07-29 Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания RU2745851C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125979A RU2745851C1 (ru) 2020-07-29 2020-07-29 Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125979A RU2745851C1 (ru) 2020-07-29 2020-07-29 Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2745851C1 true RU2745851C1 (ru) 2021-04-02

Family

ID=75353326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020125979A RU2745851C1 (ru) 2020-07-29 2020-07-29 Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2745851C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0403051A1 (en) * 1989-06-14 1990-12-19 Isuzu Motors Limited Engine starter system
RU2119592C1 (ru) * 1997-09-09 1998-09-27 Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "ТехноКор" Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания
US20060186738A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Minoru Noguchi Method of supplying electric current, method of starting internal combustion engine, power supply apparatus, and vehicle
US20100319646A1 (en) * 2009-06-19 2010-12-23 Tai-Her Yang Combustion and emergency starting control system with auxiliary power

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0403051A1 (en) * 1989-06-14 1990-12-19 Isuzu Motors Limited Engine starter system
RU2119592C1 (ru) * 1997-09-09 1998-09-27 Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "ТехноКор" Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания
US20060186738A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Minoru Noguchi Method of supplying electric current, method of starting internal combustion engine, power supply apparatus, and vehicle
US20100319646A1 (en) * 2009-06-19 2010-12-23 Tai-Her Yang Combustion and emergency starting control system with auxiliary power

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10668825B2 (en) Engine start and battery support module
RU2745465C2 (ru) Гибридная силовая установка для многовинтового винтокрылого воздушного судна, содержащая улучшенное средство преобразования постоянный ток/переменный ток
US7030597B2 (en) Photovoltaic-type charger
KR101271251B1 (ko) 전기 차량용 이동식 급속 충전 장치
RU2688930C2 (ru) Устройство и способ управления зарядкой и разрядкой суперконденсаторов
US7772954B2 (en) Symmetrical auto transformer wye topologies
RU2007149319A (ru) Функционирование инверторов с перемодуляцией
RU2673033C2 (ru) Способ и система быстрой реактивации газотурбинного двигателя
US11496053B2 (en) Power conversion system with dc-bus pre-charge
RU2745851C1 (ru) Автономный энергоагрегат для запуска двигателей внутреннего сгорания
EP3482994B1 (en) Contactor control system and method for controlling a contactor
EP2801239A1 (en) Power factor controller based single-stage flyback driver and light-emitting system
KR101064086B1 (ko) 풍력 및 태양광 발전을 이용한 독립형 전원 공급 시스템 및 그 방법
CN108599591B (zh) 一种自均流模块化大容量高升压整流器
Qi et al. A flyback converter based partial power processing structure for BESS with voltage/current regulation and battery balancing functionalities
Evale et al. A novel design technique for electrical power system of ABT-18 unmanned aerial vehicle
RU219137U1 (ru) Емкостное устройство зажигания с последовательными свечами
WO2013050019A3 (de) Isolierendes minimalnetzteil
RU2579153C1 (ru) Электропривод постоянного тока
US11738881B2 (en) Auxiliary power unit systems
CN108270233B (zh) 多电源输入系统及其启动方法
US20200239148A1 (en) Fuel cells configured to deliver bi-polar high voltage dc power
KR102019242B1 (ko) 전압 증폭 모듈과 전압 증폭 장치 및 방법
SU616669A1 (ru) Устройство дл испытани систем, питающихс от аккумул торов
CN207459746U (zh) 一种光伏薄膜太阳能发电系统