RU2811064C1

RU2811064C1 - Method for controlling power plant with asynchronous starter generator

Info

Publication number: RU2811064C1
Application number: RU2023106800A
Authority: RU
Inventors: Павел Юрьевич Грачев; Иван Александрович Федулов; Екатерина Николаевна Григорьева
Filing date: 2023-03-22
Publication date: 2024-01-11

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: method for controlling power plants with asynchronous starter generators. According to the method for controlling a power plant that has two levels of output voltages, including an energy storage device, an asynchronous machine with an internal combustion engine (ICE) on the shaft, controlled by the first valve converter, the second valve converter for charging the energy storage device, and the third valve converter with a device for recharging the energy storage device, and a battery charging device, determine the degree of charge of the energy storage device and, if the charge is insufficient, recharge the energy storage device from the battery, start the internal combustion engine, performing a frequency start of an asynchronous machine with an internal combustion engine on the shaft from the energy storage device through the first valve converter. In this case, the second valve converter is bypassed during start-up. Then the asynchronous machine is switched to generator mode and the second valve converter and battery charger are turned on, while the internal combustion engine is starting, the third valve converter is turned off, and in the generator mode of the asynchronous machine, when the rotation speed of the said shaft changes, the ratio of the average voltage amplitude of the phases of the asynchronous machine to the frequency of this voltage is maintained close to the value corresponding to the nominal value of the magnetic flux of the asynchronous machine.

EFFECT: improved work reliability.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, а именно к автоматизированному управлению энергетическими установками с электрическими машинами. В частности - к способам управления энергетическими установками с асинхронными стартер-генераторами. Может быть использовано при проектировании таких энергетических установок, управлении ими и настройке систем управления.The invention relates to the field of electrical engineering, namely to the automated control of power plants with electrical machines. In particular, to methods of controlling power plants with asynchronous starter generators. Can be used in the design of such power plants, their management and setting up control systems.

Известен способ управления энергетической установкой- Патент на изобретение RU 2397089 C1, 20.08.2010. Сато Е., Оки Р., Такеути Д. (Устройство и способ управления подачей электрической мощности для гибридного транспортного средства) которая имеет два уровня выходных напряжений. Установка содержит первый источник питания (накопитель) высшего напряжения, электромашину с двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на валу, преобразователь напряжения, второй источник питания, управляющие устройства. При этом управляют запуском ДВС, посредством управления преобразователем напряжения асинхронной машиной (АМ) в режиме двигателя, а затем в генераторном режиме управляют возбуждением этой машины. Технический результат – повышение надежности запуска ДВС. Однако, регулирование заряда первого источник питания управлением возбуждения электромашины снижает КПД установки.There is a known method for controlling a power plant - Patent for invention RU 2397089 C1, 08/20/2010. Sato E., Oki R., Takeuchi D. (Device and method for controlling the supply of electric power for a hybrid vehicle) which has two levels of output voltages. The installation contains a first high-voltage power source (storage), an electric machine with an internal combustion engine (ICE) on the shaft, a voltage converter, a second power source, and control devices. In this case, the start of the internal combustion engine is controlled by controlling the voltage converter with an asynchronous machine (AM) in engine mode, and then in generator mode the excitation of this machine is controlled. The technical result is an increase in the reliability of starting the internal combustion engine. However, regulating the charge of the first power source by excitation control of the electric machine reduces the efficiency of the installation.

Известен способ управления энергетической установкой с асинхронным стартер-генератором, имеющей два выхода разных уровней напряжения(RU 2282301),.включающей асинхронную машину с короткозамкнутым ротором и валом, соединенным с валом ДВС, импульсный конденсатора энергоемкий в качестве накопителя энергии и аккумуляторную батарею, соединенную с выходом низшего напряжения установки. Установка включает также для управления три вентильных преобразователя, причем первый – соединен выводами переменного тока с фазами обмотки статора АМ, а его шины постоянного тока соединены с выходом высшего напряжения установки через стабилизатор, а с шинами накопителя энергии – через второй вентильный преобразователь, с возможностью его шунтирования.There is a known method for controlling a power plant with an asynchronous starter-generator, which has two outputs of different voltage levels (RU 2282301), including an asynchronous machine with a squirrel-cage rotor and a shaft connected to the shaft of the internal combustion engine, an energy-intensive pulse capacitor as an energy storage device, and a rechargeable battery connected to low voltage output of the installation. The installation also includes three valve converters for control, the first being connected by AC outputs to the phases of the stator winding AM, and its DC buses connected to the output of the higher voltage of the installation through a stabilizer, and to the energy storage buses through the second valve converter, with the possibility of bypass surgery

Шины постоянного тока первого вентильного преобразователя соединены с шинами аккумуляторной батареи посредством третьего вентильного преобразователя, при этом третий вентильный преобразователь включает устройство регулирования тока заряда накопителя и устройство регулирования тока заряда аккумуляторной батареи, The DC buses of the first valve converter are connected to the battery buses through a third valve converter, while the third valve converter includes a device for regulating the charge current of the storage device and a device for regulating the charge current of the battery,

Известный способ управления этой установкой состоит в следующем: перед началом запуска ДВС определяют степень заряженности накопителя энергии и, при недостаточном заряде, проводят подзарядку накопителя энергии от аккумуляторной батареи устройством регулирования тока заряда накопителя. Производят запуск ДВС, осуществляя частотный пуск асинхронной машины от накопителя энергии с номинальным напряжением через первый вентильный преобразователь, а второй вентильный преобразователь, на время запуска шунтируют так, что шины постоянного тока первого вентильного преобразователя соединяют непосредственно с шинами накопителя энергии, при этом работает устройство регулирования тока заряда аккумуляторной батареи. A known method of controlling this installation is as follows: before starting the internal combustion engine, the degree of charge of the energy storage device is determined and, if the charge is insufficient, the energy storage device is recharged from the battery using a device for regulating the charge current of the storage device. The internal combustion engine is started by performing a frequency start of the asynchronous machine from an energy storage device with a rated voltage through the first valve converter, and the second valve converter is bypassed during startup so that the DC buses of the first valve converter are connected directly to the energy storage buses, while the control device operates battery charging current.

После разгона АМ с ДВС на валу до рабочей скорости включают в работу ДВС, причем увеличивают его вращающий момент так, что частота вращения вала возрастает до значений больших частоты вращения магнитного поля асинхронной машины и, таким образом, переводят асинхронную машину в режим генератора.After accelerating the AM with an internal combustion engine on the shaft to operating speed, the internal combustion engine is put into operation, and its torque is increased so that the shaft rotation frequency increases to values greater than the rotational speed of the magnetic field of the asynchronous machine and, thus, the asynchronous machine is switched to generator mode.

При дальнейшем увеличении частоты вращения вала вводят в работу второй вентильный преобразователь (прекращают его шунтирование) и управляют с помощью этого преобразователя током заряда накопителя энергии, причем ограничивают ток его заряда на заданном уровне. Также управляют током заряда аккумуляторной батареи и ограничивают этот ток заряда на заданном уровне, а напряжение на выходе высшего напряжения стабилизируют с помощью стабилизатора. При этом, при увеличении частоты вращения вала до частот вращения значительно выше номинальной, управляют частотой первого вентильного преобразователя так, чтобы амплитуда напряжений фаз статора асинхронной машины увеличивалась при увеличении частоты вращения вала.With a further increase in the shaft rotation speed, the second valve converter is put into operation (its shunting is stopped) and the charge current of the energy storage device is controlled using this converter, and its charge current is limited to a given level. They also control the charging current of the battery and limit this charging current to a given level, and the voltage at the higher voltage output is stabilized using a stabilizer. In this case, when the shaft rotation speed increases to rotation speeds significantly higher than the nominal one, the frequency of the first valve converter is controlled so that the voltage amplitude of the stator phases of the asynchronous machine increases with increasing shaft rotation speed.

Достоинства способа - возможность управления зарядом накопителя и аккумуляторной батареи в генераторном режиме. The advantages of the method are the ability to control the charge of the storage device and battery in generator mode.

Недостатки - снижается надежность, т.к. при запуске ДВС происходит заряд аккумуляторной батареи от накопителя, уменьшая энергию, требуемую для надежного запуска ДВС.Disadvantages - reliability decreases, because When starting the internal combustion engine, the battery is charged from the storage device, reducing the energy required to reliably start the internal combustion engine.

Также не высокий КПД, т.к. увеличение амплитуды напряжений асинхронной машины с увеличением частоты вращения вала только при частотах вращения значительно выше номинальной приводит к увеличению скольжения и потерь в роторе машины при меньших частотах вращения вала.Also not high efficiency, because An increase in the voltage amplitude of an asynchronous machine with an increase in shaft rotation speed only at rotation speeds significantly higher than the nominal one leads to an increase in slip and losses in the machine rotor at lower shaft rotation speeds.

Технический результат - увеличение надежности энергетической установки, а также повышение ее КПД при работе асинхронной машины генератором.The technical result is an increase in the reliability of the power plant, as well as an increase in its efficiency when an asynchronous machine operates as a generator.

Технический результат достигается тем, что в способе управления энергетической установкой, включающей асинхронную машину с короткозамкнутым ротором на валу двигателя внутреннего сгорания, два выхода с разными уровнями напряжений, накопитель энергии и аккумуляторную батарею, соединенную с выходом низшего напряжения установки, а также три вентильных преобразователя для управления энергетической установкой, причем первый преобразователь снабжен выводами переменного тока соединенными с фазами обмотки статора асинхронной машины, а его шины постоянного тока соединены с выходом высшего напряжения установки через стабилизатор, а с шинами накопителя энергии через второй вентильный преобразователь, с возможностью его шунтирования, причем эти шины постоянного тока соединены с шинами аккумуляторной батареи посредством третьего вентильного преобразователя, при этом третий вентильный преобразователь включает устройство управления током заряда накопителя энергии и устройство управления током заряда аккумуляторной батареи, в соответствии с которым, перед началом запуска двигателя внутреннего сгорания определяют степень заряженности накопителя энергии и, при недостаточном его заряде, проводят подзарядку накопителя энергии от аккумуляторной батареи через устройство регулирования тока заряда накопителя, после окончания подзарядки производят запуск двигателя внутреннего сгорания путем частотного пуска асинхронной машины от накопителя энергии через первый вентильный преобразователь, а второй вентильный преобразователь на время запуска двигателя внутреннего сгорания шунтируют, при этом после разгона вала до рабочей скорости включают в работу двигатель внутреннего сгорания, причем увеличивают его вращающий момент так, что частота вращения вала возрастает до значений больших частоты вращения магнитного поля асинхронной машины и, таким образом, переводят асинхронную машину в режим генератора, при дальнейшем увеличении частоты вращения вала вводят в работу второй вентильный преобразователь и посредством него производят заряд накопителя энергии, причем ограничивают этот ток заряда на заданном уровне, а напряжение на выходе высшего напряжения энергетической установки стабилизируют с помощью упомянутого стабилизатора, при этом, управляют устройством регулирования тока заряда аккумуляторной батареи, причем ограничивают этот ток заряда на заданном уровне, на время запуска двигателя внутреннего сгорания выключают третий вентильный преобразователь, а в генераторном режиме асинхронной машины при изменении частоты вращения упомянутого вала отношение усредненной амплитуды напряжений фаз асинхронной машины к частоте этого напряжения поддерживают близким к величине, соответствующей номинальному значению магнитного потока асинхронной машины.The technical result is achieved by the fact that in the method of controlling a power plant, including an asynchronous machine with a squirrel-cage rotor on the shaft of an internal combustion engine, two outputs with different voltage levels, an energy storage device and a battery connected to the low voltage output of the installation, as well as three valve converters for power plant control, wherein the first converter is equipped with AC outputs connected to the phases of the stator winding of the asynchronous machine, and its DC buses are connected to the output of the higher voltage of the installation through a stabilizer, and to the energy storage buses through the second valve converter, with the possibility of its shunting, and these The DC buses are connected to the battery buses through a third valve converter, wherein the third valve converter includes a device for controlling the charge current of the energy storage device and a device for controlling the current of the battery charge, according to which, before starting the internal combustion engine, the degree of charge of the energy storage device is determined and , if its charge is insufficient, the energy storage device is recharged from the battery through a device for regulating the charge current of the storage device; after recharging is completed, the internal combustion engine is started by frequency starting the asynchronous machine from the energy storage device through the first valve converter, and the second valve converter while the internal combustion engine is starting combustion is shunted, and after accelerating the shaft to operating speed, the internal combustion engine is turned on, and its torque is increased so that the shaft rotation speed increases to values greater than the rotation speed of the magnetic field of the asynchronous machine and, thus, the asynchronous machine is switched to generator mode , with a further increase in the shaft rotation speed, the second valve converter is put into operation and through it the energy storage device is charged, and this charging current is limited to a given level, and the voltage at the output of the higher voltage of the power plant is stabilized using the mentioned stabilizer, while the control device is controlled charging current of the battery, and this charging current is limited to a given level, while the internal combustion engine is starting, the third valve converter is turned off, and in the generator mode of the asynchronous machine, when the rotation speed of the said shaft changes, the ratio of the average voltage amplitude of the phases of the asynchronous machine to the frequency of this voltage is kept close to the value corresponding to the nominal value of the magnetic flux of the asynchronous machine.

Пример конкретной реализации предложенного способа согласно изобретению иллюстрирует способ управления энергетической установкой с асинхронным стартер-генератором, изображенной на чертеже, - для автомобилей.An example of a specific implementation of the proposed method according to the invention illustrates a method for controlling a power plant with an asynchronous starter-generator, shown in the drawing, for cars.

На чертеже обозначены узлы энергетической установки и устройства управления и регулирования.The drawing shows the components of the power plant and control and regulation devices.

На валу асинхронной машины 1 с короткозамкнутым ротором расположен двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 2. Фазы статора асинхронной машины 1 (работает в стартерном и генераторном режиме - асинхронный стартер-генератор) соединены с выводами переменного тока А, В, С первого вентильного преобразователя (ВП1) 3, выполненного, например, по схеме трехфазного мостового автономного инвертора напряжения с конденсатором фильтра (Сф1) 4, выводы постоянного тока 5, 6 которого соединены с однополярными выводами накопителя электроэнергии 7, выполненного, например, в виде импульсного конденсатора энергоемкого (ИКЭ), через второй вентильный преобразователь (ВП2) 8 постоянного напряжения в постоянное (Зиновьев Г.С. Силовая электроника, 2015. С. 331-355). On the shaft of asynchronous machine 1 with a squirrel-cage rotor there is an internal combustion engine (ICE) 2. The stator phases of asynchronous machine 1 (operating in starter and generator mode - asynchronous starter-generator) are connected to the AC terminals A, B, C of the first valve converter (VP1 ) 3, made, for example, according to the circuit of a three-phase bridge autonomous voltage inverter with a filter capacitor (Сф1) 4, the DC terminals 5, 6 of which are connected to the unipolar terminals of the electricity storage device 7, made, for example, in the form of an energy-intensive pulse capacitor (IEC), through the second valve converter (VP2) 8 DC voltage to DC (Zinoviev G.S. Power Electronics, 2015. P. 331-355).

Второй вентильный преобразователь 8 шунтирован нормально замкнутым контактом 9, порогового элемента (ПЭ) 10,управляющий вход которого подключен к выводам постоянного тока 5, 6. Выход блока автоматического управления (БАУ) 11, для регулирования частоты и амплитуда напряжений фазы статора асинхронной машины 1, соединен с управляющим входом 12 первого вентильного преобразователя 3. На выводы А, В, С подключен вход датчика напряжения 13 (ДН), выход которого соединен со входом блока автоматического управления 11. Блок автоматического управления 11 выполнен, например, как описано в книге Зиновьев Г.С. Силовая электроника, 2015. С. 526-529.The second valve converter 8 is shunted by a normally closed contact 9, a threshold element (PE) 10, the control input of which is connected to the DC terminals 5, 6. The output of the automatic control unit (ACU) 11, for regulating the frequency and voltage amplitude of the stator phase of the asynchronous machine 1, connected to the control input 12 of the first valve converter 3. The input of the voltage sensor 13 (DN) is connected to terminals A, B, C, the output of which is connected to the input of the automatic control unit 11. The automatic control unit 11 is made, for example, as described in the book by Zinoviev G .WITH. Power Electronics, 2015, pp. 526-529.

Устройство регулирования тока заряда накопителя 7 включает: датчик тока 14, элемент сравнения 15, узел задания токазаряда16 (ЗТ1) и систему управления зарядом 17 (СУ1), выход которой соединен со входом второго вентильного преобразователя 8 (ВП2). Система управления током заряда 17 включает регулятор тока и формирователь импульсов управления - Зиновьев Г.С. Силовая электроника, 2015. С. С. 331-355.The device for regulating the charge current of the storage device 7 includes: a current sensor 14, a comparison element 15, a charge current setting unit 16 (ZT1) and a charge control system 17 (SU1), the output of which is connected to the input of the second valve converter 8 (VP2). The charge current control system 17 includes a current regulator and a control pulse shaper - Zinoviev G.S. Power Electronics, 2015. pp. 331-355.

Между выводами постоянного тока 5, 6 первого вентильного преобразователя 3 и потребителями 18 (П1) высшего напряжения расположен стабилизатор 19 (СТ) так, что его выход является выходом высшего напряжения описываемой энергетической установки.Between the DC terminals 5, 6 of the first valve converter 3 and the higher voltage consumers 18 (P1) there is a stabilizer 19 (ST) so that its output is the higher voltage output of the described power plant.

Выводы постоянного тока 5, 6 преобразователя 3 соединены с однополярными выводами третьего вентильного преобразователя 20 (ВП3) с транзисторами 21, 23 (VT1 и VT2), диодами 22 и 24 (VD1 и VD2), индуктивной катушкой 25 (L).Емкостной фильтр 26 (Сф2) подключен к шинам 27, 28, вентильного преобразователя 20, которые соединены с аккумуляторной батареей 29 (G) через датчик тока 30.Кшинам 27, 28 подключены потребители низшего напряжения 31 (П2). DC terminals 5, 6 of converter 3 are connected to the unipolar terminals of the third valve converter 20 (VP3) with transistors 21, 23 (VT1 and VT2), diodes 22 and 24 (VD1 and VD2), inductive coil 25 (L). Capacitive filter 26 (Сф2) is connected to buses 27, 28 of valve converter 20, which are connected to battery 29 (G) through current sensor 30. Buses 27, 28 are connected to low voltage consumers 31 (P2).

Устройство регулирования тока заряда аккумуляторной батареи 29 включает транзистор 21, диод 22, индуктивную катушку 25 (например, в виде сглаживающего дросселя), преобразователя 20 и емкостной фильтр (Сф2) 26, а также датчик тока 30, элемент сравнения 32, устройство задания тока 33 (ЗТ3) заряда аккумуляторной батареи 29 и систему управления 34 (СУ3) током заряда, которые выполнены как в устройстве регулирования тока заряда накопителя 7.The battery charge current control device 29 includes a transistor 21, a diode 22, an inductive coil 25 (for example, in the form of a smoothing choke), a converter 20 and a capacitive filter (Cf2) 26, as well as a current sensor 30, a comparison element 32, a current setting device 33 (ZT3) battery charge 29 and a charge current control system 34 (SU3), which are designed as in the storage charge current control device 7.

Устройство регулирования тока подзарядки накопителя 7 от аккумуляторной батареи 29 включает транзистор 23, диод 24, индуктивную катушку 25, преобразователя 20 и емкостной фильтр (Сф2) 26, а также датчик тока 14, элемент сравнения 35, устройство задания тока подзарядки 36 (ЗТ3) и систему управления 37 (СУ3) током подзарядки, которые выполнены как в устройстве регулирования тока заряда накопителя 7.The device for regulating the charging current of the storage device 7 from the battery 29 includes a transistor 23, a diode 24, an inductive coil 25, a converter 20 and a capacitive filter (Cf2) 26, as well as a current sensor 14, a comparison element 35, a device for setting the charging current 36 (ZT3) and control system 37 (SU3) for the recharging current, which are designed as in the device for regulating the charge current of the storage device 7.

Второй вентильный преобразователь 8 может быть выполнен аналогично силовой части устройства регулирования тока заряда аккумуляторной батареи 29: с транзистором VT1, диодом VD1 и индуктивной катушкой L.The second valve converter 8 can be made similarly to the power part of the device for regulating the charging current of the battery 29: with a transistor VT1, a diode VD1 and an inductive coil L.

Предложенный способ управления для этой энергетической установки реализуется следующим образом.The proposed control method for this power plant is implemented as follows.

Перед началом запуска ДВС 2 определяют степень заряженности накопителя энергии 7 и, при недостаточном его заряде, проводят подзарядку накопителя энергии 7 от аккумуляторной батареи 29 посредством регулирования тока подзарядки накопителя 7 (предпускового заряда накопителя) транзистором 23, причем ограничивают ток его заряда на заданном уровне, определяемым, устройство задания 36. При этом вентильный преобразователь 20 работает в режиме повышающего широтно-импульсного преобразователя напряжения. См. Зиновьев Г.С. Силовая электроника, 2015. С. 332-334.Before starting the internal combustion engine 2, the degree of charge of the energy storage device 7 is determined and, if its charge is insufficient, the energy storage device 7 is recharged from the battery 29 by regulating the recharging current of the storage device 7 (pre-start charge of the storage device) by transistor 23, and its charging current is limited to a given level, defined, the task device 36. In this case, the valve converter 20 operates in the mode of a step-up pulse-width voltage converter. See Zinoviev G.S. Power Electronics, 2015, pp. 332-334.

После окончания подзарядки накопителя 7 производят запуск ДВС 2, осуществляя частотный пуск асинхронной машины 1 от накопителя энергии 7 путем увеличения частоты переменного напряжения первого вентильного преобразователя 3, а второй вентильный преобразователь 8 на время запуска ДВС 2 шунтируют нормально замкнутым контактом 9.Напряжение входа управляемого порогового элемента (ПЭ) 10 (например, в виде реле) не достаточно для его срабатывания.After the recharging of the storage device 7 is completed, the internal combustion engine 2 is started, carrying out a frequency start of the asynchronous machine 1 from the energy storage device 7 by increasing the frequency of the alternating voltage of the first valve converter 3, and the second valve converter 8 is shunted with a normally closed contact 9 during the start of the internal combustion engine 2. The input voltage of the controlled threshold element (PE) 10 (for example, in the form of a relay) is not enough to trigger it.

После разгона вала до рабочей скорости включают в работу ДВС 2, причем увеличивают его вращающий момент так, что частота вращения вала возрастает до значений больших частоты вращения магнитного поля асинхронной машины 1 и, таким образом, переводят асинхронную машину 1 в режим генератора, After accelerating the shaft to operating speed, the internal combustion engine 2 is put into operation, and its torque is increased so that the shaft rotation speed increases to values greater than the rotation speed of the magnetic field of the asynchronous machine 1 and, thus, the asynchronous machine 1 is switched to generator mode,

При дальнейшем увеличении частоты вращения вала и увеличении напряжения на выводах постоянного тока 5, 6, срабатывает пороговый элемент 10, нормально замкнутый контакт 9 размыкается и, таким образом, вводят в работу второй вентильный преобразователь 8. Напряжение на потребителях 18 высшего напряжения стабилизируют с помощью стабилизатора 19.With a further increase in the shaft rotation speed and an increase in the voltage at the DC terminals 5, 6, the threshold element 10 is triggered, the normally closed contact 9 opens and, thus, the second valve converter 8 is put into operation. The voltage at the higher voltage consumers 18 is stabilized using a stabilizer 19.

Производят вторым вентильным преобразователем 8 заряд накопителя 7, причем управляют преобразователем 8 так, что ограничивают ток заряда накопителя 7 на уровне, определяемым устройством задания тока 16.The second valve converter 8 charges the storage device 7, and the converter 8 is controlled in such a way that the charging current of the storage device 7 is limited to the level determined by the current setting device 16.

При этом также включают в работу устройство регулирования тока заряда аккумуляторной батареи на транзисторе 21, причем ограничивают ток ее заряда на заданном уровне, определяемым устройством задания тока 33.At the same time, the device for regulating the charging current of the battery on the transistor 21 is also switched on, and the charging current is limited to a given level determined by the current setting device 33.

Причем, с целью повышения надежности, на время запуска ДВС выключают третий вентильный преобразователь 20, путем подачи запирающего напряжения на базы транзисторов 21 и 23.Moreover, in order to increase reliability, at the time of starting the internal combustion engine, the third valve converter 20 is turned off by applying a blocking voltage to the bases of transistors 21 and 23.

С целью увеличения КПД установки, при переходе асинхронной машины 1 в генераторный режим регулируют частоту и напряжения фаз ее статора таким образом, что при изменении частоты вращения вала ДВС 2 отношение усредненной амплитуды напряжений фаз А, В, С асинхронной машины 1, определяемой датчиком напряжения 13, к частоте этого напряжения, задаваемой блоком автоматического управления 11, поддерживают близким к величине, соответствующей номинальному значению магнитного потока асинхронной машины 1.In order to increase the efficiency of the installation, when the asynchronous machine 1 switches to the generator mode, the frequency and voltage of its stator phases are adjusted in such a way that when the rotation speed of the internal combustion engine 2 shaft changes, the ratio of the average voltage amplitude of phases A, B, C of the asynchronous machine 1, determined by the voltage sensor 13 , to the frequency of this voltage, set by the automatic control unit 11, is maintained close to the value corresponding to the nominal value of the magnetic flux of the asynchronous machine 1.

Таким образом, повышается надежность установки, т.к. при запуске ДВС не тратится энергия на заряд аккумуляторной батареи от накопителя энергии. Thus, the reliability of the installation increases, because When starting the internal combustion engine, no energy is wasted to charge the battery from the energy storage device.

Также увеличивается КПД установки в генераторном режиме, т.к. генераторном режиме асинхронной машины при изменении частоты вращения ее вала отношение усредненной амплитуды напряжений фаз асинхронной машины к частоте этого напряжения поддерживают близким к величине, соответствующей номинальному значению магнитного потока асинхронной машины, при всех частотах вращения вала.The efficiency of the installation in generator mode also increases, because In the generator mode of an asynchronous machine, when the rotation speed of its shaft changes, the ratio of the average voltage amplitude of the phases of the asynchronous machine to the frequency of this voltage is maintained close to the value corresponding to the nominal value of the magnetic flux of the asynchronous machine at all shaft rotation frequencies.

Claims

A method for controlling a power plant, including an asynchronous machine with a squirrel-cage rotor on the shaft of an internal combustion engine, two outputs with different voltage levels, an energy storage device and a battery connected to the low voltage output of the plant, as well as three valve converters for controlling the power plant, the first valve converter The converter is equipped with AC outputs connected to the stator winding phases of the asynchronous machine, and its DC buses are connected to the output of the higher voltage of the installation through a stabilizer, and to the energy storage buses through a second valve converter with the possibility of shunting it, and these DC buses are connected to the battery buses through a third valve converter, wherein the third valve converter includes a device for controlling the charging current of the energy storage device and a device for controlling the charging current of the storage battery, according to which, before starting the internal combustion engine, the degree of charge of the energy storage device is determined and, if it is insufficiently charged, recharging is carried out energy storage device from the battery through a device for regulating the charge current of the storage device, after recharging is completed, the internal combustion engine is started by frequency starting the asynchronous machine from the energy storage device through the first valve converter, and the second valve converter is bypassed for the duration of starting the internal combustion engine, and after acceleration of the shaft The internal combustion engine is switched on to operating speed, and its torque is increased so that the shaft rotation speed increases to values greater than the rotation speed of the magnetic field of the asynchronous machine, and, thus, the asynchronous machine is switched to generator mode, with a further increase in the rotation speed shaft, a second valve converter is put into operation and through it the energy storage device is charged, and this charging current is limited to a given level, and the voltage at the output of the higher voltage of the power plant is stabilized using the mentioned stabilizer, while the device for regulating the battery charge current is controlled, and it is limited this charging current is at a given level, characterized in that the third valve converter is turned off while the internal combustion engine is starting, and in the generator mode of the asynchronous machine, when the rotation speed of the said shaft changes, the ratio of the average voltage amplitude of the phases of the asynchronous machine to the frequency of this voltage is maintained close to the value, corresponding to the nominal value of the magnetic flux of the asynchronous machine.