RU75794U1 - AUTONOMOUS POWER PLANT - Google Patents
AUTONOMOUS POWER PLANT Download PDFInfo
- Publication number
- RU75794U1 RU75794U1 RU2008113806/22U RU2008113806U RU75794U1 RU 75794 U1 RU75794 U1 RU 75794U1 RU 2008113806/22 U RU2008113806/22 U RU 2008113806/22U RU 2008113806 U RU2008113806 U RU 2008113806U RU 75794 U1 RU75794 U1 RU 75794U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- power
- engine
- speed
- primary engine
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к автономным электростанциям, вырабатывающим электроэнергию стабильной частоты и стабильного напряжения при переменной скорости вращения первичного двигателя, например, двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Задача, решаемая полезной моделью - снизить расход топлива. Автономная электростанция содержит первичный двигатель 1, снабженный регулятором 2 скорости вращения, синхронный генератор 3, приводимый во вращение двигателем 1, преобразователь 4 частоты, установленный на выходе генератора 3, коммутатор 5, шунтирующий преобразователь 4, датчик 6 скорости вращения двигателя 1, датчик 7 выходной активной мощности Р и микропроцессорную систему 8 управления, к соответствующим входам которой подключены выходы датчиков 6 и 7. Система 8, выполнена с возможностью формирования на ее выходе 9, подключенном к управляющему входу коммутатора 5, и ее выходе 10, подключенном к входу регулятора 2, управляющих сигналов в функции мощности Р, при этом в диапазоне Р<kРн формируются на выходе 9 системы 8 отключающий сигнал, на ее выходе 10 - сигнал, соответствующий оптимальной по минимуму расхода топлива зависимости скорости вращения двигателя 1 от его мощности, а в диапазоне Р>kPн формируются на выходе 9 системы 8 - включающий сигнал, на ее выходе 10 - сигнал, соответствующий номинальной скорости вращения двигателя 1, где Рн - номинальная мощность первичного двигателя, k - меньше или равно 1. Система 8 может быть снабжена входом 13, предназначенным для ввода данных о типе двигателя 1, и выполнена с возможностью выбирать по введенным данным величину k. Датчик 6 может быть выполнен в виде частотомера, подключенного к выходу синхронного генератора 3. 2 з.п.ф., 1 ил.The utility model relates to autonomous power plants that produce electricity of a stable frequency and stable voltage at a variable speed of rotation of a primary engine, for example, an internal combustion engine (ICE). The task solved by the utility model is to reduce fuel consumption. Autonomous power station contains a primary engine 1 equipped with a speed controller 2, a synchronous generator 3, driven by a motor 1, a frequency converter 4 mounted at the output of the generator 3, switch 5, a shunt converter 4, a sensor 6 of the engine speed 1, an output sensor 7 active power P and a microprocessor control system 8, to the corresponding inputs of which the outputs of the sensors 6 and 7 are connected. The system 8 is configured to form an output 9 connected to the control mu input of the switch 5, and its output 10, connected to the input of the controller 2, control signals as a function of power P, while in the range P <kP n a disconnecting signal is generated at the output 9 of system 8, at its output 10 a signal corresponding to the optimal to the minimum fuel consumption, the dependences of the rotation speed of engine 1 on its power, and in the range P> kP n , an output signal 8 is formed at system 9, an inclusion signal, at its output 10, a signal corresponding to the rated speed of engine 1, where R n is the rated power of the primary engine, k - men than or equal to 1. The system 8 may be provided with an inlet 13 for entering data on the type of the engine 1, and adapted to select by entering the data value k. The sensor 6 can be made in the form of a frequency meter connected to the output of the synchronous generator 3. 2 zpf, 1 il.
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к электроэнергетике и, в частности, к автономным электростанциям, вырабатывающим электроэнергию стабильной частоты и стабильного напряжения при переменной скорости вращения первичного двигателя, например, двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Полезная модель может найти применение, например, для автономного или резервного питания потребителей электроэнергии в тех районах, где централизованное электропитание отсутствует или недостаточно надежно.The utility model relates to the electric power industry and, in particular, to autonomous power plants generating electricity of a stable frequency and stable voltage at a variable speed of rotation of a primary engine, for example, an internal combustion engine (ICE). The utility model can be used, for example, for stand-alone or backup power consumers in areas where centralized power supply is absent or insufficiently reliable.
Уровень техникиState of the art
Известна устройство, вырабатывающее электроэнергию стабильной частоты и стабильного напряжения, содержащее первичный двигатель, снабженный регулятором скорости вращения, синхронный генератор, преобразователь частоты, установленный на выходе синхронного генератора, датчик выходной активной мощности, датчик скорости вращения первичного двигателя и микропроцессорную систему управления, к соответствующим входам которой подключены выходы указанных датчиков, снабженную выходом, подключенным к входу регулятора скорости вращения первичного двигателя [1].A known device that generates electricity of a stable frequency and a stable voltage, comprising a primary engine equipped with a speed controller, a synchronous generator, a frequency converter installed at the output of the synchronous generator, an output active power sensor, a speed sensor for rotation of the primary engine and a microprocessor control system, to the corresponding inputs which connected the outputs of these sensors, equipped with an output connected to the input of the speed controller first Nogo engine [1].
Недостаток устройства [1] - повышенный расход топлива из-за потерь в преобразователе частоты при нагрузке, близкой к номинальной.The disadvantage of the device [1] is the increased fuel consumption due to losses in the frequency converter at a load close to the nominal.
Известна автономная электростанция, содержащая двигатель внутреннего сгорания, установленный на его валу синхронный генератор, преобразователь частоты на выходе синхронного генератора и управляемый коммутатор, включенный между выходами синхронного генератора и преобразователя частоты [2]. Недостаток устройства [2] - повышенный расход топлива, связанный с отсутствием средств оптимального выбора скорости вращения первичного двигателя при пониженной нагрузке.Known autonomous power plant containing an internal combustion engine, a synchronous generator mounted on its shaft, a frequency converter at the output of the synchronous generator and a controlled switch connected between the outputs of the synchronous generator and the frequency converter [2]. The disadvantage of the device [2] is the increased fuel consumption associated with the lack of means for optimal selection of the rotation speed of the primary engine with reduced load.
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Задача полезной модели - снизить расход топлива при меняющейся в широких пределах нагрузке электростанции.The objective of the utility model is to reduce fuel consumption with the power plant load varying over a wide range.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, состоит в экономии топлива при меняющейся в широких пределах нагрузке, как за счет оптимизации скорости вращения первичного двигателя, так и за счет исключения потерь в преобразователе.The technical result achieved by using the utility model consists in saving fuel at a load varying over a wide range, both by optimizing the rotation speed of the primary engine and by eliminating losses in the converter.
Предметом полезной модели является автономная электростанция, содержащая первичный двигатель, снабженный регулятором скорости вращения, синхронный генератор, приводимый во вращение первичным двигателем, преобразователь частоты, установленный на выходе синхронного генератора, коммутатор, шунтирующий преобразователь частоты, датчик скорости вращения первичного двигателя, датчик выходной активной мощности Р и микропроцессорную систему управления, к соответствующим входам которой подключены выходы указанных датчиков, выполненную с возможностью формирования на первом ее выходе, подключенном к управляющему входу коммутатора, и втором ее выходе, подключенном к входу регулятора скорости вращения первичного двигателя, управляющих сигналов в функции мощности Р, при этом в диапазоне Р<kРн формируются на первом выходе микропроцессорной системы управления отключающий сигнал, на втором ее выходе сигнал, соответствующий оптимальной по минимуму расхода топлива зависимости скорости вращения первичного двигателя от его мощности, а в диапазоне Р>kРн формируются на первом выходе микропроцессорной системы управления - включающий сигнал, на втором ее выходе - сигнал, соответствующий номинальной скорости вращения первичного двигателя, где Рн - номинальная мощность первичного двигателя, k - меньше или равно 1.The subject of a utility model is an autonomous power plant containing a prime mover equipped with a speed controller, a synchronous generator driven by a prime mover, a frequency converter mounted at the output of a synchronous generator, a switch, a shunt frequency converter, a speed sensor of the prime mover, an output active power sensor P and microprocessor control system, to the corresponding inputs of which the outputs of these sensors are connected, made with POSSIBILITY formation on its first output connected to the control input of the switch and its second output connected to the input of the speed controller of the prime mover, control signals output function F, while in the range R <Kp n are formed on the first output of the microprocessor control system disables a signal, at its second output, a signal corresponding to the minimum fuel consumption optimum for the dependence of the rotation speed of the primary engine on its power, and in the range P> kP n they are formed at the first output de microprocessor control system - including a signal, at its second output - a signal corresponding to the nominal speed of rotation of the primary engine, where P n is the rated power of the primary engine, k is less than or equal to 1.
Эта совокупность признаков позволяет решить поставленную задачу и получить указанный выше технический результат.This set of features allows you to solve the problem and get the above technical result.
Развития полезной модели для частных случаях ее реализации предусматривают, что:The development of a utility model for particular cases of its implementation provides that:
- микропроцессорная система управления может быть снабжена входом, предназначенным для ввода данных о типе первичного двигателя, и выполнена с возможностью выбирать по введенным данным величину k.- the microprocessor control system may be provided with an input for inputting data on the type of the primary engine, and is configured to select the value k from the input data.
- датчик скорости вращения первичного двигателя может быть выполнен в виде частотомера, подключенного к выходу синхронного генератора.- the primary engine speed sensor can be made in the form of a frequency meter connected to the output of the synchronous generator.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 представлена блок-схема автономной электростанции по полезной модели с учетом ее развития.Figure 1 presents a block diagram of an autonomous power plant according to a utility model, taking into account its development.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
Блок-схема на фиг.1 содержит:The block diagram of figure 1 contains:
1 - первичный двигатель, например дизельный ДВС;1 - a primary engine, for example, a diesel engine;
2 - регулятор скорости вращения первичного двигателя 1;2 - speed controller of the primary engine 1;
3 - синхронный генератор, приводимый во вращение первичным двигателем;3 - synchronous generator driven by a prime mover;
4 - преобразователь частоты, установленный на выходе генератора 3;4 - frequency converter installed at the output of the generator 3;
5 - коммутатор, шунтирующий преобразователь 4;5 - switch, shunt converter 4;
6 - датчик скорости вращения двигателя 1, выполненный в виде датчика частоты генератора 3;6 - sensor speed of rotation of the engine 1, made in the form of a frequency sensor of the generator 3;
7 - датчик выходной активной мощности Р, подключенный к выходу электростанции (в качестве датчика 7 также может использоваться датчик активной мощности, подключенный к выходу генератора 3);7 - sensor output active power P connected to the output of the power plant (as sensor 7 can also be used an active power sensor connected to the output of generator 3);
8 - микропроцессорная система управления;8 - microprocessor control system;
Выходы датчиков 6 и 7 подключены к соответствующим входам системы 8, а ее первый и второй выходы 9 и 10 - к управляющему входу коммутатора 5 и к входу регулятора 2 соответственно. Выходы 11 и 12 системы 8 управляют напряжением генератора 3 (воздействуя на его регулятор возбуждения) и выходной частотой преобразователя 4 соответственно.The outputs of the sensors 6 and 7 are connected to the corresponding inputs of the system 8, and its first and second outputs 9 and 10 to the control input of the switch 5 and to the input of the controller 2, respectively. The outputs 11 and 12 of the system 8 control the voltage of the generator 3 (acting on its excitation regulator) and the output frequency of the converter 4, respectively.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Первичный двигатель 1 приводит во вращение синхронный генератор 3. Воздействуя на регулятор 2, система 8 изменяет скорость вращения двигателя 1. Измеряемая датчиком 6 частота напряжения, вырабатываемого генератором 3, меняется пропорционально скорости вращения двигателя 1.The primary engine 1 drives the synchronous generator 3. By acting on the regulator 2, the system 8 changes the speed of rotation of the engine 1. The frequency of the voltage generated by the generator 3, measured by the sensor 6, changes in proportion to the speed of rotation of the engine 1.
С выхода генератора 3 напряжение, уровень которого система 8 может изменять воздействиями по выходу 11, поступает на преобразователь 4, выходная частота которого поддерживается в требуемых пределах воздействиями, выдаваемыми системой 8 по выходу 12.From the output of the generator 3, the voltage, the level of which the system 8 can change by influences at the output 11, is supplied to the converter 4, the output frequency of which is maintained within the required limits by the actions given by the system 8 at the output 12.
Система 8 управления, анализируя сигнал с датчика 7, формирует на выходах 9 и 10 сигналы, управляющие коммутатором 5 и регулятором 2 соответственно.The control system 8, analyzing the signal from the sensor 7, generates at the outputs 9 and 10 the signals that control the switch 5 and controller 2, respectively.
Если величина мощности Р, измеряемой датчиком 7, не превышает некоторого значения kРном, где Рном - номинальная мощность двигателя 1, a k≤1, система 8 формирует на выходе 9 отключающий сигнал, удерживающий коммутатор 5 в разомкнутом состоянии. При этом электроэнергия требуемой частоты поступает в нагрузку от преобразователя 4, а система 8 формирует на выходе 10 сигнал, соответствующий оптимальной по минимуму расхода топлива зависимости скорости вращения первичного двигателя 1 от его мощности (первый режим работы).If the power P measured by the sensor 7 does not exceed a certain value kP nom , where P nom is the rated power of the engine 1, ak≤1, the system 8 generates a switching signal at the output 9, which keeps the switch 5 in the open state. In this case, the electric power of the required frequency is supplied to the load from the converter 4, and the system 8 generates a signal at the output 10, which corresponds to the minimum fuel consumption optimum dependence of the rotation speed of the primary engine 1 on its power (first operation mode).
При увеличении мощности Р, измеряемой датчиком 7, до значения Р>kРном система 8 формирует на выходе 9 сигнал, включающий коммутатор 5 и удерживающий его в замкнутом состоянии (второй режим работы). При этом электроэнергия в нагрузку поступает от генератора 3, а преобразователь 4 не работает. Замыканию коммутатора 5 предшествует формирование системой 8 на выходе 10 сигнала, соответствующего номинальной скорости вращения первичного двигателя 1. Этот сигнал, воздействуя на регулятор 2, устанавливает номинальную скорость вращения двигателя 1, которой соответствуют номинальная частота генератора 3 и требуемая частота переменного напряжения на нагрузке электростанции.When the power P measured by the sensor 7 is increased to a value of P> kP nom, system 8 generates a signal at output 9 that turns on the switch 5 and keeps it closed (second mode of operation). In this case, the electric power to the load comes from generator 3, and converter 4 does not work. The closure of the switch 5 is preceded by the formation by the system 8 at the output 10 of the signal corresponding to the nominal speed of rotation of the primary engine 1. This signal, acting on the regulator 2, sets the nominal speed of rotation of the engine 1, which corresponds to the rated frequency of the generator 3 and the required frequency of the alternating voltage at the power plant load.
Если мощность Р, измеряемая датчиком 7, понижается до Р<kРн, система If the power P measured by the sensor 7 decreases to P <kP n , the system
управления 8 возвращает электростанцию в первый режим работы.control 8 returns the power plant to the first mode of operation.
Экономия топлива при выполнении устройства согласно полезной модели обеспечивается:Fuel economy when performing the device according to the utility model is provided:
- в первом режиме (Р<kРном), благодаря тому, что сигнал на выходе 10, подключенном к регулятору 2 скорости вращения, формируется системой 8 в соответствии с оптимальной по минимуму расхода топлива зависимостью скорости вращения двигателя 1 от его мощности, меняющейся вместе с мощностью Р, измеряемой датчиком 7, в зависимости от величины электрической нагрузки;- in the first mode (P <kR nom ), due to the fact that the signal at the output 10 connected to the rotation speed controller 2 is generated by the system 8 in accordance with the optimum dependence of the engine rotation speed 1 on the minimum fuel consumption on its power, changing along with power P, measured by the sensor 7, depending on the magnitude of the electrical load;
- во втором режиме (Р>kРном)1 благодаря тому, что включение коммутатора 5 выводит преобразователь 4 из цепи передачи энергии в нагрузку, тем самым исключая потери энергии в нем.- in the second mode (P> kP nom ) 1 due to the fact that the inclusion of the switch 5 leads the converter 4 from the energy transfer circuit to the load, thereby eliminating the energy loss in it.
В результате проведенных исследований было установлено, что значения k, обеспечивающие максимальную экономию топлива, и вид оптимальной по минимуму расхода топлива зависимости скорости вращения от мощности определяются конкретным типом двигателя внутреннего сгорания, используемого в качестве двигателя 1. Значения k и соответствующие зависимости оптимальной скорости вращения от мощности для различных типов двигателей внутреннего сгорания могут быть предварительно введены (например по входу 13) в систему 8, которую целесообразно выполнить программируемой.As a result of the studies, it was found that the values of k that ensure maximum fuel economy and the type of the minimum fuel consumption dependence of the rotation speed on power are determined by the particular type of internal combustion engine used as engine 1. The k values and the corresponding dependences of the optimal rotation speed on power for various types of internal combustion engines can be pre-entered (for example, at input 13) in the system 8, which is expediently performed be programmable.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №34817 на полезную модель. МПК H02J 3/00, 3/46, 2003 г.1. RF patent No. 34817 for utility model. IPC H02J 3/00, 3/46, 2003
2. Патент РФ №45056 на полезную модель. МПК H02J 3/00, 3/46, 2004 г.2. RF patent No. 45056 for utility model. IPC H02J 3/00, 3/46, 2004
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008113806/22U RU75794U1 (en) | 2008-04-11 | 2008-04-11 | AUTONOMOUS POWER PLANT |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008113806/22U RU75794U1 (en) | 2008-04-11 | 2008-04-11 | AUTONOMOUS POWER PLANT |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU75794U1 true RU75794U1 (en) | 2008-08-20 |
Family
ID=39748461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008113806/22U RU75794U1 (en) | 2008-04-11 | 2008-04-11 | AUTONOMOUS POWER PLANT |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU75794U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU172810U1 (en) * | 2017-04-03 | 2017-07-25 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | OFFLINE GENERATOR INSTALLATION |
-
2008
- 2008-04-11 RU RU2008113806/22U patent/RU75794U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU172810U1 (en) * | 2017-04-03 | 2017-07-25 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | OFFLINE GENERATOR INSTALLATION |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI79385C (en) | STYRANORDNING FOER EN DIESELMOTOR MED EN AVGASTURBOKOMPRESSOR. | |
CN103490675A (en) | Control method for frequency-conversion starting of diesel engine of alternating-current diesel locomotive | |
CN103790719B (en) | Boats and ships efficiency Lifting Control System and controlling method | |
RU2382900C1 (en) | System for autonomous power supply of loads | |
US11101664B2 (en) | Power system optimization | |
CN102767430B (en) | A kind of generator set and progress control method thereof | |
CN105099302A (en) | Improved structure of starter generator | |
CN107005060A (en) | Electricity generation system | |
RU2412513C1 (en) | Isolated alternating current electric power station | |
EP3012939A1 (en) | Generator management system and method that selectively activate at least one of a plurality of generators in a power generation system | |
RU75794U1 (en) | AUTONOMOUS POWER PLANT | |
CN201181925Y (en) | Automatic speed-changing constant-frequency constant-voltage diesel generating set | |
RU75793U1 (en) | ENERGY COMPLEX | |
CN101237212A (en) | Automatic shift frequency and voltage constant diesel oil generator unit | |
RU2597248C1 (en) | Diesel generator plant | |
CN208209525U (en) | Shaft generator system and ship | |
CN101335497A (en) | Energy saving system of dual-rotation identical electricity synchronous diesel generator set | |
CN103956948B (en) | Intelligent AC speed changing diesel generator group | |
CN102185552A (en) | Real-time constant-power control method for diesel electric locomotive | |
RU113085U1 (en) | ENERGY COMPLEX | |
CN204941708U (en) | A kind of diesel generation control system | |
CN201130918Y (en) | Controller for switching bidirectional power supply of AC motor | |
RU45056U1 (en) | AUTONOMOUS POWER PLANT | |
RU194333U1 (en) | AUTONOMOUS GENERATOR POWER PLANT | |
RU2349790C2 (en) | Method of starter-generator control and associated device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20090412 |