Двигатель-генераторный агрегат

Двигатель-генераторный агрегат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сокээ Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е < 75О669

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 13.03.78 (2l )2588894/24-07 (51) М. й(л.

Н 02 К 47/00

Н 02 Х 9/08 с присоединением заявки ¹Государствеииый комитет

СССР (23} Приоритет ио делам иэобретеиий и открытий

ОпУбликовано 23.07.80. Бюллетень,% 27 (53) УЯК621.311. .6 1 (088.8) El,àTà опубликования описания 25.07.80

А. А. Аваков, Г. К. Арутюнов, Г. Г. Бакрадзе и Г. Ш. Инаури (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюро Тбилисского филиала

Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии им. Д. И. Менделеева (7l ) Заявитель (54) ДВИГАТЕЛЬ-ГЕИЕРАТОРНЫЙ АГРЕГАТ

Изобретение относится к автономным источникам питания различной аппаратуры, требующей для своей работы электрической энергии. Оно может быть использовано в автоматике, системах связи и т. д. при.. отсутствии или выходе из строя проводной электросети.

Известен двигатель - генераторный агрегат, содержащий двигатель внутреннего сгорания, соединенный механически с то генератором переменного тока и коммутирующий блок в цепи нагрузки,.генератора (1).

При работе таких систем при различном режиме работы изменяется потребление

15 электрической энергии от генератора, s результате чего нагрузка на двигатель изменяется и он работает в нестапионарном режиме, что приводит к неполному сгоранию топлива и выбросу в атмосферу токсичных газов. Использование в этом случае инерционного махового колеса сильно увеличивает вес и габариты уст ройства, а также потери энергии.

Цель изобретения — оптимизапия pacxoga топлива и уменьщение токсичности выхлопных газов.

Для этого в двигатель-генераториом агрегате, содержащем двигатель внутрен+ него сгорания, соединенный механически с генератором переменного тока, и комму тирующий блок в цепи нагрузки генератора, он снабжен генератором постоянного тока, регулирующим опо току элементом, зарядным блоком, аккумулятором, преобр зователем постоянного тока в переменный, датчиком мощности, усилительным звеном, причем двигатель внутреннего сгорания механически соединен с генератором постоянного тока и датчиком мощности, генератор постоянного тока электрически подключен через регулирующий по току элемент и зарядное устройство к аккумулятору, аккумулятор через коммутирующий блок подключен ко входу преобразователя постоянного тока в переменный, выход которого подключен ко:, входу к жмутирующего блока в цепи нагрузки, управляющий

20

55 з 750 выход зарядного блока подключен к управляющему входу коммутирующего блока, управляющий выход коммутирующего блока включен в uem отключения двигателя внутреннего сгорания, а датчик мощности через ..усилительное звено соединен с регулирующим по току элементом.

Схема предложенного двигатель-генераторного агрегата представлена на чертеже, где: 1 — двигатель внутреннего сгс рания 2 — генератор переменноМ тока

3 — коммутирующее устройство; 4 — наг рузка 5 — генератор постоянного тока

6 — регулирующий по току элемент; 7— зарядное устройство 8 — аккумулятор;

9 — преобразователь постоянного тока в переменный; 10 - датчик потребляемой мощности 11 — усилительное звено.

) двигатель внутреннего сгорания 1 преобразует энергию топлива в механичес» кую энергию и состыкован механически с валами генератора 2 переменного тока и генератора 5 постоянного тока, а также с датчиком мощности 10. Генератор 2 переменного тока предназначен для получения напряжения переменного тока и подключен .через коммутирующее устройство

3 к нагрузке 4. Через то же коммутирующее устройство 3 к нагрузке 4 подключается преобразователь 9 постоянного тока в переменный. Управляется коммутирующее устройство 3 сигналом от зарядного устройства 7. Нагрузка 4 представляет собой аппаратуру, потребляющую электрическую энергию. Генератор 5 постоянного тока, ротор которого состыкован с валом двигателя внутреннего сгорания 1, выдает энергию постоянного тока, которая через регулирующий по току элемент 6 и зарядное устройство 7 заряжает аккумулятор 8.

Зарядное устройство 7 выдает сигнал на включение двигателя внутреннего сгорания

1 и переключение коммутирующего устройства 3.

При работе зарядного устройства 7 двигатель внутреннего сгорания 1 включен и ксммутирующее устройство 3 соединяет генератор 2 переменного тока с нагруз кой 4. Если аккумулятор 8 полностью заряжен, то выходной сигнал зарядного устройства 7 равен О, коммутирующее уст ройство 3 переключается, в результате чего двигатель внутреннего сгорания 1 останавливается, генератор 2 переменного тока отключается от нагрузки, а аккумулятор 8 через преобразователь 9 постоянного тока в переменный оказывается подключенным к нагрузке 4. Преобразователь

669 4

9 преобразует энергию постоянного тока аккумулятора 8 в энергию переменного тока, питая нагрузку 4 через коммутирующее устройс.тво 3. датчик мощности состыкован с осью двигателя внутреннего сгорания и выдает электрический сигнал, соответствующий потребляемой мощности с вала двигателя, обусловленной потреблением энергии генератором 2 и генератором 5. Электрический сигнал датчика мощности, усиленный усилительным звеном

11, управляет током. нагрузки генератора

5 постоянного тока так, чтобы момент сил сопротивления на валу двигателя внут15 реннего сгорания был бы постоянным

Усилительное звено 1 1, подключенное ко входу регулирующего по току элементу 6, обеспечивает постоянство наг рузки на вал двигателя внутреннего сгорания 1. Оно сравнивает значения выходного сигнала датчика мощности 10, соответствующего мгновенной нагрузке на вал двигателя внутреннего сгорания 1, и опорного сигнала, соответствующего номинальной нагрузке на вал двигателя.

Рассмотрим работу устройства. При включении двигателя внутреннего сгорания

I приходят в рабочее состояние оба генеpampa 2 и 5. Генератор 2 переменного тока выдает напряжение на нагрузку 4 и тем самым изменяется нагрузка на сам, генератор 2. Генератор 5 постоянного тока потребляет определенную мощность и выдает электрическую энергию на накопитель 8. Величина потребляемой генератором 5 энергии определяется регулирующим элементом 6 и составляет величину, которая не должна быть меньше величины изменения энергии, обусловленной нагру

40 кой. Однако эта энергия генератора 5 не расходуется напрасно, а накопляется. Управление постоянством потребляемой двигателем внутреннего сгорания энергии достигается за счет механической и элект рической обратной связи: вал двигателя внутреннего сгорания 1 — датчик мощности 10 — усилительное звено 11 — регулирующий по току элемент С. При незаряженном аккумуляторе 8 зарядное устройство 7, обеспечивает его заряд. При этом отсутствие сигнала с зарядного устройства 7 не влияет на отключение двигателя внутреннего сгорания, а коммутирующее устройство 3 обеспечивает связь генеpampa 2 с нагрузкой 4. При изменении нагрузки 4 — увеличении (или уменьшении) — датчик мощности 10 выдает электрический сигнал больше (или меньше) 7506 номинального значения, в результате чего усилительное звено 11 выдает сигнал отришь тельной (или положительной ) полярности, что вызывает уменьшение (или увеличение) потребляемого тока аккумулятором 8 от генератора 5 постоянного тока.

Изменение этого тока будет происходить до тех пор, пока нагрузка на вал двигателя внутреннего сгорания не будет 1о совпадать с номинальной, задаваемой опорным напряжением на вход усилительного звена 11. Зарядное устройство 7 при полной зарядке аккумулятора 8 переключает коммутирующее устройство 3, которое 15 обеспечивает подключение аккумулятора

8 с преобразователем 9 постоянного тока в переменный к нагрузке 4. Одновременно коммутирующее устройство 3 отключает двигатель внутреннего сгорания 1. gp

Технико-экономический эффект предложенного двигатель-генераторного агрегата заключается в том, что его использс вание защищает окружающую среду от загрязнения. Известно, что при изменении 25 нагрузки вследствие изменения потребляемой мощности возникающие переходные продессы в двигателе внутреннего сгорания приводит к неполному сгоранию топлива, и, следовательно, к выбросу токсич- зо ных газов в атмосферу. Наличие регулирующей системы, обеспечивающей дополнительное потребление энергии с ее регулированием, приводит к постоянству суммарной мощности, идущей на оба генера- 35 тора — переменного и постоянного тока.

Постоянство потребляемой мощности связано с расходом электрической энергии, идущей на зарядку аккумулятора. При этом может уменьшаться КПЙ. Чтобы 40 не допустить этого, используется накопленная энергия аккумулятора, которая после его полного заряда преобразуется в энергию переменного тока при помощи преобразователя. Полное сгорание топлива и 45

69 6 отсутствие потерь механической энергии значительно повышает экономию расхода топлива, а также защищает окружающую среду от загрязнения.

Формула изобретения

Двигатель-генераторный агрегат, соЪ держащий двигатель внутреннего сгорания, соединенный механически с генератором переменного тока, и коммутирующий блок в пепи нагрузки генератора, о тл и ч а ю m и и с я тем, что, с целью оптимизадии расхода топлива и уменьшения выхлопных токсичных газов, агрегат снабжен генератором постоянного тока, регулирующим по току элементом, зарядным блоком, аккумулятором, преобразователем постоянного тока в переменный, датчиком мощности и усилительным звеном, причем двигатель внутреннего сгорания механически соединен с генератором постоянного тока и датчиком мощности, генератор постоянного тока электрически подключен через регулирующий по току элемент и зарядный блок к аккумулятору, аккумулятор через коммутирующий блок подключен ко входу преобразователя по стоянного тока в переменный, выход которого подключен ко входу коммутирующего блока в пепи нагрузки, управляющий выход зарядного блока подключен к управляющему входу коммутирующего блока, управляющий выход коммутирующего блока включен в иепьь отключения двигателя. внутреннего сгорания, а датчик мощности через усилительное звено соединен с регулирующим по току элементом.

Источники информаиии, принятые во внимание при экспертизе

1. Китаев B. E. и др. Электропитание устройств связи.-М.: Связь, 1975, с. 249-250.

750669

Составитель K. Фотина

Редактор Т. Зубкова Техред И. Асталош Корректор М. немчик

Заказ 4667/43 Тираж 783 . Подлисное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4